微改工藝技術(shù)在公路橋涵工程施工中的應(yīng)用

王興雙

摘要 公路橋涵工程是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，其施工技術(shù)的復(fù)雜性，都決定管理和控制公路橋梁工程的質(zhì)量安全問題。公路橋涵工程的復(fù)雜性決定了建設(shè)這項(xiàng)工程項(xiàng)目不可能一蹴而就，而是需要分別建設(shè)各個(gè)組成部分，其中關(guān)鍵施工技術(shù)是公路橋涵工程的重點(diǎn)也是難點(diǎn)之一，也是會(huì)對(duì)公路橋涵工程的質(zhì)量安全產(chǎn)生重要影響的關(guān)鍵部分?；诖?，文章著重分析探討了公路橋涵工程采用微改技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)，并在太行山高速公路邢臺(tái)段進(jìn)行推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 工藝微改進(jìn);工法微提升;設(shè)備微改造

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）01-0123-04

0 引言

太行山高速邢臺(tái)段是太行山高速公路的重要組成部分，北接平贊高速公路，南連太行山高速公路邯鄲段，是太行山連片特困地區(qū)脫貧致富的必要交通保障，河北省的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)過程中高度重視新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建科技示范工程為目標(biāo)，大大提高了邢臺(tái)段高速公路的科技含量。

1 工程概況

太行山高速公路邢臺(tái)段一標(biāo)起點(diǎn)樁號(hào)為K1+056.662，終點(diǎn)樁號(hào)為K15+450，全長(zhǎng)約14.393 km。該項(xiàng)目路段包括道路、橋梁、互通、服務(wù)區(qū)、天橋涵洞、通道等多項(xiàng)工程。橋梁36座（含匝道跨線橋）（大橋8座，中橋4座，小橋16座），天橋8座;互通2個(gè)（郝家莊互通、石城互通），服務(wù)區(qū)1個(gè)（安上服務(wù)區(qū)）; 各類涵洞31座[其中蓋板涵7座（主線），鋼波紋管涵23座（主線17座，匝道6座），鋼筋混凝土拱涵1座];各等級(jí)通道3處（其中一等通道1處，二等通道2處）。該項(xiàng)目全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

太行山高速公路邢臺(tái)段一標(biāo)在建設(shè)過程中，提出建設(shè)品質(zhì)示范工程創(chuàng)優(yōu)理念和方案，主要從前期策劃、施工進(jìn)度控制、施工工藝等方面入手，保障工程質(zhì)量，推動(dòng)品質(zhì)工程建設(shè)。

2 創(chuàng)新微改技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 工藝微改進(jìn)—滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)

2.1.1 滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)技術(shù)微改處理施工因素

橋梁墩柱澆筑完成后用澆水養(yǎng)生的方法，水即澆即流，即澆即干，根本達(dá)不到保濕效果;掛上土工布澆水保濕，土工布雖然浸濕，但因不能很好地吸附于立面，混凝土表面仍然是干的，高空中的土工布蓄水不佳，再加上風(fēng)干效應(yīng)，干得更快，即使在外表再包上薄膜保濕效果也不佳;用薄膜沿立柱纏繞養(yǎng)生，利用混凝土水化熱的蒸汽水來保濕，但薄膜吸附性不強(qiáng)，混凝土和砌體表面與薄膜之間總是存在一定的空隙，大量的蒸汽水順著空隙向下流走，而且薄膜密閉性差，透氣性大，余下的蒸汽水在高空中也容易散失，保濕效果仍然不佳[1]。

2.1.2 滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)技術(shù)微改處理施工技術(shù)

（1）滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)的組成。滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)由蓄水容器、管路、覆蓋材料三部分組成。

蓄水容器：一般采用大容量鐵質(zhì)水桶、水罐等。

管路：由干管、支管及必要的調(diào)節(jié)設(shè)備（閘閥、流量調(diào)節(jié)器等）組成，干管采用PVC管或硬質(zhì)塑料管，便于連接多條支管;支管：采用軟塑料細(xì)管。

覆蓋材料：一般采用土工布、薄膜。

（2）滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)的特點(diǎn)：

1）高倍節(jié)水，高效保濕。滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)具有高倍節(jié)水的優(yōu)越性能，每天只需加一次水，通過管路緩慢地將水釋放到混凝土表面，做到了真正意義上的不間斷施水，因此，在一個(gè)養(yǎng)護(hù)期內(nèi)總能保持混凝土表面的濕潤(rùn)。

2）均勻強(qiáng)度，促進(jìn)早強(qiáng)，抑制裂縫產(chǎn)生。因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)的養(yǎng)生方法對(duì)混凝土表面濕潤(rùn)的保持是持續(xù)的、均勻的，真正達(dá)到不間斷施水的混凝土養(yǎng)生要求，而用澆水養(yǎng)生混凝土表面時(shí)干時(shí)濕，兩相對(duì)比混凝土強(qiáng)度的形成明顯要均勻一些。

因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)保濕保溫并重，給混凝土創(chuàng)造了一個(gè)高濕保溫的養(yǎng)生環(huán)境，因此用滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)養(yǎng)生，在高溫保濕同時(shí)實(shí)現(xiàn)的環(huán)境中能有效地促進(jìn)混凝土早強(qiáng)的形成[2]。因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)采用土工布覆蓋，這樣既避免了陽光直射和風(fēng)沙過大使商品混凝土表面水分蒸發(fā)太快而形成干縮裂縫，又防止了白天升溫過高、夜間降溫收縮產(chǎn)生龜裂，有效抑制微裂縫的產(chǎn)生，從而達(dá)到延長(zhǎng)混凝土使用壽命的效果。

3）節(jié)工省能，降低養(yǎng)生成本。因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)只需每天加一次水便可以在一天內(nèi)高效保濕，因此采用滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)養(yǎng)生，可以節(jié)工省能，降低養(yǎng)生成本。相對(duì)澆水養(yǎng)生而言，采用滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)養(yǎng)生能節(jié)約大量人工，節(jié)約大量水，節(jié)約大量機(jī)械臺(tái)班，其綜合成本大幅度降低。

“滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)”具有適用范圍廣、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 工法微提升—“預(yù)制T梁馬蹄鋼筋制作安裝工藝工法微改”

太行山高速公路邢臺(tái)段一標(biāo)項(xiàng)目部在項(xiàng)目施工過程中，對(duì)現(xiàn)有鋼筋施工工藝技術(shù)進(jìn)行改良提升：提前將管道與普通鋼筋有沖突的橫向、縱向位置分別計(jì)算出來，把對(duì)應(yīng)的鋼筋結(jié)構(gòu)形式按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行修改，在鋼筋施工過程中分別進(jìn)行制作及安裝，不再需要進(jìn)行截?cái)嗉昂附友a(bǔ)強(qiáng)。

2.2.1 預(yù)制T梁馬蹄鋼筋微改處理施工因素

預(yù)制T梁的質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的使用及安全，且T梁施工工程量大，施工時(shí)間長(zhǎng)，所以T梁的標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化施工尤為重要。

在以往T梁預(yù)制施工過程中，鋼筋綁扎完成后需預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道，在管道定位過程中會(huì)出現(xiàn)管道與普通鋼筋及預(yù)埋件相互干擾的情況，在保證管道位置不變的情況下需要挪動(dòng)普通鋼筋的位置。一般的工藝是將鋼筋截?cái)?，然后進(jìn)行焊接補(bǔ)強(qiáng)，這樣不僅會(huì)浪費(fèi)大量的人工、材料及時(shí)間，如果技術(shù)水平不到位，更會(huì)影響整體的強(qiáng)度及質(zhì)量。

2.2.2 預(yù)制T梁馬蹄鋼筋微改處理施工技術(shù)

鋼筋在作業(yè)加工廠大棚內(nèi)集中下料、加工，運(yùn)至臺(tái)座胎架上綁扎，焊接成型。臺(tái)座事先刷好脫模劑，綁扎非預(yù)應(yīng)力鋼筋的同時(shí)埋設(shè)金屬波紋管。波紋管用“井”字形鋼筋綁扎焊接在非預(yù)應(yīng)力筋骨架上，間距0.5 m，波紋管的縱、豎向坐標(biāo)定位誤差在規(guī)范之內(nèi)。通過對(duì)應(yīng)的鋼筋結(jié)構(gòu)形式按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行了微改（見圖1微改前鋼筋形狀、圖2微改后的鋼筋形狀），在鋼筋施工過程中分別進(jìn)行制作及安裝，不再需要進(jìn)行截?cái)嗉昂附友a(bǔ)強(qiáng)（圖3微改后的馬蹄鋼筋在T梁預(yù)制中的應(yīng)用）。

T梁馬蹄鋼筋工藝技術(shù)微改良使整個(gè)鋼筋施工過程形成標(biāo)準(zhǔn)化流水作業(yè)，有效提高了施工效率，確保了施工進(jìn)度，更確保了施工質(zhì)量。簡(jiǎn)便了現(xiàn)場(chǎng)施工人員的鋼筋作業(yè)。

2.3 設(shè)備微改造—液壓破碎錘“化錘為夯”

該合同段共有橋梁36座，涵洞通道50道，其臺(tái)背回填材料設(shè)計(jì)為碎石（砂礫）土或液態(tài)粉煤灰，碎石（砂礫）土骨料含量30%～70%，壓實(shí)度≥96%;液態(tài)粉煤灰適用于路基填筑完成后反開挖修筑鋼波紋管施工，其余結(jié)構(gòu)臺(tái)背回填均采用碎石（砂礫）土。

臺(tái)背回填施工方法：采用分層平行攤鋪、對(duì)稱填筑壓實(shí)的機(jī)械施工作業(yè)方法;

臺(tái)背宜采用碎石、砂礫土透水性材料，層厚按不大于15 cm分層填筑壓實(shí)，最大粒徑不超過50 mm。見圖4臺(tái)背回填施工工藝流程圖。

臺(tái)背回填施工質(zhì)量問題是各等級(jí)公路路基施工中的一個(gè)關(guān)鍵性問題。臺(tái)背回填是防止橋頭跳車的關(guān)鍵步驟，臺(tái)背回填的好壞直接影響到道路施工質(zhì)量，臺(tái)背回填質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，橋涵構(gòu)造物就會(huì)出現(xiàn)跳車、斷板等問題[3]。

2.3.1 液壓破碎錘“化錘為夯”微改處理施工因素

臺(tái)背施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后臺(tái)背回填施工采用分層平行攤鋪、對(duì)稱填筑壓實(shí)的機(jī)械施工作業(yè)方法;臺(tái)背宜采用碎石、砂礫土透水性材料，層厚按不大于15 cm分層填筑壓實(shí)，分層回填時(shí)在臺(tái)背側(cè)劃線標(biāo)識(shí)（見圖6橋涵臺(tái)背回填按分層控制），最大粒徑不超過50 mm。

因臺(tái)背回填施工場(chǎng)地和建筑物本身的穩(wěn)定性要求，一般不采用重型壓實(shí)機(jī)械。常用的壓實(shí)機(jī)械有：手扶和自行式小型振動(dòng)壓路機(jī)、人工夯一般用于回填寬度小于2 m或其他大型機(jī)械無法到達(dá)的場(chǎng)合;輕型自行振動(dòng)壓路機(jī)，用于回填寬度大于2 m的部位。

2.3.2 液壓破碎錘“化錘為夯”微改處理施工技術(shù)

太行山高速公路邢臺(tái)段一標(biāo)項(xiàng)目部在項(xiàng)目施工過程中，積極探索、對(duì)現(xiàn)有液壓破碎錘進(jìn)行微改造：將液壓破碎錘的釬桿換成“鋼板”，以液體靜壓力為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞沖程時(shí)高速撞擊鋼板，通過鋼板震動(dòng)來達(dá)到回填土壓實(shí)的目的[4]。通過現(xiàn)場(chǎng)施工及壓實(shí)度檢測(cè)，改造后的“液壓震動(dòng)夯”能夠達(dá)到回填壓實(shí)度要求。通過液壓臂能對(duì)各種類型的臺(tái)背回填料進(jìn)行夯實(shí)（見圖5微改造后的液壓夯分層夯實(shí)），同時(shí)由于設(shè)備離臺(tái)身較遠(yuǎn)，“液壓震動(dòng)夯”相對(duì)震動(dòng)壓路機(jī)大大降低了對(duì)構(gòu)造物的穩(wěn)定性影響，具有適用范圍廣、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備常見、改造簡(jiǎn)單、夯實(shí)效果好。

2.4 設(shè)備微改造—拱涵及拱橋鋼模臺(tái)車代替?zhèn)鹘y(tǒng)模板支架系統(tǒng)

2.4.1 鋼模臺(tái)車在拱涵及拱橋中處理的施工因素

以往的拱涵及拱橋施工需要大量的人力搭設(shè)腳手架，消耗大量的竹膠板，采用鋼模臺(tái)車施工，不僅減少人員搭設(shè)腳手架，減少拆模時(shí)間，一次制定可多次重復(fù)利用，代替原用竹膠板，可減少材料浪費(fèi)。采用移動(dòng)軌道，減少移模時(shí)間，大大縮短施工工期。

2.4.2 鋼模臺(tái)車在拱涵及拱橋中處理的施工技術(shù)

臺(tái)車由行走輪、橫梁、縱梁、豎梁、可調(diào)節(jié)模板、千斤頂組成。臺(tái)車移動(dòng)通過下縱梁安裝的行走輪，下縱梁、豎梁都采用16#槽鋼，橫梁采用14#槽鋼，模板材料，由5 mm鋼板、80槽鋼組成，采用M18高強(qiáng)度螺栓連接，螺栓眼孔按照?qǐng)D紙標(biāo)注尺寸制作，連接眼孔20*30條孔。模板的高度通過在下縱梁安裝8個(gè)10 t液壓千斤頂和上橫梁安裝8個(gè)液壓千斤頂調(diào)節(jié)，將模板頂升到施工位置，然后加固施工，進(jìn)行下一循環(huán)時(shí)松動(dòng)液壓千斤頂，模板與拱頂脫離，平行移動(dòng)至下一循環(huán)，就可進(jìn)行鋼筋安裝及混凝土施工。

該項(xiàng)目拱橋尺寸多為凈寬6 m，凈高6.4 m，拱圈半徑2.05 m，拱圈每節(jié)長(zhǎng)度4 m，拱圈最大厚度0.75 m。為節(jié)約工期、保證拱圈質(zhì)量、施工簡(jiǎn)便，所以拱圈內(nèi)模為加工的鋼構(gòu)定型臺(tái)車。具體結(jié)構(gòu)示意見圖7所示。

外圈兩側(cè)每隔1～1.5 m設(shè)置一道50 cm寬縱向模板空擋下料和振搗，混凝土澆筑到此位置后封堵住牢固。

鋼膜臺(tái)車制作定型鋼模板時(shí)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度0.02，拱圈下部1/3處需進(jìn)行加強(qiáng)處理，縱向方木加密，對(duì)拉桿加密或加大對(duì)拉絲直徑;混凝土澆筑時(shí)為確保安全，拱架下應(yīng)再加設(shè)兩排腳手架支撐。

3 結(jié)束語

太行山山脈上建造一條高速公路充滿挑戰(zhàn)，在工程建設(shè)中的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用非常重要。三微改技術(shù)（工藝微改進(jìn)、工法微提升、設(shè)備微改造）成果的應(yīng)用取得了良好的實(shí)際效果，通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備的微改進(jìn)和創(chuàng)新，進(jìn)一步促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)施工生產(chǎn)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力，不僅帶動(dòng)了太行山高速公路工程的建設(shè)，還激勵(lì)建設(shè)者迎難而上，對(duì)解決施工過程中的路基、橋涵建設(shè)難題，具有重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]公路路基施工技術(shù)規(guī)范：JTG F10—2006[S].北京：人民交通出版社，2006.

[2]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范：JTG/T F50—2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3]河北省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理指南：第二部分 施工標(biāo)準(zhǔn)化第一冊(cè)路基工程[M].北京：人民交通出版社，2011.

[4]河北省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理指南： 第二部分 施工標(biāo)準(zhǔn)化第三冊(cè)橋涵工程[M].北京：人民交通出版社，2011.