王欣，王后明

（1.河海大學(xué)，江蘇 南京 210000；2.蚌埠靚淮河水利投資集團(tuán)有限公司，安徽 蚌埠 233000）

箱涵是水利工程中最常見的穿堤水工建筑物之一，具有防洪、灌溉、排澇、蓄水等作用。目前，箱涵的常規(guī)做法是現(xiàn)澆法，現(xiàn)澆法工藝工序復(fù)雜，交叉作業(yè)多，效率不高，且箱涵現(xiàn)澆混凝土在達(dá)到齡期后方能進(jìn)行下一步工序，一旦遇到汛期多雨等不利天氣，將對(duì)工程質(zhì)量和工期帶來(lái)較大不利影響。在安徽省懷洪新河水系洼地治理工程固鎮(zhèn)境內(nèi)大劉涵首次使用了裝配式預(yù)制箱涵安裝施工，解決了水利建設(shè)項(xiàng)目遇汛期、工期緊張等問(wèn)題，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 裝配式預(yù)制箱涵施工特點(diǎn)

1.1 整體性好

采用灌漿套筒及灌漿密封技術(shù)，將若干預(yù)制箱涵構(gòu)件組合連接成大跨徑整體結(jié)構(gòu)，每節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件之間連接強(qiáng)度可靠、密封性好，并建立整套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及強(qiáng)度試驗(yàn)、驗(yàn)證措施。

1.2 箱涵構(gòu)件一致性好

采用數(shù)理受力分析及數(shù)碼切割鑄造等方法，預(yù)制箱涵構(gòu)件一體預(yù)制成型多個(gè)連接鋼筋、套筒、防滑槽、出漿孔、吊點(diǎn)和裝配企口，兩個(gè)預(yù)制箱涵構(gòu)件端部的連接鋼筋、套筒可對(duì)應(yīng)插接配合，具有體積小、易拆裝、可重復(fù)使用性高、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理等應(yīng)用效果。

1.3 構(gòu)件接口密封性好

構(gòu)件采用精準(zhǔn)裝配工藝及接觸防滲等關(guān)鍵技術(shù)，不斷優(yōu)化施工，總結(jié)形成安全、可靠、易操作的節(jié)段裝配工藝，并通過(guò)結(jié)構(gòu)防水、接觸灌漿等組合技術(shù)解決了預(yù)制構(gòu)件之間，以及其與基坑地面墊層之間的接觸滲透問(wèn)題。

1.4 箱涵整體穩(wěn)定性好

每節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件之間的接口處采用鋼筋與套筒、企口式配合相結(jié)合的固定裝配方式，使得箱涵整體抗地震和位置偏移的能力大大增強(qiáng)，同時(shí)預(yù)制箱涵構(gòu)件之間的縫隙采用高品位細(xì)骨料混凝土灌滿，進(jìn)一步提高箱涵的密封性和連接強(qiáng)度。

1.5 套筒與鋼筋連接精度高

每節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件之間的接口處采用多組鋼筋與套筒，若同時(shí)對(duì)接好難度極大，鋼筋采用定位橡膠控制位置精度，利用螺栓穿過(guò)鋼模與套筒進(jìn)行連接，鋼筋與套筒之間位置精度大大提高，在實(shí)際安裝中無(wú)需進(jìn)一步調(diào)整鋼筋位置，從而提高箱涵連接的可施工性。

2 適用范圍

適用于水利工程施工工期緊張、汛前多雨等不利天氣，和技術(shù)工人能力不足、地層構(gòu)造復(fù)雜、富水條件下的堤防箱涵工程施工，同時(shí)滿足地基條件好，或地基處理后不均勻沉降較小等施工條件。也適用于其他建筑物，如對(duì)承載力要求不高的混凝土管道、管廊等建筑物。

3 工藝原理

采用數(shù)理受力分析及數(shù)碼切割鑄造等技術(shù)手段，研發(fā)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制箱涵構(gòu)件及其鋼制模具，在工廠完成箱涵構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)。在設(shè)計(jì)階段，考慮箱涵的主要功能要求，在滿足原設(shè)計(jì)單位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及排水等前提下，且充分考慮運(yùn)輸與吊裝條件，盡可能將同一標(biāo)段拆分同一截面、長(zhǎng)度等尺寸，從而降低生產(chǎn)及施工成本，實(shí)現(xiàn)模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

預(yù)制箱涵構(gòu)件→地基處理及墊層澆筑→安裝中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件→底部封倉(cāng)處理→拼裝正面預(yù)制箱涵構(gòu)件→拼裝反面預(yù)制箱涵構(gòu)件→全部構(gòu)件裝配完成后總體封倉(cāng)→注漿密封。

4.1.1 地基處理及墊層澆筑

先在待施工的河道堤防上開挖基坑，基坑的開挖尺寸與箱涵大小相匹配，開挖完成后將基坑地面整平夯實(shí)，直接在基坑地面基礎(chǔ)上澆筑C15 砼，厚度為15cm。澆筑時(shí)需要控制墊層高差，混凝土凝結(jié)完成后，按每節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件四個(gè)角的預(yù)定位置分別放置一組楔形墊塊，以方便后續(xù)調(diào)整預(yù)制箱涵構(gòu)件安裝的平整度。

4.1.2 安裝中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件

由于中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件的底部在工廠車間預(yù)制生產(chǎn)中已預(yù)留兩個(gè)防滑槽，基坑的地面墊層在混凝土澆筑過(guò)程中已開挖齒槽并預(yù)埋有兩個(gè)防滑塊，預(yù)制箱涵構(gòu)件被吊起后，預(yù)制箱涵構(gòu)件的兩個(gè)防滑槽則對(duì)應(yīng)卡合固定于兩個(gè)防滑塊上，預(yù)制箱涵構(gòu)件的四個(gè)角分別放置于地面墊層上的四組楔形墊塊上。

4.1.3 底部封倉(cāng)處理

中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件放置于地面墊層后，構(gòu)件的底端周邊與地面墊層之間的空隙通過(guò)封倉(cāng)料進(jìn)行底部封倉(cāng)處理，每安裝一節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件后即完成一節(jié)底部封倉(cāng)處理，使得每節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件與地面墊層之間的空隙均彼此獨(dú)立，便于后期進(jìn)行灌注漿料，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的注漿密封檢測(cè)目的。

4.1.4 拼裝正面的預(yù)制箱涵構(gòu)件

以中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件為定位基準(zhǔn)，其位置保持固定不變，先從其正面進(jìn)行拼裝作業(yè)，從正面拼裝的預(yù)制箱涵構(gòu)件頂部的四個(gè)吊點(diǎn)利用兩臺(tái)吊車同時(shí)吊起，逐步與中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件的端部完成拼裝作業(yè)。

4.1.5 拼裝反面的預(yù)制箱涵構(gòu)件

以中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件為定位基準(zhǔn)，其位置保持固定不變，從其反面進(jìn)行拼裝作業(yè)，從反面拼裝的預(yù)制箱涵構(gòu)件頂部的四個(gè)角分別設(shè)置四個(gè)吊點(diǎn)，底部的兩側(cè)分別設(shè)置兩個(gè)吊點(diǎn)。利用兩臺(tái)吊車同時(shí)吊起，完成與中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件一端的反面拼裝施工，預(yù)制箱涵構(gòu)件反面拼裝操作要點(diǎn)與正面拼裝相同，拼裝完成后同樣進(jìn)行底部封倉(cāng)處理。

4.1.6 全部構(gòu)件裝配完成后總體封倉(cāng)

完成中間位置的預(yù)制箱涵構(gòu)件正、反面?zhèn)鹊臉?gòu)件拼裝施工后，再以正、反面的預(yù)制箱涵構(gòu)件為基準(zhǔn)位置，依次完成剩余其他節(jié)段的預(yù)制箱涵構(gòu)件的拼裝施工作業(yè)，保證箱涵整體的水平度和直線偏差。按照上述方法完成全部預(yù)制箱涵構(gòu)件的拼裝作業(yè)后，再進(jìn)行箱涵的總體封倉(cāng)處理，將相鄰兩節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件之間的中間縫采用封倉(cāng)料進(jìn)行封堵處理，以完成箱涵內(nèi)部的初步密封處理。

4.1.7 注漿密封

每節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件位于其套筒一側(cè)的側(cè)邊部預(yù)留有多組豎向排布的出漿孔，每組出漿孔有兩個(gè)且水平設(shè)置，并與其水平對(duì)應(yīng)的套筒相垂直貫通。各組出漿孔相互連通，且與該構(gòu)件底部與地面墊層之間的空隙相連通。

4.2 操作要點(diǎn)

（1）模具組裝總體按先底模、后邊模、再內(nèi)框的工裝順序。模具擺放到位后，先用螺栓壓塊進(jìn)行預(yù)緊固，然后進(jìn)行復(fù)尺，檢查誤差是否在精度要求內(nèi)，符合精度要求再進(jìn)行模具整體緊固，并按要求布置壓塊。

（2）模具脫模油需涂抹均勻，不能有積液和遺漏未涂，脫模劑在涂刷完成后3～5h 內(nèi)完成混凝土澆筑作業(yè)，模具涂刷緩凝劑的部分，需在澆搗24～72h內(nèi)完成沖洗工序。

（3）根據(jù)預(yù)制箱涵構(gòu)件設(shè)計(jì)圖紙，用記號(hào)筆將鋼筋的長(zhǎng)、寬，以及預(yù)埋缺口等尺寸標(biāo)記出來(lái)，依照標(biāo)記的記號(hào)將多余的鋼筋裁剪掉，保留生產(chǎn)預(yù)制所需的鋼筋規(guī)格。鋼筋利用定位橡膠固定位置，套筒利用螺栓固定位置，從而保證鋼筋與套筒之間配合精度。

（4）混凝土攤平后需進(jìn)行振搗作業(yè)，震動(dòng)頻率控制在40Hz，震動(dòng)時(shí)間控制在10～30s 的范圍內(nèi)，一般以混凝土表面呈水平并出現(xiàn)均勻的水泥漿和不再冒氣泡為止，不顯著下沉表示已振實(shí)，即可停止振搗作業(yè)。

（5）模具脫模后進(jìn)行預(yù)制箱涵構(gòu)件入庫(kù)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后用行車將構(gòu)件吊入指定的運(yùn)輸架內(nèi)，并用插銷將構(gòu)件的上端、下端與運(yùn)輸架緊固連接，防止構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)。

5 質(zhì)量保障措施

施工前認(rèn)真做好各項(xiàng)技術(shù)交底工作，嚴(yán)格質(zhì)量監(jiān)督檢查程序及“三檢制”，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢查記錄和每道工序施工過(guò)程中的檢查記錄，確保工程設(shè)施質(zhì)量達(dá)到既定的質(zhì)量目標(biāo)。

（1）在鋼筋綁扎時(shí)，利用定位橡膠固定好鋼筋，套筒上利用定位螺栓與鋼制模具連接，保證了外接鋼筋與套筒之間位置精度。

（2）開挖基坑后，按照設(shè)計(jì)要求控制混凝土地面墊層的標(biāo)高，利用水準(zhǔn)儀每隔3m 分測(cè)地面墊層兩側(cè)的標(biāo)高。

（3）預(yù)制箱涵構(gòu)件的節(jié)段劃分時(shí)，原則上不在漸變處劃分，截面位置距離漸變處不少于20cm，滿足套筒的長(zhǎng)度。若確需在漸變處劃分時(shí)，套筒在未發(fā)生漸變構(gòu)件截面上，外接鋼筋與截面相垂直，保證與套筒能順利對(duì)接。

（4）預(yù)制箱涵構(gòu)件在吊裝過(guò)程中，先將中間位置的箱涵構(gòu)件與防滑塊對(duì)接上，楔形墊塊調(diào)整構(gòu)件平整度。其余構(gòu)件以中間位置的箱涵構(gòu)件為定位標(biāo)準(zhǔn)依此安裝，在外接鋼筋與套筒精度保證的前提下，利用吊車吊至距離地面墊層上方10cm 處，利用手動(dòng)葫蘆逐步下降放置在楔形墊塊上，之后再利用手動(dòng)葫蘆進(jìn)行高低、左右位置調(diào)節(jié)，期間箱涵構(gòu)件可略高于楔形墊塊以便利用楔形墊塊調(diào)整構(gòu)件水平度，直至達(dá)到拼接要求，保證構(gòu)件連接鋼筋與套筒之間的安裝精度。

（5）每一節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件放置好后，對(duì)箱涵構(gòu)件與地面墊層之間的縫隙進(jìn)行底部封倉(cāng)并設(shè)置多個(gè)觀察孔后，再對(duì)下一節(jié)預(yù)制箱涵構(gòu)件進(jìn)行吊裝拼接，保證每個(gè)箱涵構(gòu)件與地面墊層之間的空隙均彼此獨(dú)立，便于后續(xù)觀察箱涵構(gòu)件底部與地面墊層之間空隙是否灌漿充實(shí)。

（6）進(jìn)行灌漿時(shí)，與套筒連接的灌漿孔與出漿孔向上。灌漿料性能合格后再使用灌漿機(jī)進(jìn)行高壓灌漿，確保每個(gè)出漿孔冒漿，當(dāng)構(gòu)件的頂部冒漿且保持穩(wěn)定時(shí)，方可停止灌漿，以此保證灌漿充分密實(shí)。

（7）拉拔試驗(yàn)時(shí)，鋼筋與套筒連接后進(jìn)行灌漿，7 天后對(duì)試驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，確保試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)結(jié)果合格，鋼筋套筒灌漿連接接頭抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度不低于原鋼筋，其縱向受力與原鋼筋一致。

6 結(jié)語(yǔ)

安徽省懷洪新河水系洼地治理工程固鎮(zhèn)境內(nèi)大劉涵首次使用了裝配式預(yù)制箱涵安裝施工，裝配完成的箱涵的整體抗震性、平整性以及每節(jié)箱涵構(gòu)件之間位置精度大大提高，符合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步縮短施工工期，節(jié)約大量的人力和材料成本，且標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件具有節(jié)約資源、減少環(huán)境負(fù)面影響的優(yōu)勢(shì)，符合綠色發(fā)展理念，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益■