多型號裝配式通道集約化制造安裝技術(shù)的應(yīng)用

摘要：文章以蘭州至?？诟咚俟窂V西欽州至北海段改擴建工程為例，充分應(yīng)用集約化理念，優(yōu)化不同型號通道的基礎(chǔ)、側(cè)墻、蓋板的設(shè)計，設(shè)計出能夠預(yù)制多種型號的裝配式構(gòu)件的鋼模板，形成了“多型號裝配式通道集約化制造安裝技術(shù)”，為基坑開挖、基礎(chǔ)澆筑、預(yù)制構(gòu)件安裝施工提供了安全良好的作業(yè)環(huán)境。采用該技術(shù)的裝配式涵洞通道施工進度快、工期短、質(zhì)量可靠、安全可行，可用于項目裝配式涵洞通道施工，具有推廣意義。

關(guān)鍵詞：集約化；裝配式；涵洞；通道；改擴建

U445.47A441383

0 引言

蘭州至?？诟咚俟窂V西欽州至北海段改擴建工程主線經(jīng)欽州市欽南區(qū)、北海市合浦縣，總體走向呈由西向東。路線起于欽南區(qū)高橋村南北樞紐互通設(shè)計起點處，與正在建設(shè)中的廣西南寧經(jīng)欽州至防城港段改擴建工程終點相接，向東經(jīng)高塘、高灘、石灘、牛角灘、高嶺桐、沙朗、鐵山港、何屋村，止于山口鎮(zhèn)桂海主線收費站，與蘭海高速公路廣東段順接，路線長度為111.85 km。本項目充分應(yīng)用集約化理念，優(yōu)化不同型號通道的基礎(chǔ)、側(cè)墻、蓋板的設(shè)計，設(shè)計出能夠預(yù)制多種型號的裝配式構(gòu)件的鋼模板。

通過欽北改擴建工程的經(jīng)驗總結(jié)提煉，形成了“多型號裝配式通道集約化制造安裝技術(shù)”，以集約化為核心，使人工機械設(shè)備得到高效利用，縮短工期，降低成本。同時通過提高質(zhì)量、降低安全風(fēng)險及環(huán)境污染，從而降低額外成本，提高經(jīng)濟效益。并申請發(fā)明專利1項：一種裝配式預(yù)制涵洞通道側(cè)墻模板系統(tǒng)（ZL 2021 2 0430443.X）。

本技術(shù)適用于裝配式涵洞通道。在改擴建公路和新建公路預(yù)制場到安裝點地勢較平坦、便道較寬能通行50 t以上汽車吊的施工點及通道吊裝范圍內(nèi)場地較平坦寬闊、整平碾壓密實、無桿線與房屋或其他結(jié)構(gòu)物影響的場地條件下也可適用。

1 技術(shù)的特點和工藝原理

1.1 技術(shù)特點

降低安全風(fēng)險及環(huán)境污染：同現(xiàn)場澆注比較，工廠生產(chǎn)構(gòu)件能減少材料浪費和環(huán)境污染。裝配式施工現(xiàn)場吊裝持續(xù)時間短，降低安全風(fēng)險，特別是在改擴建邊通車邊施工的情況下，效果尤為明顯。

節(jié)約材料、低碳降耗：用一套模板體系可以完成不同型號通道制造、節(jié)約模板材料，提高周轉(zhuǎn)效率。

1.2 可調(diào)節(jié)多型號裝配式通道模板工藝原理

裝配式涵洞通道采用三構(gòu)件組合形式，即兩側(cè)墻和蓋板，通過通道結(jié)構(gòu)深化設(shè)計將側(cè)墻、蓋板厚度和寬度尺寸統(tǒng)一化，制造鋼模板設(shè)計成可單向調(diào)節(jié)尺寸的模板制造體系，達到多型號通道構(gòu)件制造的目的，現(xiàn)場安裝通過局部混凝土現(xiàn)澆將裝配式通道與原有通道進行防水處理，形成新舊公路結(jié)構(gòu)統(tǒng)一整體。

1.3 墻身可調(diào)節(jié)模板施工工藝原理

墻身預(yù)制重量一般控制在30 t以下便于吊裝，墻身高度為4.5 m以下時可預(yù)制成3 m節(jié)段和2 m節(jié)段，對于高度gt;4.5 m時建議預(yù)制成2 m節(jié)段。墻身可調(diào)節(jié)模板施工主要是3 m節(jié)段與2 m節(jié)段之間的調(diào)節(jié)，相同高度的調(diào)節(jié)只需增加一塊側(cè)面配模和支撐即可；對于不同高度和寬度調(diào)節(jié)，則需增加側(cè)面配模的同時再加一塊端頭配模和支撐。即同高度不同寬度，增加側(cè)面配模；不同高度不同寬度，增加側(cè)面與端頭配模；同寬度不同高度增加端頭配模來實現(xiàn)。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程（圖1）

2.2 施工操作要點

2.2.1 多型號裝配式通道協(xié)調(diào)統(tǒng)一深化設(shè)計

因通道蓋板頂部的填土厚度不同，相應(yīng)的蓋板、側(cè)墻厚度、長度等尺寸不一樣，需要多種類型的模板，造成成本增加。為此，通過優(yōu)化設(shè)計，增加可調(diào)節(jié)塊配模，從而使單套模板可預(yù)制多型號裝配式通道的蓋板與側(cè)墻，成為可調(diào)節(jié)、集約化通用的模板，達到節(jié)約成本的目的。

裝配式混凝土構(gòu)件的核心在于精準(zhǔn)預(yù)制，只有好的模板才能預(yù)制出標(biāo)準(zhǔn)的混凝土構(gòu)件［1］?？烧{(diào)節(jié)模板體系設(shè)計如圖2～4所示。

2.2.2 裝配式通道鋼模板集約化深化設(shè)計

（1）模板采用“臥式”定型鋼模，鋼模面板采用6+2 mm厚不銹鋼復(fù)合板制作。為方便使用，在模板制作時，將側(cè)墻模板底部“┣”直角處及蓋板的牛腿處微調(diào)成91度角的小弧度處理便于拆模及防止崩邊掉角（如圖5所示），模板間連接采用螺栓固定，模板安裝過程只對模板四周側(cè)面進行安拆。

（2）對不同型號的側(cè)墻（H1高度、B厚度），需通過模板側(cè)面的可調(diào)節(jié)螺栓孔達到需要的側(cè)墻型號。首先按H1、B兩個參數(shù)的最大值設(shè)計出基本的模板，其次根據(jù)不同的H1和側(cè)墻厚度B兩個參數(shù)設(shè)置可調(diào)節(jié)的螺栓孔和一塊可移動的內(nèi)端頭配模，對于不同的側(cè)墻厚度B值，倒“┣”上部可通過不同側(cè)墻厚度B值的螺栓孔調(diào)節(jié)，上部的側(cè)面配模做成可調(diào)節(jié)的側(cè)面配模和螺栓孔調(diào)節(jié)；對于不同的側(cè)墻厚度B值按B值預(yù)制即可；對于2 m的側(cè)墻節(jié)段需做一塊最大的高度H1倒“┣”的內(nèi)模板同時在側(cè)面上開不同的螺栓孔，通過側(cè)面配模達到可調(diào)節(jié)預(yù)制不同型號的側(cè)墻。

（3）對不同型號的蓋板長度L值與厚度H值：首先按最長L值與最厚H值設(shè)計出基本的模板，其次根據(jù)不同的長度L值個數(shù)把中間段分成相應(yīng)的可調(diào)節(jié)塊；對不同的側(cè)墻厚度B值每邊配一塊可移動的內(nèi)堵頭配模和螺栓孔調(diào)節(jié)固定；對于相同跨徑不同的厚度且小于最大厚度H值按相應(yīng)的厚度H值預(yù)制即可。

2.2.3 施工準(zhǔn)備

（1）模板每次使用前都要仔細(xì)清除模板上粘附的灰塵、銹跡及水泥漿等雜物，底座和四周側(cè)面模板面均勻涂刷脫模劑。

（2）模板拼縫采用雙面膠帶粘貼，預(yù)埋孔鋼管兩端采封口膠封堵，防止混凝土進入堵管。

2.2.4 鋼筋加工制作

2.2.4.1 鋼筋樣架加工

鋼筋樣架的結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)件預(yù)制模板相同，采用工字鋼與角鋼制造，制作好的樣架作為鋼筋成型的平臺。根據(jù)設(shè)計鋼筋數(shù)量和間距，焊接高度為20 mm左右的縱橫向的定位鋼筋樁。

2.2.4.2 鋼筋加工

鋼筋加工在鋼筋制造棚內(nèi)由數(shù)控鋼筋制造機床統(tǒng)一加工，加工后，根據(jù)不同的規(guī)格、型號進行分類碼放，并做好標(biāo)識。

2.2.4.3 鋼筋骨架安裝

鋼筋制造實行流水作業(yè)，經(jīng)檢驗合格后，鋼筋骨架由叉車運至預(yù)制區(qū)龍門吊吊裝整體入模安放。

2.2.5 混凝土澆筑及養(yǎng)護

（1）預(yù)制構(gòu)件用的混凝土由拌和站供應(yīng)，拌和之前，對拌和樓及各種計量設(shè)備進行安裝調(diào)試及標(biāo)定，以確保計量準(zhǔn)確。

（2）側(cè)墻混凝土澆筑由底部開始，再澆墻身，分層連續(xù)澆筑，直至澆筑滿模板。模板頂面用鋁合金作為刮尺把表面收平，再用木槎抹平，混凝土初凝前再人工抹平收光。

（3）混凝土振搗時，尤其要避免碰撞預(yù)埋管，造成預(yù)留孔移位或偏位。

（4）混凝土澆筑終凝后采用噴淋養(yǎng)生。養(yǎng)生時應(yīng)保持構(gòu)件濕潤，待混凝土達到構(gòu)件設(shè)計強度的70%時拆模、吊裝堆放。

2.2.6 成品構(gòu)件的堆放與養(yǎng)生

（1）構(gòu)件拆模后立即進行編號，編號后由預(yù)制場內(nèi)的龍門吊運至構(gòu)件存放區(qū)分類放置。構(gòu)件頂板全部水平疊放，單件重10 t以下的構(gòu)件疊放不得超過5層，單件重10 t以上的構(gòu)件疊放不得超過3層，構(gòu)件側(cè)墻直立排列放置。

（2）構(gòu)件成品堆放在存放區(qū)繼續(xù)養(yǎng)生，每批構(gòu)件保證7～14 d的養(yǎng)生時間。

2.3 現(xiàn)場安裝操作要點

2.3.1 混凝土現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)施工

（1）涵洞通道基坑土方開挖后應(yīng)進行地基承載力試驗，地基承載力符合要求后對碎石墊層進行夯實，然后進行現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)混凝土施工。地基承載力不符合要求應(yīng)進行換填處理，直至滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

（2）現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)混凝土應(yīng)采用不低于C30混凝土澆筑，厚度≥0.3 m，寬度不小于設(shè)計值。現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)混凝土施工后應(yīng)進行灑水養(yǎng)生。

（3）嚴(yán)控現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)混凝土施工的標(biāo)高、平整度、坡度和預(yù)埋鋼筋預(yù)埋，側(cè)墻安裝位置的現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)混凝土平整度偏差≤3 mm。

2.3.2 安裝前準(zhǔn)備

（1）構(gòu)件安裝前現(xiàn)場做好道路、臨時存放點及吊車的作業(yè)空間的布置、整平碾壓工作。

（2）安裝前根據(jù)涵洞設(shè)計尺寸在現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)混凝土頂面彈出側(cè)板底面內(nèi)、外側(cè)安裝控制線。沿側(cè)墻底部內(nèi)側(cè)控制線在現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)上植入12HPB300光圓鋼筋，作為構(gòu)件就位的定位樁，每節(jié)側(cè)墻構(gòu)件的定位樁不小于2根。

（3）對現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)進行標(biāo)高、坡度、平面尺寸和軸線進行復(fù)測，確保安裝準(zhǔn)確無誤。

（4）準(zhǔn)備干凈干燥的細(xì)砂、楔形鐵塊等。

2.3.3 構(gòu)件運輸

運輸采用平板車。平板車上靠近車廂前端放兩根枕木墊側(cè)墻底部，車廂中部放預(yù)先Ⅰ10工字鋼焊接成長1.6 m×寬0.8 m×高0.6 m的架子墊側(cè)墻上部，高度大于最大的C值，架子上放一大塊橡膠，然后利用龍門吊直接移運側(cè)墻平放在架子上平穩(wěn)裝車，再用兩個手鏈葫蘆分別扣住兩個靠近底部吊環(huán)與平板車固定。

2.3.4 構(gòu)件現(xiàn)場安裝

組裝現(xiàn)場主要配置為一個四人小組和一臺起重機。側(cè)墻吊裝宜采用噸位滿足要求的汽車吊進行。吊裝前測量組先放出側(cè)墻的位置，然后用墨斗彈出內(nèi)側(cè)線，吊裝時嚴(yán)格按照現(xiàn)澆整體式基礎(chǔ)上彈好的就位墨線和鋼筋定位樁就位。側(cè)墻運輸?shù)降跹b位置后，先把側(cè)墻平吊到平整好的地上，對準(zhǔn)吊裝孔穿入長1.0 m的70 mm鋼棒，再把側(cè)墻吊起立好放穩(wěn)，用木梯把鋼絲繩換到鋼棒上進行立放平移吊裝，準(zhǔn)確入位并調(diào)整好。側(cè)墻安裝采用側(cè)墻對稱安裝，即每側(cè)安裝一節(jié)段后檢查各項指標(biāo)符合要求后吊裝蓋板，便于第二節(jié)側(cè)墻的安裝；再將一側(cè)側(cè)墻逐節(jié)全部安裝完畢，對應(yīng)另一側(cè)安裝側(cè)墻進行逐節(jié)安裝。單側(cè)側(cè)墻安裝時，以側(cè)墻頂為控制基準(zhǔn)線，相鄰側(cè)墻錯臺控制在3 mm以內(nèi)。

側(cè)墻安裝就位時避免磕碰，沿著基準(zhǔn)線緩慢徐徐下落完成就位。頂板就位時，從舊涵處往外順序安裝，調(diào)節(jié)對準(zhǔn)沉降縫和側(cè)墻拼接縫。

2.3.5 沉降縫與防水層

除沉降縫之外，其他側(cè)墻之間、頂板之間的縫均為施工縫，縫寬為10 mm，側(cè)墻頂與蓋板間密貼。

施工縫處理：

（1）接觸面涂刷無憂-YLZ氯丁配乳瀝青防水涂料（基層處理）。

（2）粘貼防水貼-5 mm厚雙面自貼裹合物改性瀝青防水面膜（面膜暫不撕掉，待構(gòu)件拼裝時撕掉）。

（3）拼裝預(yù)制構(gòu)件時撕掉構(gòu)件預(yù)留的自貼防水膜。

（4）構(gòu)件安裝合并后對防水貼接觸處用火槍加熱封口。

（5）對拼裝接觸部位采取2 mm厚無憂-MPU高彈聚氯脂防水防腐涂料密封加強（寬10 cm）。

（6）舊涵與新涵交接部位、臺涵安裝時應(yīng)先在基礎(chǔ)對應(yīng)的地基部位涂刷無憂-YLZ氯丁配乳瀝青防水涂料（基層處理劑）。

（7）側(cè)墻和蓋板間放置一層油氈卷材，避免蓋板與側(cè)墻直接對撞碰壞。

（8）側(cè)墻與蓋板外表面涂2層防水瀝青與防水卷材，防水卷材寬20 cm。

2.4 臺背回填

（1）預(yù)制構(gòu)件安裝完成并在后澆水平支撐板及外側(cè)后澆條混凝土澆筑強度達到要求后進行回填，側(cè)墻后路線縱向1 m范圍內(nèi)采用無砂大孔混凝土回填，其余采用合格的透水性材料對稱分層壓實，壓實厚度≤0.15 m，壓實度≥96%。

（2）蓋板頂填土厚度lt;0.5 m時，嚴(yán)禁重型設(shè)備通過頂部，嚴(yán)禁堆放重物。

2.5 完工驗收

裝配式通道施工過程中的各項技術(shù)指標(biāo)均達到設(shè)計要求：

鋼筋間距、骨架尺寸、保護層厚度采用定位架控制各項指標(biāo)達到設(shè)計要求98%；強度達到100%。

裝配式通道安裝的軸線偏位、結(jié)構(gòu)長度、高程、相鄰節(jié)段內(nèi)輪廓線錯臺各項技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計要求100%。

3 工程應(yīng)用效果

裝配式涵洞通道施工，施工速度快，減少了對舊路基開挖部分的暴露時間和坍塌可能，避免了對舊路通行能力的堵塞，保證周邊環(huán)境暢通，結(jié)構(gòu)安全可靠，施工質(zhì)量好，得到業(yè)主、監(jiān)理等參建單位的好評，施工期間同行的工程技術(shù)人員多次蒞臨施工現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)，社會效益顯著。

蘭州至?？诟咚俟窔J州至北海段改擴建工程1標(biāo)一分部、二分部與三分部是裝配式涵洞通道的應(yīng)用項目，填補了公司在這方面的空白，總結(jié)了一套完整的裝配式涵洞通道施工技術(shù)、工藝流程、機械和人員組成及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)了一批具有創(chuàng)新意識的技術(shù)力量。

4 結(jié)語

多型號裝配式施工過程中采用鋼板樁支護舊涵洞通道口路基，有效減少了基坑開挖中舊路基塌方的隱患，為基坑開挖、基礎(chǔ)澆筑、預(yù)制構(gòu)件安裝施工提供了安全良好的作業(yè)環(huán)境。該技術(shù)對于鋼模板設(shè)計的靈活運用要求比較高，需要專業(yè)性較強的技術(shù)人員專門對模板進行設(shè)計，在陰角、陽角處均要做一些優(yōu)化處理。該裝配式涵洞通道施工進度快、工期短、質(zhì)量可靠、安全可行，可用于項目裝配式涵洞通道施工，具有推廣意義。

參考文獻：

［1］陳貴榮，韋忠海，張媛媛，等.一種裝配式預(yù)制涵洞通道側(cè)墻模板系統(tǒng)［P］.中國：ZL202120430443.X，2021-11-23.