公路工程裝配式預(yù)制箱形通道施工技術(shù)分析

摘要 文章從前期場站建設(shè)規(guī)劃、臺座布設(shè)、箱形通道鋼筋加工、混凝土振搗、箱形通道養(yǎng)生、涵節(jié)吊裝、防水保護(hù)、附屬結(jié)構(gòu)施工等完整工序進(jìn)行箱形通道施工的分析和介紹，研究表明，預(yù)制采用立式預(yù)制箱形通道方式，無承重模板、拆模方便，能有效縮短單節(jié)拆模時間。吊裝過程中使用專用吊具保護(hù)涵節(jié)，涵節(jié)外涂刷瀝青漆及粘貼防水橡膠帶，裝配式預(yù)制箱形通道施工技術(shù)可以保證箱形通道的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 裝配式；預(yù)制；箱形通道

中圖分類號 U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B文章編號 2096-8949（2023）23-0154-03

0 引言

預(yù)制箱形通道作為公路工程中涵洞工程的一部分，施工時對環(huán)境影響較小，箱形通道預(yù)制施工周期短，可利用標(biāo)準(zhǔn)化場站建設(shè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化流水施工，在施工時現(xiàn)場勞務(wù)人員需求較少，利用場站定型機(jī)械及場站配置，可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、定型化的箱形通道施工。當(dāng)前國內(nèi)公路工程箱形通道預(yù)制主要使用混凝土臺座作為預(yù)制臺座，采用臥式箱形通道預(yù)制，養(yǎng)生時采用人工灑水養(yǎng)生等施工方法。此類施工方法中混凝土臺座需要養(yǎng)生時間，臨建完成后投入生產(chǎn)較遲。箱形通道臥式預(yù)制承重模板、拆模時間長，增加了箱形通道預(yù)制施工周期，項目涵洞施工任務(wù)重、工期緊的情況下若使用傳統(tǒng)預(yù)制箱形通道施工方法，項目將極大地增加場站建設(shè)成本。水資源稀缺、日溫差大、蒸發(fā)量大的氣候特點(diǎn)，決定了項目不能使用傳統(tǒng)灑水養(yǎng)生的養(yǎng)生方法，通過改進(jìn)施工工藝、發(fā)明施工機(jī)具，加快預(yù)制箱形通道施工進(jìn)度，降低施工造價成本。同時，相比傳統(tǒng)灑水養(yǎng)生的方式，蒸汽養(yǎng)生更適用于干旱地區(qū)的箱形通道養(yǎng)生施工工藝。

1 技術(shù)創(chuàng)新總體分析

利用鋼臺座應(yīng)用、鋼筋籠綁扎胎架及吊具、箱形通道涵節(jié)吊具的裝配式預(yù)制箱形通道施工工藝和方法研究。具體如下：

（1）臺座采用槽鋼、鋼板等鋼材加工制作，材料重復(fù)利用率高、拆除費(fèi)用低，降低了施工成本^[1]。

（2）鋼筋加工采用場站內(nèi)鋼筋加工胎架集中加工綁扎方式，能有效地控制鋼筋間距及鋼筋施工質(zhì)量^[2]。

（3）箱形通道節(jié)段采用立式箱形通道預(yù)制，拆模周期短、模板利用效率高，縮短施工工期^[3]。

（4）箱形通道預(yù)制采用工廠化生產(chǎn)，鋼筋集中加工，涵節(jié)集中預(yù)制，現(xiàn)場文明施工，生產(chǎn)效率高。材料選用、施工養(yǎng)生、瀝青漆涂刷等均根據(jù)地域性特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)工序施工^[4]。

（5）箱形通道養(yǎng)生采用自加工篷布+彩鋼進(jìn)行覆蓋，同時接通蒸汽養(yǎng)生管道，保證西北干旱地區(qū)的箱形通道養(yǎng)生，確保箱形通道成品混凝土施工質(zhì)量^[5]。

2 工序流程分解分析

2.1 臺座制作

項目箱形通道預(yù)制采用立式箱形通道預(yù)制方案，需制作箱形通道底模臺座，臺座使用1 cm厚鋼板定型加工而成，項目箱形通道結(jié)構(gòu)類型分為明涵及暗涵，按照跨徑分為1.5 m×2 m、2 m×2 m、2 m×3 m、2.5 m×3 m、3 m×4 m，累計5種定型鋼模板底模臺座，臺座為可拆卸鋼制臺座，回收方便，可在項目間移動調(diào)用，增大模板利用率。

2.2 定型鋼模板

箱形通道預(yù)制模板內(nèi)、外模均采用定型鋼模板，模板采用1 cm厚鋼板制作而成，內(nèi)外模均為4塊，模板的拼裝順序基本上是外?！鷥?nèi)模。見圖1。

2.3 拼裝內(nèi)模

安裝時先拼裝內(nèi)模支撐托架，將支撐托架固定在底模上以保證托架的穩(wěn)定性，再在支撐托架上拼裝內(nèi)模。

2.4 綁扎及安裝鋼筋

鋼筋骨架安裝集中在場內(nèi)進(jìn)行骨架加工，加工使用自加工胎架，胎架使用L75×4方鋼及20 mm鋼管加工而成，鋼管按照箱形通道鋼筋間距進(jìn)行布設(shè)，在鋼管內(nèi)插入鋼筋，起到鋼筋主筋間距控制及主筋定位支撐作用，待鋼筋骨架綁扎完成后，骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，然后進(jìn)行骨架吊裝，見圖2。

2.5 側(cè)、端模板的加工拼裝

外側(cè)模直接通過螺栓連接固定到臺座上，外側(cè)模安裝時需將外側(cè)模支撐到設(shè)計位置，并經(jīng)檢查各部位尺寸滿足要求后，采用限位裝置支撐固定，使外側(cè)模穩(wěn)定牢靠。

2.6 混凝土施做

澆筑混凝土?xí)r振搗用直徑500 mm的手持振搗棒，以免出現(xiàn)漏振、過振、欠振。

2.7 拆模及養(yǎng)生

封閉式養(yǎng)生棚采用型鋼焊接而成，包裹篷布采用鐵絲固定綁扎，外部覆蓋彩鋼，采用全封閉結(jié)構(gòu)，養(yǎng)生棚加工可按照相鄰兩節(jié)箱形通道同時進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生時使用龍門吊吊裝包裹，蒸汽鍋爐采用0.5T壓力鍋爐，場內(nèi)鋪設(shè)蒸汽管道，實現(xiàn)了全方位養(yǎng)生。

2.8 翻轉(zhuǎn)與存放

箱形通道在臺座上養(yǎng)生完成后，需要將箱形通道吊裝至翻轉(zhuǎn)區(qū)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)區(qū)配備液壓翻轉(zhuǎn)臺，翻轉(zhuǎn)臺初始與地面成20°～30°夾角，在吊裝至翻轉(zhuǎn)臺后，啟動液壓翻轉(zhuǎn)臺，將箱形通道預(yù)制節(jié)段翻轉(zhuǎn)至臥式，最后將成品構(gòu)件由吊裝龍門吊吊運(yùn)至構(gòu)件存放區(qū)。

2.9 箱形通道節(jié)段吊裝

箱形通道在預(yù)制場內(nèi)施工完成后，使用拖板車?yán)椭潦┕がF(xiàn)場，吊裝前完成涵洞基礎(chǔ)施工，為保證涵節(jié)吊裝過程中受力平衡，鋼絲繩在吊裝中不使涵節(jié)受損，項目加工“C”字形專用吊具，對涵節(jié)進(jìn)行吊裝，吊裝使用沙子對涵節(jié)進(jìn)行找平，以確保涵節(jié)安裝平順，無錯臺。在箱形通道吊裝完成后，對箱形通道表面涂刷瀝青漆作為防腐層對箱形通道進(jìn)行保護(hù)，同時在箱形通道節(jié)段間粘貼橡膠止水使涵節(jié)臺背部位的防水組合為一個整體。見圖3、圖4。

2.10 附屬工程

最后施工箱形通道的附屬工程，對箱形通道的流水鋪砌、八字墻、臺背回填、洞口錐坡進(jìn)行施工，使箱形通道具備排水和通道的作用。至此，工序流程全部結(jié)束。

3 效益分析

按照以往固定臺座+灑水養(yǎng)生的模式，與現(xiàn)有移動臺座+移動養(yǎng)生棚的模式相比較，各項費(fèi)用和成本對比見表1。

4 工程應(yīng)用實例

4.1 項目情況

（1）S50海原至平川（寧甘界）公路三標(biāo)段項目起點(diǎn)樁號為K64+720，終點(diǎn)樁號為K109+435.629，全長44.7 km，項目主要包含路基橋涵、路面交安、房建機(jī)電及綠化等工程。工程總造價3 008 266 147元。該項目共有墩柱259根，箱形通道15道。項目按照工地場站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的施工工藝要求，通過劃分各區(qū)域的箱形通道預(yù)制功能區(qū)，實現(xiàn)流水化箱形通道預(yù)制施工作業(yè)。

（2）烏海至瑪沁公路（寧夏境）青銅峽至中衛(wèi)段工程A10標(biāo)段，里程樁號為K171+800～K183+160，長11.36? km；主要包括路基土石方（含互通）1 377 000 m3、路面354.821 m2，特大橋1 053.6 m/1座、大中橋1 482 m/4座、箱形通道13道，互通式立體交叉1處、通道橋469.06 m/11座。通過實際應(yīng)用能夠較大地節(jié)約箱形通道施工成本，同時該工法預(yù)制鋼臺座臺座的加工、養(yǎng)生棚的制作，讓箱形通道預(yù)制大批量生產(chǎn)的同時，各項工序都得到了精確控制，從根本上減輕了勞動強(qiáng)度，提高了箱形通道施工效率。

（3）烏瑪高速公路惠農(nóng)至石嘴山PPP項目路線全長57.291 km，總投資56億元，全線共設(shè)橋梁 13 059.88 m/65 座（含分離立交主線橋、橋式通道），橋梁占路線全長的22.79%；設(shè)涵洞108道，其中箱形通道7道；全線擬設(shè)互通立交6處，分離式立交21處，設(shè)橋式通道30座；設(shè)服務(wù)區(qū)1處；設(shè)養(yǎng)護(hù)工區(qū)、管理站各1處；設(shè)收費(fèi)站4處，利用原收費(fèi)站1處。通過實際應(yīng)用加強(qiáng)箱形通道預(yù)制施工的施工質(zhì)量，同時減少專人灑水養(yǎng)生的勞動力，在干旱地區(qū)保證箱形通道養(yǎng)生質(zhì)量，從而生產(chǎn)出保質(zhì)保量的優(yōu)秀產(chǎn)品。

4.2 應(yīng)用效果分析

該技術(shù)已在S50海原至平川（寧甘界）公路三標(biāo)段與烏海至瑪沁公路（寧夏境）青銅峽至中衛(wèi)段工程A10標(biāo)段、烏瑪高速公路惠農(nóng)至石嘴山PPP項目進(jìn)行推廣應(yīng)用。以上3個項目的成功應(yīng)用，通過技術(shù)創(chuàng)新、實際操作以及經(jīng)驗、技術(shù)的總結(jié)和研究，在預(yù)制箱形通道中，經(jīng)過對箱形通道施工各工序技術(shù)多次探討及改進(jìn)，自主創(chuàng)新裝配式預(yù)制箱形通道施工技術(shù)，該技術(shù)采用剛度、強(qiáng)度高，整體穩(wěn)定性強(qiáng)的鋼模板作為臺座底部，采用自加工的鋼筋加工胎架，保證鋼筋間距布設(shè)合理。按照工地場站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的施工工藝要求，通過劃分各區(qū)域的箱形通道預(yù)制功能區(qū)，實現(xiàn)流水化箱形通道預(yù)制施工作業(yè)，能夠較大地節(jié)約箱形通道施工成本，同時該工法預(yù)制鋼臺座臺座的加工、養(yǎng)生棚的制作，讓箱形通道預(yù)制大批量生產(chǎn)的同時，各項工序都得到了精確控制，從根本上減輕了勞動強(qiáng)度，提高了工作效率，加強(qiáng)了箱形通道預(yù)制施工的施工質(zhì)量，同時減少了專人灑水養(yǎng)生的勞動力，尤其在干旱地區(qū)保證了箱形通道養(yǎng)生質(zhì)量。該項目關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，將有助于提升干旱地區(qū)箱形通道施工質(zhì)量，提高預(yù)制箱形通道施工經(jīng)驗。

5 結(jié)束語

綜上所述，從前期資料的搜集、實地的調(diào)研、創(chuàng)新設(shè)計、研究方案的制定和具體研究工作實施，到后期應(yīng)用效果的回饋、研究總結(jié)，使科研項目能夠順利開展。在科研報告撰寫階段，承建單位嚴(yán)格執(zhí)行任務(wù)書的撰寫要求，與參研單位進(jìn)行了深層次的交流與協(xié)作。通過項目的開展，承建單位和參研單位建立了良好的合作關(guān)系，為該項目圓滿完成提供了可靠的保證并得出以下結(jié)論：

（1）臺座使用定型鋼臺座，可以循環(huán)利用，移動方便、建設(shè)便捷，鋼筋加工使用鋼筋定位胎架集中加工，涵節(jié)養(yǎng)生采用篷布+彩鋼養(yǎng)生覆蓋工具，可以保證水分不散失，節(jié)約施工用水，具備優(yōu)良的保溫養(yǎng)生效果。

（2）實際應(yīng)用中，采用可移動鋼臺座代替?zhèn)鹘y(tǒng)混凝土預(yù)制臺座的施工方法，節(jié)約預(yù)制場建設(shè)用地、減少設(shè)備投入、提高模板利用率。同時，一次性投入場地基礎(chǔ)設(shè)施，可回收利用，減少后期拆除、恢復(fù)的費(fèi)用和不利影響，根據(jù)測算結(jié)果，該技術(shù)使綜合成本降低20％左右。

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收稿日期：2023-08-08

作者簡介：趙維杰（1978—），男，本科，高級工程師，研究方向：公路施工管理。