拼装式预制钢筋砼涵洞工法

青藏高原气候恶劣，施工条件困难。为改善施工条件，加快施工进度，降低劳动强度，减少对冻土上限的影响，涵洞采用预制拼装式钢筋混凝土结构。一、基本原理本工法的基本原理是：基础及涵节均在预制场集中预制，预制完成后，开始基坑开挖，同时吊运基础及涵节到施工现场。基坑开挖成型，基底处理完毕，开始基础快速拼装，快速基坑回填，减少基坑暴露时间，加快现场施工进度，有效保护冻土层。二、工法特点1、涵节、涵洞基础分块在预制场集中预制。2、涵节模板采用定型钢模板，成型质量好。3、钢筋制作、安装，支模，砼搅拌、运输、浇筑、养护可形成流水作业，连续施工。4、可快速拼装，减少基坑暴露时间减少连续作业时间，保证砼施工的质量。三、施工准备1、预制场地：根据基础及涵节预制需占用的面积，以及混凝土罐车、吊车通道所需面积，确定预制场的尺寸。将原地面整平夯实，铺1520cm厚C15混凝土，按55m设2cm伸缩缝，伸缩缝用沥青麻绳塞缝。设2排水坡。表面抹平收光。2、建立搅拌站，采用自动计量式方圆牌500L强制式搅拌机。3、在距搅拌站较近，便于装载机上料的地方建立砂、石料场，料场采用C15砼硬化，砂石之间用1.0米矮墙隔开。储备足量的砂石料。4、搭建水泥、外加剂料库，储备足量的32.5R水泥、DZ-1低温早强耐久外加剂及UNF-2早强减水剂，并分类堆放整齐。5、建搭钢筋加工棚，配备钢筋切断机、钢筋弯曲机、电焊机，安装好钢筋加工台，备齐钢筋扳手等必需工具。6、绘制涵节定型模板图纸并提前联系专业厂家加工制作，并配置P3015、P2015、P1015、P3012、P1012等型号组合钢模板及配套角模。四、主要机具设备 表1 主要机具设备序号机械名称规 格单位数量备 注1 砼搅拌机强制式500L台22砼配料机1200L台13装载机ZLM40E 2m3台1配料机上料4砼罐车MR45 6m3台 1运输砼5插入式振捣棒HZ-50 HZ-30台各36钢筋切断机640mm台 17钢筋弯曲机640mm台18卷扬机3t台1拉伸钢筋9吊车QY16t台1吊运预制块10拖车25t台1运送预制块11反铲SK320台1基坑开挖12电夯2.5kw台2回填土夯实13电焊机BX-400台214发电机24kw台2工地用电15污水泵2.2kw台3基坑排水五、工艺流程图涵节砼灌注砼养护、拆模、编号钢筋笼、外模安装吊运至现场基础砼关注施工准备基坑开挖沉降缝填塞、涂刷沥青油碴吊运至现场基础模板安装安装底模、内模缺口回填土疏通排水通道上下游铺砌端翼墙施工焊接连接筋涵节吊装基坑回填防水层施作基础吊装砼养护、拆模、编号涵节钢筋制作六、劳力组织 表2 劳力组织序 号工 种人数备 注1领工员1现场指挥、管理、协调2技术负责人1负责技术指导、交底、资料等3班长1落实与实践领工员的指令4搅拌机司机2砼的搅拌5装载机司机1搅拌机上料6罐车司机1砼运输7反铲司机1基坑开挖8吊车司机1预制块的装卸9拖车司机1运输预制块10振捣工2砼振捣11钢筋工6钢筋制安12电焊工2钢筋焊接13木工3立模14电工1供电、线路检查、电器维修15普工10配合施工合 计32七、操作要点（一）、基础预制1、基础分块基础宽度以设计宽度为准，长度以沉降缝分隔，高度根据块体重量确定，为保证吊装时方便，每块重量以不超过10吨为宜。基础可分为24层，层与层间留2cm缝，拼装时用M10水泥砂浆填塞。2、基础模板拼装基础模板采用组合钢模板。模板面必须光滑、平整，使用前清除表面杂物、铁锈。根据基础块尺寸组合拼装，角部配置角模。用钢管支撑加固，内设拉接筋。板缝之间贴双面胶带，防止漏浆。底部与预制场砼面接触处设4mm厚钢板作为底模。模板组合、加固完毕，将模内杂物清除干净，孔洞、缝隙堵塞严密。检查几何尺寸、平整度等符合规范规定后，均匀、满涂脱模剂。3、基础混凝土灌注混凝土所用砂、石、水泥、外加剂应经检验合格。混凝土由搅拌站拌制。拌制时准确计量，外加剂的掺量应派专人负责，严格执行施工配合比，。严格控制混凝土坍落度。混凝土由罐车运至预制场人工配合分层入模，HZ-50插入式振捣棒振捣密实。人工收面。因拼装时两层之间用砂浆填塞，故收成毛面即可。每块预制块预埋4根20圆钢吊环，分布于预制块四角，距边不小于40cm，高于混凝土面10cm.。制做不少于2组（每班次）的混凝土试件，并按规定进行养护。灌注完后的预制块，加强养生。夏秋季应在混凝土初凝后、最迟不超过12小时，用草袋覆盖洒水养生。进入冬期施工后，必须采取冬期施工措施。混凝土抗压强度达到设计强度的30%前不得受冻。可采用暖棚蒸汽养生。棚内底部温度不应低于5，养护时间不少于7天。当混凝土强度能保证构件不变形、棱角完整时，灌注完2448小时后，即可拆除侧模。在每个预制块上，用红油漆按工整、统一格式标明型号、规格、制作日期及所属涵号。（二）、涵节预制1、涵节模板制作为确保涵节外观质量，采用定型钢模板。由专业厂家加工制作。模板面采用4mm钢板，横肋、竖肋采用506mm扁钢，在模板块与块连接处的竖肋，采用8mm钢板。圆涵内模分成三块，其中一块内宽20cm，倒角45度成内窄外宽的楔形，便于拆模。其余两块弧长相等。外模分成相等两块。块与块之间通过8mm加强肋钢板用12螺栓连接。底部设8mm钢板制作的圆环状底模，底模上均匀焊制12螺栓，用于与内外模连接。底模可保证涵节底部平整、不漏浆。矩涵内模分为五块，其中在角部设一30cm宽小模，倒45度角内外成楔形，作用同圆涵小模。外模分为四块。内外模均从涵节四角分块。底部设矩形环状底模，上均匀焊接12螺栓。底模分为两块。2、涵节钢筋笼加工制作按照设计图纸下料、绑扎、焊接。圆涵钢筋笼分为内外两根螺旋筋，可采用两个木制圆形模型在工作台上加工成型，搭接采用双面搭接焊。内外螺旋筋通过分布筋与箍筋连接成整体。矩涵钢筋笼搭设操作台，在台上绑扎成型。钢筋笼的加工制作必须符合施工规范的有关规定。3、模板、钢筋笼的安装将模板用电钢刷打磨，清除模板表面铁锈及污物，然后进行安装。先安装底模，将底模置于平整的场地上，找平后，安装内模。将内模底肋上的螺栓孔与底模上的螺栓对应套入，加螺母拧紧，内模块与块之间用12螺栓连接，在内模块与块、内模与底模接缝之间贴双面胶，防止漏浆。内模、底模表面均匀满涂脱模剂。将制作好的钢筋笼人工自上而下套入内模，调整钢筋笼与内模的位置，使钢筋与内模各部分的间距均匀。在内模、底模与钢筋笼之间加垫与钢筋保护层等厚的55cm预制混凝土垫块，并用垫块上的22#镀锌铅丝与主筋绑扎牢固。按照设计，将连接筋预埋件与钢筋笼主筋绑扎牢固。连接筋预埋件用5mm钢板焊12螺纹钢筋制作而成。外模清理干净后，均匀满涂脱模剂，然后安装。将外模螺栓孔与底模螺栓对位，加螺母拧紧。外模块与块、外模与底模之间加贴双面胶带，防止漏浆。在外模与钢筋笼主筋之间绑扎55cm与保护层等厚预制混凝土块。4、涵节混凝土灌注灌注程序同基础。三次人工收面后，涵节口面应达到光滑、平整。养护同基础。（二）、基坑开挖根据设计、地质情况及施工规范规定的坡率放出基坑开挖轮廓线。为减少基坑暴露时间，采用SK320反铲开挖。开挖过程中，严格控制基底标高，严禁超挖。机械挖至距基底设计标高1020cm时，人工清除松软泥土找平。在基坑周围做好防排水设施，基坑内在下游设集水坑，在两侧修筑水沟，将基坑内的水引入集水坑，用污水泵排入坑外河道，保持基坑底部无水。白天施工时用彩条布覆盖基坑，减少日晒对冻土上限的影响。用触探仪测基底承载力，达到设计承载力后，方可进行下道工序。恢复基底中线及涵洞轴线，并按沉降缝宽度划分基础块具体位置，并作出标志。按设计错台高度人工平出。（三）、基础吊装用回弹仪测出基础块混凝土强度，或根据试件3天或7天龄期强度推断，当强度达到75%以上方可吊装。吊装采用QY16t汽车吊，人工配合，拖车运至工地。吊装过程中，必须采取保护措施，轻吊轻放，严防碰撞损坏基础棱角。基础预制块运至施工现场后，按编号顺序堆放在基坑边上，底层在上，上层在下，以避免就位时二次倒运。基坑检查合格后，吊车在基坑边就位，人工配合，从基坑中心开始预制块就位。四人在基坑内辅助，每人把一个角，看一条边，缓慢使预制块就位，一次不准确，应轻轻吊起，从新就位，反复调整，直至准确到位。块与块之间预留3cm宽沉降缝。沉降缝在吊装时，在块与块之间插入3cm厚的木板，准确预留，就位准确后取出木板。第一层吊装完后，用氧焊割掉吊环。抄平后用M10水泥砂浆找平，开始吊装第二层。第二层与第一层上下、左右必须对位准确。必须反复调整，直至上下、左右一致方可。上面各层做法同第二层（本工程基础最多为四层）。上下各层的沉降缝应端面垂直、整齐，不得交错。（四）、沉降缝填塞及涂沥青油碴基础吊装就位后，按照设计，用沥青麻绳填塞沉降缝。沥青现场熬制。沥青熬至温度达到175190，沥青表面停止起泡为止，用小桶将热沥青送至工点处。使用时温度不得低于150。将麻绳浸入其中，直至麻绳全部浸透后捞出，从四周填入沉降缝。填入深度5cm。必须填塞密实。在严寒地区，缝内禁止填冻胀性材料，故可全部用沥青麻绳或沥青木板填塞。在非严寒地区，可填入塑性粘土。基础侧面与土接触的部位，涂刷1cm厚的沥青油碴，防止基础产生冻胀破坏。沥青油碴现场熬化后涂刷。厚度不得小于1cm。涂刷应均匀。（五）、基坑回填沉降缝、沥青油碴完成后，即可开始基坑回填。填料采用砂砾土。从基坑两侧同时对称分层夯填。电夯夯实。每层虚铺厚度不大于20cm,夯实不少于3遍。回填至与基础顶面平。（六）、涵节吊装基坑回填完后，基顶用M10水泥砂浆找平。涵节吊装采用QY16t汽车吊，人工配合，调装时采取加垫木块或草袋保护涵身不受损伤。在基顶恢复线路中线及涵洞轴线。涵节按编号自上游至下游顺序就位，人工配合。涵节必须保证内部板缝一致，沉降缝与基础对齐，不设沉降缝的管节之间尽量顶紧，相邻涵节涵缝不能出现错台（按设计设置错台例外），必须反复调整，直至上下左右在一平面内为止。涵节就位后固定牢固，防止滚动移位。（七）、焊接连接筋涵节就位固定后，焊接连接筋。相邻两涵节之间，用20螺纹钢筋与预埋钢板双面焊连接，焊接按桥涵施工规范的有关规定施工。（八）、防水层施工涵节沉降缝用沥青麻绳填塞5cm深，填塞要求同基础沉降缝。不设沉缝的涵节之间用，M10水泥砂浆勾成凹缝，填塞密实，防止渗水。在涵节缝外侧，铺设一层沥青麻布，两层石棉沥青。施工前将涵身上的赃物除净，在涵身涂二层沥青漆。沥青麻布施工前，先将麻布烘干除去水分。将沥青熬至温度达到175190，沥青表面停止起泡为止。将热沥青用小桶盛出，将麻布浸入其中。浸制后，麻布外面应为暗黑色，无孔眼，无破裂及皱叠，不应露有显然未浸透的布层。浸制时，控制沥青的温度在175以下，避免烧焦。铺设前先取掉麻布上的杂物，将沥青麻布试铺在已干燥的沥青漆上，再卷回成卷。在涵节表面涂刷一层热沥青，缝中心两侧各25cm，在热沥青未凝固时进行，以便能粘为一体。麻布铺设应平顺，不能有褶皱、空鼓、起折或偏斜。铺完沥青麻布后，涂刷两层石棉沥青。石棉沥青的配制：在熬制好的石油沥青中不断搅拌的同时，投入烘干至100150的石棉粉搅拌均匀，加热到175。石棉沥青在温度不低于150时铺设。铺设时分段进行，每次铺0.5m2后，立即刮平，铺设宽度为50cm。石棉沥青的配合比（重量比）可为：石棉粉20%，沥青80%。防水层铺设延伸至管座襟边以下15cm。在石棉沥青外，做15cm厚，50cm宽塑性粘土层，以保护防水层在回填时不受破坏。（九）、附属工程施工1、端翼墙采用现浇混凝土施工。采用组合钢模板，内贴宝丽板，涂脱模剂。模板采用钢管支撑加固，严防跑模，漏浆。混凝土由搅拌站统一拌制，罐车运至现场人工配合入模，插入式振捣棒振捣。灌注完毕后，搭设蓬布，内设火炉或电炉保持温度在正温。在初凝后用草袋覆盖，以保持混凝土表面湿润。2、端翼墙施工完毕，当混凝土强度达到100%后，即可开始缺口填土。在涵洞两侧不小于两倍孔径的宽度，采用砂砾土从涵洞两侧同时分层、对称、水平、填筑夯实。分层厚度不大于20cm，用电夯夯实。涵洞上方填土厚度大于1.0m后机械才能通过。夯填土应大于最佳含水量最佳密实度90%，最好能达到最佳含水量最佳密实度95%。3、端翼墙施工完毕后，开挖上下游泄床及垂裙，按照设计尺寸支模浇筑混凝土，并养护。4、将涵洞出入口沟床整理顺直，与上下游河道连接圆顺、稳固、顺畅。八、安全措施1、预制场布置应符合安全规程要求。布置要规范化。电源开关距地面不小于1.5m，而且要有防雨防晒的电器箱柜。2、吊装时，起重臂下严禁站人，有专人指挥起吊，配合人员严防遭碰撞。3、施工人员必须戴好安全帽。九、质量控制1、模板制造及安装，钢筋加工制作安装，混凝土灌注，养生、冬期施工措施必须按铁路桥涵施工规范施工。2、混凝土构件质量验收严格执行铁路混凝土与砌体工程施工及验规范有关条文。十、施工环保措施1、施工机械进入施工场地必须沿便道行驶，不得进入草地。在主便道不能到达涵洞施工场地的情况下，垂直主便道修一条新便道。修筑时，原地面草皮不铲除，在上面直接铺垫70100cm厚的土层，以保护植被。2、施工人员的临时帐篷搭建在植被稀少地段。施工人员必须沿便道行走，严禁践踏、破坏植被。3、基坑开挖产生的弃碴，应及时运至指定地点弃置并摊平、碾压，不得乱堆乱放乱弃。4、施工产生的生活、生产垃圾，应分类堆放，集中收集，运至指定地点按要求处理，不得随意乱丢、乱放。5、施工