箱涵施工技術(shù)及應(yīng)用探析

沈輝

（云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司，昆明 650217）

1 引言

伴隨著“一帶一路”倡議的持續(xù)推進(jìn)，我國與周邊國家在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等方面的交流變得越發(fā)密切，也帶動(dòng)了各種基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的發(fā)展。在水利渠道工程施工中，箱涵施工技術(shù)是非常重要的內(nèi)容。箱涵有著良好的受力特性，可以很好地適應(yīng)多種不同的地質(zhì)條件，不管是變形量還是沉降量都很小，在軟弱地基中有著良好的適用性。做好箱涵施工技術(shù)的研究，對(duì)于提高工程整體質(zhì)量意義重大。

2 箱涵施工技術(shù)概述

箱涵是涵洞的一種，洞身采用的是鋼筋混凝土箱形管節(jié)結(jié)構(gòu)，包含了一個(gè)或者多個(gè)方形斷面，可以將其看作是管涵的替代品，適用于跨徑不超過4 m 的情況。箱涵施工通常都是采用現(xiàn)澆施工的方式，在預(yù)先開挖好的溝槽內(nèi)設(shè)置好底層，澆筑混凝土墊層，對(duì)加工好的鋼筋進(jìn)行現(xiàn)場綁扎，設(shè)置內(nèi)模與外模，如果箱涵的體積較大，需要先對(duì)底板及側(cè)壁的下半部分進(jìn)行澆筑，然后對(duì)上部及頂板鋼筋進(jìn)行綁扎，架設(shè)好模板后對(duì)剩余部分進(jìn)行澆筑?；炷凉探Y(jié)并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將模板拆除，于箱涵兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行土方回填[1]。

3 工程概況

黑石羅水庫樞紐及灌區(qū)渠系工程總干渠明渠工程為總長4 548 m，其中包含河頭上隧洞出口至下天井隧洞進(jìn)口段，樁號(hào)：1+157～1+178，該段長21 m；下天井隧洞出口至碉窩窩隧洞進(jìn)口段，樁號(hào)：1+880.2～3+885.2，該段總長2 005 m；碉窩窩隧洞出口至丁家坪隧洞進(jìn)口段，樁號(hào)：4+650.2～7+172.2，該段總長2 522 m。渠道為矩形斷面,渠道占地多為依山陡坡荒地及耕地，少部分為果樹林地。明渠襯砌斷面尺寸為：寬×高=2.1 m×2.7 m，均采用30 cm 厚C25 鋼筋混凝土進(jìn)行支護(hù)，過水流量為Q=4.45 m3/s，渠道設(shè)計(jì)糙率n=0.015，渠道設(shè)計(jì)流速1.915 m/s。渠道采用C25 鋼筋混凝土襯砌，每隔9 m 設(shè)置一道沉降縫，縫寬2 cm，沉降縫采用BW-651 型止水帶止水，采用瀝青砂進(jìn)行填充。

4 箱涵施工技術(shù)及應(yīng)用

4.1 施工準(zhǔn)備

一是施工用水，在渠道附近有水溝處建一個(gè)30 m3的水池，用水管接引至施工工作面供拌和、鋼材加工、木材加工使用，生活區(qū)用水與村民家共用自來水；二是施工用電，由各隧洞口的315 kV·A 變壓器引接，由并壓器低壓端引接至各施工部位使用。所有施工用電線路均按“三相五線”制進(jìn)行架設(shè)，電線離地凈高不小于5 m，電桿采用鋼管制作，安裝瓷瓶等設(shè)備進(jìn)行絕緣保護(hù)；三是施工道路，從周邊鄉(xiāng)村公路的靠近施工現(xiàn)場的位置，修挖相應(yīng)的匝道，依照實(shí)際施工需要，設(shè)置多條便道通向各個(gè)工作面，對(duì)外施工道路充分利用了通向渠道的各隧洞口；四是現(xiàn)場布設(shè)，在施工現(xiàn)場設(shè)置有相應(yīng)的鋼筋加工車間、成品堆放區(qū)域、砂石料堆放場等，為滿足混凝土澆筑需要，施工平臺(tái)上劃分一塊場地，配置1 臺(tái)JS500 混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行拌和，單個(gè)攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力為25～30 m3/h；五是資源配備，明渠工程擬投入機(jī)械主要有：卡特320 挖掘機(jī)1 臺(tái)，日立220 挖掘機(jī)1 臺(tái)，裝載機(jī)2 臺(tái)，3 m3空壓機(jī)4 臺(tái)，強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)1 臺(tái)，攪拌拖泵一體機(jī)1 臺(tái)，8 t 自卸汽車5 輛。

4.2 土石方開挖

一是土方開挖。結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃安排，本段渠道土方采用1 臺(tái)卡特320 型挖掘機(jī)剝離、開挖，4 輛東風(fēng)10 t 自卸汽車運(yùn)至指定渣場，使用1 臺(tái)LG500 裝載機(jī)平渣；二是石方開挖，明渠石方開挖采用4 臺(tái)3 m3移動(dòng)式空壓機(jī)，4 個(gè)TY-28 手風(fēng)鉆鉆孔，雷管及乳化炸藥進(jìn)行分段分層光面爆破，2 臺(tái)卡特320 挖機(jī)裝渣，4 輛東風(fēng)10 t 自卸汽車運(yùn)渣，2 臺(tái)LG500 裝載機(jī)平渣。

4.3 鋼筋制作與安裝

在對(duì)鋼筋進(jìn)行施工前，施工人員需要熟悉施工圖紙，確定好鋼筋的型號(hào)和數(shù)量，對(duì)鋼筋進(jìn)行抽樣檢測，確認(rèn)其性能達(dá)標(biāo)后，才能投入使用。所有經(jīng)過開料成型后的鋼筋，都需要做好編號(hào)，整齊碼放，確保堆放場地干燥通風(fēng)，做好相應(yīng)的防銹處理。在對(duì)鋼筋接頭進(jìn)行焊接時(shí)，要求先將搭接端部折向一側(cè)，確保結(jié)合鋼筋的軸線能夠保持一致，確保單面焊縫的長度不小于10d（d 為鋼筋直徑），鋼筋搭接長度不小于30d[2]。對(duì)于受力鋼筋，在進(jìn)行焊接或者綁扎的過程中，應(yīng)該將焊接點(diǎn)或者綁扎點(diǎn)設(shè)置在內(nèi)力相對(duì)較小的位置，盡量錯(cuò)開布置，相鄰綁接頭的距離不能小于1.3 倍搭接長度。

4.4 模板制作與安裝

結(jié)合該工程的實(shí)際情況，模板可以采用木?；蛘呓M合鋼模，如果使用的是組合鋼模，在一些特殊部位需要木模提供輔助。模板和相應(yīng)的配件在出廠前，需要進(jìn)行質(zhì)量和精度檢驗(yàn)，同時(shí)依照相關(guān)規(guī)范的要求，對(duì)模板組裝的質(zhì)量進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行試拼。每一個(gè)倉位在立模前，都需要設(shè)置精度和數(shù)量達(dá)標(biāo)的控制點(diǎn)和高程點(diǎn)，一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部分更是需要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密。模板中所有的錨固件都必須做到預(yù)埋準(zhǔn)確牢固，對(duì)于已經(jīng)安裝加固完成后的模板，需要進(jìn)行校核，確保其位置準(zhǔn)確，表面整潔，接縫嚴(yán)密。鋼模板在拆模后必須及時(shí)清洗，將已經(jīng)固結(jié)的灰漿等著雜物去除，而在混凝土澆筑前，可以使用小型風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹掃，保持模板表面干凈整潔，從防銹以及方便拆模的角度，應(yīng)該在內(nèi)表面涂刷脫模劑。如果是木模板，需要在制作完成后直接涂刷脫模劑，過流面模板外層需要貼上一層三合板，使用模板漆進(jìn)行涂刷。

4.5 混凝土澆筑

1）施工工序。箱涵混凝土的澆筑采用的是分層澆筑的形式。對(duì)于2 次澆筑的接縫位置，需要做好相應(yīng)的處理，在首層混凝土達(dá)到一定會(huì)強(qiáng)度后，將表面水泥砂漿和軟弱層鑿除，以水沖洗，在垂直施工縫位置涂刷水泥凈漿，然后對(duì)第二層混凝土進(jìn)行澆筑[3]。

2）混凝土拌制和運(yùn)輸。本標(biāo)段工程混凝土采用攪拌拖泵一體機(jī)進(jìn)行攪拌，混凝土按照相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合試驗(yàn)確定的配合比進(jìn)行攪拌。拌制好的混凝土使用攪拌拖泵一體機(jī)泵送到倉面，如果混凝土從高處直接傾倒，需要將高度控制在2 m以內(nèi)，避免出現(xiàn)離析的問題。如果傾倒的高度超過2 m，需要設(shè)置相應(yīng)的輔助設(shè)施，如溜管、串筒等。出料口下方的混凝土堆積高度應(yīng)該控制在1 m 以內(nèi)。

3）混凝土澆筑。對(duì)于面積相對(duì)較小的倉面如底板、邊墻等，可以使用通倉平鋪的方式進(jìn)行施工，要求每一次鋪料的厚度不能超過20 cm，在基面平整度差，或者工作縫處于脅迫的倉位，混凝土澆筑需要采用從低到高的順序，先填塘再鋪料。面積較大的混凝土澆筑倉面如泄水堰壩段下部，可以采用臺(tái)階法澆筑，需要施工技術(shù)人員做好臺(tái)階層次和寬度的嚴(yán)格控制。

4）混凝土振搗?；炷琳駬v采用CD-35 型軟軸振搗器振搗，振搗時(shí)要求振搗器距模板有一定距離，并不觸動(dòng)鋼筋及預(yù)埋件，振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開始泛漿為準(zhǔn)，振搗器移動(dòng)距離不超過有效半徑的1.5 倍，并插入下層混凝土5～10 cm，保證上下層混凝土結(jié)合緊密，避免漏振。渠道側(cè)邊混凝土振搗時(shí)應(yīng)插入毛石縫間，振搗密實(shí)，保證不漏振。

5）混凝土養(yǎng)護(hù)。在渠道頂間隔200 m 修筑供水池（箱），左右岸相錯(cuò)100 m 作為混凝土養(yǎng)護(hù)用水。養(yǎng)護(hù)采用直徑為48 mm PVC 花管布置在渠道邊坡通水自流養(yǎng)護(hù)，局部采用人工提水至養(yǎng)護(hù)面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。花管沿同一縱剖面間隔5 cm 鉆設(shè)直徑為3 mm 的自流孔。需要安排專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)，以2 h 為間隔灑一次水，灑水養(yǎng)護(hù)需要在混凝土澆筑完成后的6～18 h 進(jìn)行，如果溫度較低，應(yīng)該以稻草、保溫膜等進(jìn)行覆蓋，經(jīng)常對(duì)混凝土表面的濕潤情況進(jìn)行觀察，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于14 d。

4.6 施工縫面處理

在基巖上對(duì)第一層混凝土進(jìn)行澆筑前，對(duì)雜物、泥土、反坡巖石等進(jìn)行清理，沖洗干凈后，將倉內(nèi)積水排除，確保基巖面潔凈濕潤。如發(fā)現(xiàn)地下水外滲，需做好引排工作。處理完成并得到監(jiān)理人員的認(rèn)可后，可先均勻覆蓋一層水泥砂漿，厚度在3～5 cm，然后進(jìn)行混凝土的澆筑，砂漿鋪設(shè)必須匹配混凝土的入倉強(qiáng)度[4]。第二層混凝土澆筑之前，需要對(duì)接觸位置進(jìn)行鑿毛處理并沖洗干凈，鋪設(shè)一層厚度同樣為3～5 cm 的水泥砂漿。

4.7 土方回填

土方回填需要根據(jù)實(shí)際情況選擇施工方法，2.5 m 以下采用人工分層鋪料、分層夯實(shí)的方法施工。填筑應(yīng)從低處開始，填筑厚度一般為20～25 cm。并根據(jù)施工詳圖規(guī)定的干密度、干重度及壓實(shí)度等要求進(jìn)行現(xiàn)場夯實(shí)試驗(yàn)，以確定合理的夯實(shí)參數(shù)，并經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)后方可進(jìn)行施工；2.5 m 以上采用裝載機(jī)攤平、壓實(shí)，填筑厚度為30～50 cm。

4.8 安全管理

開工前項(xiàng)目部組織有關(guān)人員編制實(shí)施性安全施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)土石方施工、混凝土拌和系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)制作安裝、灌漿施工、設(shè)備安裝、機(jī)械運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)項(xiàng)目編制和實(shí)施專項(xiàng)安全措施設(shè)計(jì)，確保施工安全。設(shè)置安全文明生產(chǎn)措施專項(xiàng)資金。實(shí)行逐級(jí)安全技術(shù)交底制，并做好記錄。加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全教育。

5 箱涵施工質(zhì)量控制措施

5.1 土方開挖質(zhì)量控制

在進(jìn)行土方開挖施工時(shí)，需要在邊緣區(qū)域，預(yù)留出1 m 左右的區(qū)域，使用挖機(jī)對(duì)中間部分的土方進(jìn)行開挖，然后配合施工技術(shù)人員專門做好邊坡開挖。永久邊坡的開挖需要預(yù)留出200 mm 左右的余量，以人工進(jìn)行修整，保證邊坡的坡度和平整度。如果是容易產(chǎn)生風(fēng)化和崩解的土層，在開挖后無法及時(shí)回填，需要結(jié)合土質(zhì)和氣候條件，預(yù)留出至少50 cm 的保護(hù)層，等到渠道襯砌施工前，對(duì)保護(hù)層進(jìn)行開挖修整，以滿足設(shè)計(jì)方案的要求。在進(jìn)行土方開挖的過程中，如果出現(xiàn)了開裂或者滑動(dòng)的情況，必須立即停止施工，告知監(jiān)理工程師，做好觀察和記錄。等到情況穩(wěn)定后，制訂出相應(yīng)的批復(fù)方案并上報(bào)，通過審批后，依照方案對(duì)邊坡進(jìn)行處理。

5.2 混凝土施工質(zhì)量控制

一是材料質(zhì)量控制。在施工中使用的各種材料都需要由指定廠家供應(yīng)，嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行抽樣檢測，確認(rèn)合格后才能使用。在施工現(xiàn)場對(duì)水泥、外加劑等材料進(jìn)行存放時(shí)，應(yīng)該保證存放區(qū)域干燥通風(fēng)，對(duì)于已經(jīng)失效的材料需要及時(shí)清出施工現(xiàn)場，避免出現(xiàn)誤用的情況。

二是拌和質(zhì)量控制。拌和系統(tǒng)中的稱量裝置需要每月進(jìn)行至少一次校核，將水泥和外加劑的稱量誤差控制在1%以內(nèi)，砂石稱量誤差不能超過2%。拌和站工作人員必須嚴(yán)格依照相關(guān)要求，對(duì)混凝土原材料的投料情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)告知負(fù)責(zé)人進(jìn)行處理。

三是施工質(zhì)量控制。混凝土入倉后必須及時(shí)進(jìn)行平倉振搗，加快覆蓋的速度，避免出現(xiàn)堆積的問題，如果在倉內(nèi)發(fā)現(xiàn)了粗骨料堆積，應(yīng)該將其均勻分散到砂漿較多的區(qū)域[5]?；炷敛鹉：笮枰龊帽砻骛B(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于14 d，如果是在干燥炎熱的天氣，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)該延長到28 d 以上，保持混凝土表面濕潤。冬季養(yǎng)護(hù)需要落實(shí)后混凝土表面保溫措施。

6 結(jié)語

綜上所述，伴隨著技術(shù)水平的提高，箱涵施工技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，在工程建設(shè)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。結(jié)合黑石羅水庫樞紐及灌區(qū)渠系工程的實(shí)際情況分析，在運(yùn)用箱涵施工技術(shù)的過程中，需要做好土石方開挖、鋼筋制作安裝、模板制作安裝以及混凝土施工，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，將箱涵施工技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，保證工程的施工效果。