裝配式箱涵立式預制施工技術與應用

王威

（中交路橋華北工程有限公司，北京 101100）

1 引言

隨著高速公路行業的快速發展，節能、降耗、環保、生態保護等要求越來越高，集約化經營和裝配式施工也越來越受高速公路行業的認可，預制混凝土箱涵成為預制裝配式施工產業發展和轉型升級的希望所在。建立標準化施工長效機制，鼓勵工程構件工廠化生產與現場裝配化施工，提高機械化施工、工廠化施工、裝配化施工的比重在現代高速公路行業得到廣泛認可[1]。

2 工程概況

焦作至平頂山高速公路新密至襄城段四標總計預制箱涵49 道，共計556 節段，預制長度共計949.5 m，單節質量均在25 t 以上，屬大件運輸范疇，運輸過程中的安全和成品保護尤為重要，預制箱涵具體參數如表1 所示。

表1 預制箱涵參數一覽表

3 工程特點

3.1 工廠化生產，流水線施工

采用立式底模與臺座一體化技術，使得底模與預制臺座固結一個整體，僅安裝側模，實現預制箱涵模板的快速安拆和一次性澆筑成型，設計立式預制專用預制箱涵鋼筋綁扎胎架，采用鋼筋骨架整體吊裝工藝，合理規劃鋼筋加工區、預制區及存放區，形成流水線施工，極大提高了施工工效，實現模塊化批量生產，縮短預制工程施工周期[2]。

3.2 制作垂直成型模具，提高安全系數

1-4×3 m 預制箱涵節段長度2 m、1-6×4 m 預制箱涵節段長度1.5 m，采用立式箱涵預制施工工藝，四周安裝可拆卸式作業平臺，圍欄高度1.2 m，最大施工高度2 m，極大降低了高空作業風險；立式預制施工技術改變了模板受力體系，實現僅底模垂直受力，外模和內模在混凝土預制構件成型后基本不受力，提高側模安拆施工安全系數；立式預制節段存放區存放時，1-4×3 m 預制箱涵按2 層存放，高度4 m，1-6×4 m 預制箱涵按2 層存放，高度3 m，相同存放面積條件下，在提高存放率的同時，更能確保預制箱涵節段存放更平穩、更安全。

4 施工工藝流程及關鍵技術要點

4.1 施工工藝流程

施工準備（底模安裝及固定等）→內模安裝→鋼筋加工及安裝→外模安裝→混凝土澆筑→拆模及養護→移存。

4.1.1 底模安裝及固定

箱涵預制臺座采用下沉式設計，根據預制箱涵壁厚及底模寬度，合理規劃預制臺座寬度及澆筑厚度，臺座澆筑前預埋地錨鋼筋與臺座鋼筋骨架連接，箱涵底模通過與地錨鋼筋焊接進行固定。

4.1.2 內模安裝

預制箱涵內模由4 塊模板拼裝而成，面板厚度為6 mm，模板安裝前，首先進行試拼，確保表面平整，無錯臺，對于錯臺＞1 mm 位置進行修整。試拼合格后，對模板進行整體打磨，并用水泥漿進行氧化處理，清除鋼板深層銹跡。模板處理完成均勻涂刷脫模劑，干燥后方可進行模板安裝。

內模安裝由龍門吊配合人工，將4 塊內模組拼，每塊模板之間采用高強螺栓連接并粘貼雙面膠防止混凝土澆筑時漏漿，通過調整絲杠進行模板拼縫平整度控制，拼裝完成后檢查垂直度及模板拼縫平整度，檢查合格后吊裝至底座上，對準底座每個螺栓孔并上滿螺栓，安裝完成后檢查底部平整無縫隙。

4.1.3 鋼筋加工及安裝

1）鋼筋加工：箱涵鋼筋加工在鋼筋加工場內集中進行，制作特殊尺寸鋼筋半成品大樣圖，過程中加強質量控制，嚴格按照設計尺寸進行加工預制箱涵鋼筋骨架半成品，確保鋼筋尺寸。

2）鋼筋胎架法綁扎：根據設計圖紙鋼筋構造，制作立式預制箱涵鋼筋綁扎胎架，鋼筋骨架在鋼筋加工場內采用胎架法綁扎，頂部設吊裝環，采用專用吊具進行鋼筋骨架整體吊裝，確保鋼筋骨架整體穩固，防止吊裝過程發生變形。

3）鋼筋骨架整體吊裝：鋼筋骨架采用專用吊具進行整體吊裝，安裝前檢查內模安裝情況，確保內模固定牢固，脫模劑涂裝到位，模板表面無污染。箱涵鋼筋骨架整體吊裝就位后檢查鋼筋骨架有無變形，墊塊支墊牢固。如有松動立即安排人員進行調整，防止鋼筋骨架偏移。

4.1.4 外模安裝

外模模板采用預制位置現場拼裝方式，待鋼筋安裝牢固后，采用龍門吊配合人工進行安裝就位，上部采用φ20 mm精軋螺紋鋼在模板頂部進行內模、 外模對拉，80～100 cm 設置1 道拉桿，安裝時注意外模與內模上部對拉位置保持一致，模板拼縫采用高強螺栓連接，內部粘貼止漿條，下部采用鋼筋地錨固定，防止偏位。

4.1.5 混凝土澆筑

1）預制箱涵混凝土為C45 普通混凝土，由混凝土拌和站集中拌和生產，采用水泥罐車運輸至箱涵預制區?；炷涟韬蠂栏癜凑张鷱秃蟮呐浜媳冗M行拌制，保證混凝土的強度和坍落度符合施工要求，澆筑前現場檢查坍落度，確?；炷梁鸵仔?。

2）箱涵混凝土采用龍門吊配合小漏斗澆筑，分層進行，每層澆筑厚度不超過300 mm，附著振搗器+ 振搗棒進行混凝土振搗作業，振搗棒插入下層混凝土的深度宜為50～100 mm。

3）為便于箱涵混凝土澆筑，在箱涵模板外側設置安全平臺，安全平臺采用角鐵焊接成型，平臺高度1.5 m，外側設防護欄桿。

4）澆筑混凝土時，現場留置試塊，并于箱涵同等條件進行養護。

4.1.6 拆模及養護

混凝土終凝后開始在灑水養護，待其強度達到2.5 MPa以上后才可拆除模板（一般為24 h），模板的拆除順序為先拆內模再進行外模拆除。脫模后塊件側模用土工布或塑料薄膜整體包裹保水，在節段頂面覆蓋土工布，安排專人定時進行保濕養護。

4.1.7 移存

（1）根據立式預制施工工藝、吊點位置、吊裝方式，制作專用節段吊裝及翻轉吊架。（2）吊具主梁采用25#工字鋼制作，長度8 m，兩端各設置1 對可旋轉吊架，可同時實現4 點平吊和2 點翻轉，吊裝銷棒采用φ75 mm 的P20 材質實心圓鋼制作，內側設置絲扣防脫裝置。（3）箱涵節段移存前，在涵節上標出預制單位、尺寸、規格、澆筑日期、應用涵洞里程及安裝編號。（4）涵節移出堆放采用龍門吊，將卡扣連接鋼絲繩和吊環，按照吊裝順序先后堆放在存放區。（5）預制箱涵在存放時，不得超過2 層。

4.2 關鍵技術要點

（1）根據施工工期和節段數量合理規劃鋼筋綁扎胎架和預制臺座數量，預制區、存放區設置養生設施，滿足現場預制箱涵節段養生需求。（2）施工前配置滿足現場施工需求的龍門吊、鋼筋加工設備、混凝土振搗設備等。（3）安全警示標識標牌、夜間照明系統、臨時排水系統滿足現場施工需求。（4）根據預制箱涵結構形式，制作定制鋼模板，并制作立式箱涵鋼筋綁扎胎架，便于鋼筋綁扎及鋼筋質量控制； 采用鋼筋骨架整體吊裝方法，制作專用鋼筋骨架吊裝吊具，安全性能滿足現場施工需求[3]。

5 經濟效益分析

預制箱涵采用立式預制臺座+ 模板一體化施工技術，能夠在保證安全質量的前提下，實現預制箱涵模板快速安拆、節段混凝土一次澆筑成型，加快施工進度，縮短工期，節約工程成本，依托焦平高速新襄段四標箱涵預制為例，總計556 節箱涵預制節段，其中1-4×3 m 預制箱涵231 節、1-6×4 m 預制箱涵325 節，配置1-4×3 m 預制箱涵底模8 套、側模2 套，1-6×4 m 預制箱涵底模12 套、側模3 套，相較臥式預制施工節約成本近200 萬元； 并在一定程度上提升了預制箱涵施工技術水平，為國內其他工程提供經驗，創造良好的社會效益，項目成果的推廣應用前景廣闊。

6 安全保證措施

1）專職安全員每日執行安全巡查，并要求帶班人員及項目部現場管理人員嚴格落實班前十分鐘安全教育活動，要求作業人員正確使用防護勞保用品和執行安全防護措施，進入施工現場后，嚴禁穿拖鞋、高跟鞋、赤腳工作，且在沒有防護設施的高處作業，必須系安全帶，不準穿硬底皮鞋、帶釘鞋和易滑鞋。

2）安全防護設施、警示標志標牌未經允許不得擅自拆除，需要拆除的位置要經過安保部負責人檢查、同意后方可進行。

3）施工作業區域設置安全通道及警示標牌，并配置一定數量的消防器材，建立健全安全消防應急機制，組織應急演練，確保工地施工消防安全。

4）現場施工臨時用電按規范要求設置“三級配電、兩級保護”機制，設置專職電工每日對配電箱安全用電進行檢查，發現問題及時處理，并真實、有效填寫臨時用電安全檢查記錄；臨時用電接駁等必須有專職電工進行操作，嚴禁非電工人員擅自接線、改線。

5）根據場站內電氣設備使用情況，配置滿足現場施工需求的變壓器，現場施工作業需使用銅芯線，其截面積滿足施工用電要求。

6）安排專人對起吊設備經常進行檢查，并對破損的部件及時進行更換，確保施工安全。

7）參加施工的作業人員必須熟知安全技術操作規程，在操作中堅守崗位，嚴禁帶病或酒后工作。

8）電工、焊工等特殊工種，必須經過專門培訓后取得國家頒發的上崗證書。

7 質量保證措施

1）嚴格落實材料進場檢驗制度，要求常駐混凝土拌和站試驗人員對每批次砂石料、 水泥、 外加劑等材料進行進場檢驗，檢驗合格方可使用。

2）根據設計圖紙，編制簡單、詳細、有效的三級施工技術交底書，并根據工種落實到每一個現場施工作業人員。

3）質檢人員每日對鋼筋加工質量進行檢查，重點檢查鋼筋半成品及成品尺寸、鋼筋焊接質量、鋼筋間距等項目。

4）嚴格控制鋼筋保護層厚度，使用的混凝土墊塊數量和強度滿足要求，混凝土澆筑前檢查鋼筋保護層厚度是否滿足設計及規范要求，不滿足時通過增加墊塊數量及時進行調整。

5） 每車混凝土出站前和澆筑前均需檢測混凝土坍落度，澆筑過程中保持混凝土澆筑連續性。

6）混凝土澆筑前檢查模板安裝牢固程度、模板縫隙平整度，確?；炷镣庥^質量。

7）模板安裝前檢查模板質量，如有變形或劃傷及時進行修復。

8）設置噴淋養護設施及專門的養護人員，確保預制箱涵構件內側、外側均能保持濕潤狀態，達到養生效果。

8 結語

通過優化預制箱涵模板形式、受力結構、鋼筋綁扎胎架、吊點位置和吊裝工藝，提高箱涵模板周轉率，工藝簡單、操作方便。從鋼筋加工到箱涵節段移存整個施工過程，實現了箱涵預制流水化作業，極大地提高了箱涵預制施工效率、安全系數和澆筑質量，為保證焦平高速公路施工工期及質量控制起到了重要作用，對類似工程具有指導意義和推廣價值，也為后續類似箱涵預制施工積累了豐富的經驗。