公路工程鋼筋砼圓管涵施工淺析

湯國(guó)盛

（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510635）

公路工程施工中，涵洞作為橋涵結(jié)構(gòu)物的主要形式之一，其應(yīng)用范圍最廣。其中，有為排水澆灌用的圓涵管，有過(guò)水、過(guò)車用的機(jī)耕蓋板涵等等，都是大家再熟悉不過(guò)的結(jié)構(gòu)形式了。雖然涵洞的結(jié)構(gòu)體形往往較小，但鑒于在公路工程使用中的重要性及普及性，使我們不得不對(duì)其施工質(zhì)量予以關(guān)注，不得不對(duì)其施工工藝進(jìn)行深入研究。對(duì)此，為了更好地掌握涵洞施工的過(guò)程控制，深入了解涵洞在各個(gè)施工階段的技術(shù)要求，本文下面將以鋼筋砼圓管涵為例，詳細(xì)地闡述了在預(yù)制及安裝兩個(gè)方面的若干要求，并提出了個(gè)人的建議及想法。

1 鋼筋渴凝土管的預(yù)制

鋼筋混凝土管應(yīng)在工廠預(yù)制。新線施工時(shí)，可在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置混凝土圓管預(yù)制廠。預(yù)制鋼筋混凝土圓管宣采用震動(dòng)制管器法、離心法等。

1.1 傳統(tǒng)預(yù)制生產(chǎn)法

鋼筋砼圓管涵預(yù)制，最為原始、最為傳統(tǒng)的預(yù)制方法，便是采用震動(dòng)制管器預(yù)制法。以這種方法生產(chǎn)圓管涵時(shí)往往較為簡(jiǎn)單，無(wú)須大型的、專用的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行輔助，便可簡(jiǎn)單完成。它是由可拆裝的鋼外模與附有震動(dòng)器的鋼內(nèi)模組成。外模由兩片厚約為5mm左右的鋼板半圓筒(直徑0.2m時(shí)為三片)拼制，半圓筒用帶楔的銷栓連接。內(nèi)模為一整圓筒，下口直徑較上口直徑稍小，以便取出內(nèi)模。

用震動(dòng)制管器制管，可在鋪放水泥紙袋的地坪上施工。模板與混凝土接觸的表面上應(yīng)涂潤(rùn)滑劑(如廢機(jī)油等)。鋼筋籠放在內(nèi)外模間固定后，先震動(dòng)10s左右使模型密貼地坪，以防漏漿。每節(jié)涵管分5層灌注，每層灌好鏟平后開(kāi)動(dòng)震動(dòng)器，震至混凝土冒漿為止，再灌次1層，最后1層震動(dòng)冒漿后，抹平頂面，冒漿后2-3min即關(guān)閉震動(dòng)器。固定銷在灌注中逐漸抽出，先抽下邊，后抽上邊。停震抹平后，用鏈滑車吊起內(nèi)模。起吊時(shí)應(yīng)垂直，剛吊起時(shí)應(yīng)輔以震動(dòng)(震動(dòng)2-3次，每次1s左右)，使內(nèi)膜與很凝土脫離。內(nèi)膜吊起20cm，即不得再震動(dòng)。外模在灌注5min-10min后拆開(kāi)，如不及時(shí)拆開(kāi)須至初凝后才能再拆。拆開(kāi)后混凝土表面缺陷應(yīng)及時(shí)修整。

用制管器制管的混凝土和易性要好，坍落度要小，一般＜1cm。工作度20s-30s，含砂率45%-48%，5mm以上大粒徑盡量減少，平均粒徑0.37mm-0.4mm，每方混凝土用水約150kg-160kg，水泥以硅酸鹽水泥或普通水泥為好，火山灰水泥次之。 震動(dòng)制管器適用于制造直徑200cm，管長(zhǎng)100cm以下的鋼筋混凝土管節(jié)。此法制管時(shí)需分層灌注，多次震動(dòng)，操作麻煩，制管時(shí)間長(zhǎng)，但因設(shè)備簡(jiǎn)單，建廠投產(chǎn)快，適宜在小批量生產(chǎn)的預(yù)制廠中使用。

1.2 新工藝預(yù)制法

當(dāng)現(xiàn)代公路的功能標(biāo)準(zhǔn)日益提高，有時(shí)，采用傳統(tǒng)的預(yù)制加工法已無(wú)法滿足施工要求。無(wú)論是從預(yù)制工期上，還是從預(yù)制質(zhì)量上，都無(wú)法使其滿足要求。對(duì)此，在特定生產(chǎn)環(huán)境下，我們不得不采用新工藝預(yù)制法進(jìn)行管節(jié)的預(yù)制。其中，離心制管法便是其中一種。它是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的鋼模，把離心力傳遞給灌注于鋼模內(nèi)部的混凝土拌合物，使其均勻地分布在管模的內(nèi)壁上，多余的水分被離心力甩出，混凝土逐漸干硬密實(shí)。當(dāng)鋼模型旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的單位離心力達(dá)到5N/cm2-15N/cm2時(shí)，即可制成密實(shí)的混凝土管。

離心法制管所用鋼模是由模皮、環(huán)向帶、縱向邊板、檔圈(大頭)、緊固絲桿等組成。鋼模由兩片半圓形模皮用螺栓連接。模皮兩端套上檔圈，用緊固絲桿固定即組裝成形。管成形后，拆去緊固絲桿和擋圈，可將混凝土管從模內(nèi)頂出。

當(dāng)鋼模安裝完后，可按如下程序進(jìn)行操作：

a.將鋼模吊放到離心制管機(jī)的機(jī)輪上，此時(shí)鋼模的檔圍應(yīng)壓在機(jī)輪上。

b.開(kāi)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)皮帶傳動(dòng)使機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)輪和鋼模的檔圈由于摩擦作用而帶動(dòng)鋼模旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由慢逐漸加快，直至達(dá)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。

c.開(kāi)動(dòng)安裝在制管機(jī)一側(cè)鋼軌上的喂料機(jī)。喂料皮帶運(yùn)輸機(jī)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)鋼模中心，可利用喂料機(jī)行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)位置調(diào)好后，即可開(kāi)動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和進(jìn)退機(jī)構(gòu)，使皮帶運(yùn)輸機(jī)伸進(jìn)鋼模，從鋼模一端向另一端徐徐喂料，投放混凝土拌合料的數(shù)量可由邊圈控制。

d.喂料完畢，鋼模繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直至形成密實(shí)的管壁。

e.減速，關(guān)閉電機(jī)。

f.吊運(yùn)管模，養(yǎng)生、脫模。

離心法制管應(yīng)使用塑性混凝土，水灰比為0.4-0.6，因此當(dāng)鋼模高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，從拌合物中有游離水排出，導(dǎo)致制管場(chǎng)地泥漿飛濺，極不清潔，加之噪聲大，制管效率低(每制1節(jié)管約需40分鐘)并需用大量的鋼模，因此離心法目前已逐步為懸輥法、立式擠壓法所代替。

2 管節(jié)的運(yùn)輸與裝卸

2.1 管節(jié)的運(yùn)輸

管節(jié)混凝土的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，并經(jīng)檢查符合圓管成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時(shí)，管節(jié)才允許裝運(yùn)，否則，提前進(jìn)行吊運(yùn)或運(yùn)輸容易造成損壞或斷裂。管節(jié)的裝卸可根據(jù)工地條件使用各種起重機(jī)械或小型機(jī)械化工具，如滑車、鍍滑車等。沒(méi)有起重設(shè)備時(shí)，亦可用人力裝卸。管節(jié)在裝卸和運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)小心謹(jǐn)慎，勿使管節(jié)碰撞破壞。嚴(yán)禁由汽車內(nèi)直接將管節(jié)拋下，以免造成管節(jié)破裂。為了減輕震動(dòng)時(shí)的沖擊影響，在運(yùn)輸時(shí)，宜在汽車上鋪稻草、木墊板或者用圓木或方木將管節(jié)固定。

2.2 管節(jié)的安裝

管節(jié)安裝可根據(jù)地形及設(shè)備條件采用下列各種辦法：

2.2.1 滾木安裝法

先將管節(jié)沿基礎(chǔ)滾至安裝位置前1m處，旋轉(zhuǎn)90度，使與涵管方向一致。把薄鐵板放在管節(jié)前的基礎(chǔ)上，擺上圓滾木6根，在管節(jié)兩端放入半圓形承托木架，以杉木桿插入管內(nèi)，用力將前端插起，墊入圓滾水，再滾動(dòng)管節(jié)至安裝位置，將管節(jié)側(cè)向推開(kāi)，取出滾木及鐵板，再滾回來(lái)并以撬棍(用硬木護(hù)木承墊)仔細(xì)調(diào)整。

2.2.2 壓繩下管法

當(dāng)涵洞基坑較深，需沿基坑邊坡側(cè)向?qū)⒐軡L入基坑可采用壓繩下管法。

壓繩下管法是側(cè)向下管的方法之一，下管前，應(yīng)在涵管基坑外3m-5m處埋設(shè)木樁，木樁樁徑不小于25cm，長(zhǎng)2.5m，埋深最小1m。樁為纏繩用。在管兩端各套一很長(zhǎng)繩，繩一端緊固于樁上，另一端在樁上纏兩圈后，繩端分別用兩組人或兩盤絞車?yán)o。下管時(shí)由專人指揮，兩端徐徐松繩，管子漸漸由邊坡滾入基坑內(nèi)。大繩用優(yōu)質(zhì)麻制成，直徑50mm，繩長(zhǎng)應(yīng)滿足下管要求。下管前應(yīng)檢查管子質(zhì)量及繩扣是否牢固，下管時(shí)基坑內(nèi)嚴(yán)禁站人。管節(jié)滾入基坑后，再用滾動(dòng)安裝法或滾木安裝法將管節(jié)準(zhǔn)確安裝于設(shè)計(jì)位置。

2.2.3 吊車安裝

使用汽車或履帶吊車安裝管節(jié)甚為方便，但一般零星工點(diǎn)，機(jī)械臺(tái)班利用率不高，宜在工作量集中的工點(diǎn)使用。

為了加快工程進(jìn)度，保證管節(jié)安裝就位，用吊車安裝時(shí)可采用特殊吊鉤，吊鉤由支柱1和橫梁2組成，支柱和橫梁均用外徑102mm和管壁厚7mm的鋼管制成，套鉤3用3號(hào)鋼制成，厚20mm，嵌入支柱1終端的槽內(nèi)并焊上。套鈞4厚10mm，裝在橫梁2的套筒上，也同樣用電焊焊上。支柱1的兩端掛著鏈條和鉤子5。

用吊車起吊管節(jié)時(shí)，將橫粱2穿進(jìn)管節(jié)，然后把套鉤4掛在鉤子5上，管節(jié)用吊車吊起并安裝在涵管的基礎(chǔ)上。在管節(jié)準(zhǔn)確安裝就位后，將鉤子5與套鉤4脫離并把橫梁2取出。管節(jié)間的縫隙應(yīng)小于1cm。

3 施工注意事項(xiàng)

管節(jié)沉降縫必須與基礎(chǔ)沉降縫一致,否則，容易造成工后斷裂，造成管節(jié)提前破壞。沉降縫寬約2cm-3cm，應(yīng)用瀝青麻絮或其它具有彈性的不透水材料填塞。管節(jié)接頭采用對(duì)頭拼接時(shí)，其接縫應(yīng)不大于1cm，嚴(yán)禁通過(guò)調(diào)大縫寬的方式來(lái)達(dá)到節(jié)省管節(jié)預(yù)制長(zhǎng)度、預(yù)制數(shù)量的做法。當(dāng)進(jìn)出水口砌體砂漿或砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，方可使用設(shè)計(jì)上要求的填料進(jìn)行兩側(cè)對(duì)稱分層填筑。涵管填筑應(yīng)在洞身兩側(cè)不小于2倍范圍內(nèi)進(jìn)行，每層的填筑可按照相應(yīng)層上的路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制。夯（壓）實(shí)時(shí)，要注意保護(hù)圓管不受損。

[1]婁奕紅,楊虹.鋼筋混凝土圓管涵破裂原因分析[J].中外公路;2002年05期.

[2]周北.快速生產(chǎn)涵管工藝在路網(wǎng)工程中的應(yīng)用[J].廣西交通科技.2001年02期.

[3]JTG 041-2000.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 2000.