高速公路涵洞工程的蓋板涵施工技術分析

■徐曉芳

（中鐵十八局集團建筑安裝工程有限公司，天津 300308）

高速公路涵洞工程對質量要求比較高，并且施工工序繁瑣，每道工序之間環(huán)環(huán)相扣，只要其中一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題，必然會影響總體質量。雖然一道涵洞工程施工量并不大，但卻需要對每個施工環(huán)節(jié)認真監(jiān)控，以保證總體施工質量[1]。因此，在涵洞工程施工之前，需要深入調查所在區(qū)域的地形地質條件，并對涵洞工程經過的道路情況、路面狀況、大型施工機械設備進入的可能性等進行全面分析。要求在整個施工過程中嚴格執(zhí)行技術規(guī)范標準，結合工程特性，選擇合理有效的施工工藝，并開展質量自檢工作，才能最大限度上提升涵洞工程施工綜合質量水平，以推動高速公路事業(yè)高效發(fā)展?；诖耍Y合工程實例，開展高速公路涵洞工程的蓋板涵施工技術的研究就顯得尤為必要。

一、工程概述

江西省銅鼓至萬載高速公路（宜豐聯絡線）新建工程C3標段位于宜豐縣雙峰鄉(xiāng)境內，標段起點K14+300過茜源山塘，設雙峰隧道一（435米）穿山，到雙峰鄉(xiāng)北面，上跨縣道573，設3275米雙峰隧道二穿云峰尖大山，在隧道中K16+500為標段終點（即C4標段起點)路線全長為2.2公里。涵洞工程：鋼筋砼蓋板通道涵（1－4×4.5m）1座、蓋板涵（4×4m）1座。涵洞工程主要工程量如附表1所示。

二、蓋板涵施工技術的具體應用

（一）測量放線

蓋板涵施工難度較大，在開始施工之前，需要對涵洞工程的功能特性進行全面系統(tǒng)的分析和研究，可選擇高精度先進的設備儀器，對具體施工位置、交角、進水口高程等參數進行全方位測量，以最大限度上保證各項施工的真實性和準確性，從而為涵洞施工提供相應的技術指導[2]。案例工程K14+300（4×4.5m）通道涵屬于典型的填土式鋼筋混凝土蓋板暗涵，地質比較松軟，并且原狀土承載力不足，需要基礎做換填處理，K14+300和K14+975具體開挖線平面圖如圖1和圖2所示。

圖1 K14+300開挖線平面圖（單位：mm）

圖2 K14+975開挖線平面圖（單位：mm）

（二）基礎開挖

針對橫向填挖交界位置的涵洞工程，在開始填方一側，需要重點關注路基施工質量，以符合涵洞工程設計和具體使用要求的壓實度，避免因為承載力不足發(fā)生不均勻沉降問題。如果施工條件允許，要盡量使用沖擊式壓路機，對路基基礎做壓實處理，以保證路基的強度及施工質量。當基坑施工完成之后，還要組織專業(yè)人員進行系統(tǒng)的施工質量驗收，驗收合格之后，盡快完成封底和路基澆筑工作，嚴禁長期裸露，否則會影響自身的承載力。本工程在基坑開挖時，嚴格控制邊坡坡度，避免坡度太陡引發(fā)基坑壁坍塌，邊坡坡度為1∶0.5，且基坑上方開挖到換填層底部后要至少預留出20cm～30cm人工整平層，開挖到換填層底部之后，需要在適當的位置設置一定數量的集水坑，以便將基坑內的積水及時排到基坑之外，避免發(fā)生積水問題[3]，同時還要檢查開挖尺寸、換填層地面高程?；A換填處理完成后需檢測基坑底面承載力，就K14+300基坑而言，蓋板涵基坑底面承載力不能低于220kPa，通過輕型觸探法進行檢測。

（三）涵洞基礎處理

1.基礎配筋

按照設計單位出具的銅鼓至萬載高速公路涵洞設計圖紙，本工程涵洞基礎和涵身部位并不含有鋼筋。因此，為保證施工質量，提升蓋板涵洞的穩(wěn)定性。在基礎混凝土澆筑之前，需要按照設計要求提前預埋直徑為16mm的連接鋼筋，每隔15cm布置一排，用于提升基礎和墻身之間連接的緊密性。按照涵洞長度方向，連接鋼筋的預埋數量為44.24kg/m[4]。

2.模板加工

本涵洞工程的孔跨為4.0m，凈高4.5m，因此模板單塊也要按照此數據進行加工，綜合考慮涵洞墻身混凝土澆筑模板使用尺寸，選擇了100塊，長度為1.2m，寬度為1.5m的鋼模板。嚴格按照此規(guī)定制作模板[5]，面板為3～5mmQ235鋼，邊框則為5.0mm厚扁鐵焊接而成，背肋為＜50×4角鋼焊接而成，模板和支架制作質量標準如附表2所示。

3.混凝土澆筑

涵洞施工時按照設計要求每隔4m～6m，設置一道沉降縫，且基礎模板安裝時已按此位置斷開，涵洞基礎共分為10節(jié)，選擇汽車泵澆筑方式進行混凝土澆筑。運輸的配制、運輸、振搗、分層澆筑厚度等都要滿足施工規(guī)范和設計的要求，由拌合站統(tǒng)一供應，在整個澆筑過程中，應由專業(yè)的施工人員旁站管理[6]。

（四）涵洞臺帽施工

本涵洞工程臺帽外露采用了定型鋼模，不能采用竹膠板，定型鋼模時嚴格按照蓋板的標準要求進行制作，保證每個棱角線順直。臺帽制作長度需要按照臺帽長度嚴格控制，合理消除接縫。提升模板支持和加固效果，尤其是加固時要采用對稱頂托，通過鋼管支撐固定。通過焊接的方法，將拉桿焊接在墻身預留鋼筋上，將涵洞墻身和臺帽混凝土連接成一個整體，避免墻身和臺帽之間發(fā)生水平裂縫。

（五）蓋板施工

在蓋板施工時，可利用已經填筑完成的路基，進行提前預制，以提升涵洞施工效率。蓋板施工使用到的鋼筋，在加工現場集中制作，現場綁扎。在下料鋼筋制作時，可使用相同斷面接頭不大于50%，每根鋼筋之間的交接處，用扎絲逐點綁扎。此外，為最大限度上保證保護層厚度符合要求，在鋼筋和模板之間設置強度等級相同的砂漿墊塊。當蓋板鋼筋綁扎完成之后，報請現場監(jiān)理工程師進行檢查驗收，達到要求之后，才能開展混凝土澆筑施工[7]。本工程蓋板采用C30混凝土澆筑，蓋板集中預制，通過吊車吊裝，汽車運輸到指定位置進行安裝。嚴格控制混凝土配合比，保證所配制的混凝土具有良好的和易性及坍落度。蓋板混凝土和基礎、墻身混凝土應由拌合站統(tǒng)一拌合，通過混凝土罐車運輸到指定施工點，并用插入式振搗棒合理振搗。具體蓋板結構要素如圖3所示。

圖3 蓋板結構要素示意圖

為有效解決本工程地下水位比較低的問題，當基坑開挖到基底和遇坑壁透水比較小的問題時，原基底或經處理后，必須滿足工程設計的要求。在涵背回填時必須在全部蓋板完成之后，并且混凝土強度達到設計強度的80%以上之后，進行防水層檢測，待達到設計要求之后，再進行下一道工序施工。

（六）洞口八字墻、一字墻

K14+300（4×4.5m）、K14+975（4×4m）蓋板通道涵進出口形式為混凝土結構墻，施工方法基本同墻身部位。涵底鋪砌為40cm厚M7.5漿砌片石。具體K14+975洞口八字墻、一字墻平面圖見圖4。

本工程蓋板涵的相關參數為：凈跨徑：L0=4.5m；單側擱置長度：0.30m；計算跨徑：L=4.76m；填土高：H=1m；蓋板板端厚d1=26cm；蓋板板中厚d2=35cm；蓋板寬b=1.00m；保護層厚度c=4cm；混凝土強度等級為C30；軸心抗壓強度fcd=13.8Mpa；軸心抗拉強度ftd=1.39Mpa；主拉鋼筋等級為HRB335；抗拉強度標準值fsd=280Mpa；蓋板容重γ1=26kN/m3；土容重γ2=18kN/m3

圖4 K14+975洞口八字墻、一字墻平面圖（單位：mm）

擬用主筋為HRB335級鋼筋，直徑為16mm，外徑為17.5mm，單根面積為2.011cm2

（1）截面有效高度

（2）試算受壓區(qū)高度

（3）計算鋼筋面積

選用主筋為HRB335級鋼筋，直徑為16mm，共17根，選用鋼筋總面積As=0.003419m2

（七）沉降縫處理

在蓋板涵洞施工時，需要每隔4m～6m就設置一道沉降縫，寬度控制在2cm左右，在施工時可嵌入瀝青麻絮，嵌入位置要通過鋼尺精確測量，并做好標記。沉降縫的兩端應當豎直、平整，避免上下交叉。

三、施工體會

第一，在蓋板涵施工放樣時，需要結合具體的數據信息，對涵洞的中心里程坐標、方位角等進行精確計算。然后結合具體的設計要求，計算控制角點的坐標，以保證放樣精度，為后期施工提供真實有效的數據支持[8]。

第二，在基坑施工時，為保證施工質量，主要至少留出20～30cm的富余，用人工處理，避免發(fā)生超挖或者欠挖問題。

第三，在混凝土澆筑施工之前，基礎和涵身相互交接的位置，要先用M10砂漿進行堵漏處理，并保證混凝土填筑的充實性和緊密性。

文章結合工程實際，對高速公路涵洞工程的蓋板涵施工技術進行了應用分析。分析結果表明，涵洞工程具有很強的綜合性，通過對涵洞基礎開挖，涵洞臺帽、蓋板施工及相應參數等要點的應用分析，保證了整個工程的施工進度及施工安全，提升了涵洞工程施工質量，值得類似工程借鑒。

附表1 涵洞工程主要工程量表

附表2 模板和支架制作質量標準表