罗定市引沙工程管理处 527225
摘要：箱涵整体性、耐久性和抗渗性显著优于明渠，而且山体滑坡及塌方对其影响较小，所以在水利工程中得到广泛应用。本文总结了箱涵施工的各种方法，然后结合罗定市引沙灌区改造工程，对箱涵现浇混凝土施工技术进行了分析。
关键词：箱涵；施工技术；引沙灌区
1 箱涵施工技术综述
1.1 箱涵概念
箱涵属于涵洞中的一种型式，是由钢筋混凝土或砖石等材料修建的箱形管节，通常断面形式为一个或多个相连的方形孔箱或矩形孔箱，主要用于排水、过人、过车等，适用于软土地基设置。用于排水功能的箱涵与明渠相比，不受山体水土流失、滑坡和塌方的影响，整体性强，耐久性好，抗渗性能优越，而且日常管理也很方便，所以应用非常广泛。
1.2 箱涵施工方法
箱涵混凝土的施工方法，一种是在原位现浇成形；另一种方法是在其他地方预制好，再通过顶进、下沉、气囊运输等方法就位。
1.2.1 原位浇筑施工方法
原位现浇就是先开挖沟槽，再在槽底设置垫层，然后支模浇筑混凝土，待混凝土养护到设计强度后拆模，最后在箱涵两侧回填土。
1.2.2 顶进施工方法
顶进施工主要用于非开挖穿越道路、铁路、机场等场合，由于不需要进行开挖，对交通运营基本没有影响。主要施工方法是先对线路进行加固，然后在道路附近开挖基坑和修建预制场（尺寸较小的可在工厂预制），混凝土箱涵预制好后，安装钢盾构和顶进设备。钢盾构用于掘进开路，顶进设备用来把混凝土箱涵顶进土中。在顶进过程中，要采取减阻润滑、压柱与换填处理措施。箱涵就位后拆除钢盾构和顶进设备，并进行路基加固处理[1]。
1.2.3 下沉施工方法
下沉法是逆作法与沉井法相结合的一种施工方法，先预制顶部和底部大开口的箱涵（如图1（a）所示），运输到现场定位后，利用沉井工艺边挖土边下沉箱涵，下沉到位后浇筑底板和顶板，再利用注浆孔进行注浆，以填充箱涵侧壁与土壁之间的空隙（如图1（b）所示）。该施工方法的优点是不需要另外的支护，可在狭窄地段完成施工[2]。
1.2.4 气囊运输施工方法
气囊运输施工法是先在预制场用砖、枕木砌筑预制平台（如图2所示），高度约25cm。然后在平台上预制箱涵，运输前拆除砖墙，用水冲走黄沙，并在箱涵底部摆放气囊，箱涵上挂上拉环和牵引后溜，给气囊充气顶起箱涵，随后撤走支撑枕木，使用卷扬机牵引箱涵至起吊平台，垫上枕木后回收气囊及其他工具，最后吊装就位。该施工法对运输道路、场地的地基承载力要求不高，操作十分便捷。
2 工程概况
罗定市引沙灌区由76km干渠和29km支渠组成，始建于1958年，并于1960年建成通水，主要用于6.2万亩农田灌溉。由于工程运行多年，且渠道大多环山而建，渠边山高坡陡，经常因为山体滑坡、塌方而堵塞，特别是2009年9月16日“巨爵”超强台风带来200年一遇的大暴雨，工程沿途多处建筑物被冲毁，使灌区农田灌溉难以得到保障，再加上当时建设标准较低，已不适应农业发展的需要，所以必须对现有工程进行彻底的改造。经云浮市发展和改革局批准立项，云浮市水务局批复初步设计，改造工程于2012年11月15日开工建设。工程内容包括重建拦河水闸、总干渠与支渠清淤、防渗补砌以及重建总干渠内损毁严重的渡槽、涵拱、涵洞、箱涵、便桥等配套设施。工程总投资约1.37亿元，其中一期工程约7792万元。截至2016年3月，已完成干渠全线清淤、20km三面光以及1135m箱涵工程等内容。由于箱涵工程接近完成，因此本文结合工程项目对其施工技术进行了分析。箱涵主要设置在经常出现滑坡和塌方的渠段，表1是12座箱涵的基本情况。
3 罗定市引沙灌区改造工程箱涵施工技术
3.1 土方开挖
开挖前按施工图要求进行测量放线，并在开挖过程中校核桩号、轴线、标高及边坡坡度是否符合各段要求。开挖坡比控制1：2，底部宽度=箱涵断面内宽+2×壁厚+（1.6～2.0）m，深度=断面深+底板厚+垫层厚。挖土采用反铲挖掘机和自卸汽车联合作业，后退法施工。挖深至地下水位后要进行基坑降水，并降至基底以下0.5m[3]。为免机械扰动原状土和减小基面暴露时间，基底应预留20cm保护层，由人工跟进开挖。另外，还应根据边坡含水量情况采取打木桩、放置挡土袋等方式保持边坡稳定，必要时应减小坡度开挖[4]。边坡修整后遇雨，应及时采用土工布覆盖，避免雨淋后边坡失稳。
3.2 基坑降排水
基坑降水可采用管井、集水坑和明渠排水。管井降水可利用混凝土砂管井结合PVC浅管井的方式。砂管井布置在基坑坡顶部外侧2m处，管井间距7～15m，井口 500mm，深度应在基底以下≥1m处，并在井管外及井底填充砂卵石滤料。PVC浅管井设置在坡脚，间距2m，井口 30mm～50mm，通过PVC管与安装在边坡土台上的自吸泵连接。在坑边施工道路外侧设置排水明渠，再间隔30m设置1个集水池，池壁铺设土工膜防渗。基坑周围还应设置截水沟和排水沟，以防止地表水和雨水流入基坑。降水开始后应一直抽水到土方回填至地下水位以上。
3.3 混凝土施工
3.3.1 垫层施工
基面验收合格后，浇筑10cm厚C10混凝土垫层。采用人工平仓及平板振动器振捣方式。初凝前人工收平。
3.3.2 钢筋制安
按照施工图制作钢筋。待垫层混凝土强度达到2.5MPa以上，在垫层上弹线摆放钢筋。先放置底板主筋，检查间距、根数无误后，再放置分布筋，然后采用20#镀锌铁线绑扎。为了确保混凝土浇筑时钢筋不移位，对角绑扎八字筋。上、下层钢筋之间放置数道架立筋，一方面保证两层钢筋网间距准确，另一方面也提高钢筋架构的稳定性，避免混凝土浇筑时钢筋移位。底板钢筋检查合格后，安装箱壁主筋及分布筋，并进行绑扎。底板混凝土浇筑且强度达到2.5MPa以上，完成箱壁模板及顶板底模板后安装顶板钢筋，方法同底板钢筋。
3.3.3 支模
模板可以采用木模板或钢模板，采用定型钢模板支模速度较快，另外也可以制作台车模，由于本箱涵工程量不大，未采用台车模。以钢模板为例，先支箱涵壁外侧模板，并采用10#槽钢拼接，每隔3m设置斜角拉杆固定，拉杆采用 18圆钢制作。底板混凝土浇筑后，立箱涵壁内侧模板，方法同箱涵壁外侧模板。搭设满堂红钢架后铺设箱涵顶板底模板，并在模板之间放置橡胶止水。浇筑前模板与混凝土接触面应刷涂脱模剂。
3.3.4 混凝土浇筑
混凝土分两次浇筑，先浇筑底板混凝土及侧壁下部50cm混凝土，第二次浇筑侧壁50cm以上及顶板混凝土。浇筑底板混凝土时，混凝土入仓后要及时平仓，再采用振动棒插捣密实，随后采用平板振动器振平。浇筑侧壁下部50cm的混凝土时，应小心振捣，并避免振动棒触及水平止水带。第二次浇筑前，应对施工缝处的混凝土进行清理，冲洗干净后先以同强度等级不含粗骨料的水泥砂浆打底，再浇筑混凝土。侧壁混凝土应分层浇筑，每层高度30～50cm，充分振捣后再放下一层料。为避免混凝土离析，自由下料高度应不超过1.5m，否则应加串筒下料。墙身混凝土应同步上升，上一层混凝土浇筑要在下一层混凝土初凝前完成，避免产生施工冷缝。同时振捣上一层混凝土时，应插入下一层混凝土内5～10cm，以确保两层混凝土结合良好。振捣器插入间距，应不超过有效作用半径的1.5倍。振捣时间以充分排气和粗骨料不再下沉为准。浇筑顶板混凝土时，应安排专人观察底模是否稳固、漏浆，有问题应及时处理，其他作业方法同底板混凝土。
3.3.5脱模和养护
不承重的墙模板，可在混凝土强度达到不影响表面和棱角的情况下拆模，一般时间为2～3d；箱涵顶板底模必须在混凝土强度达到设计强度的75%以上才能拆除，拆模时间视气温和养护条件而定，20℃不少于10d，30℃不少于7d。
养护工作应在浇筑完成12～18h内开始。底板和顶板混凝土淋水后覆盖土工布养护。墙身混凝土应在拆模后立即淋水，并覆盖薄膜。养护期间始终保持混凝土表面湿润，连续养护28d以上。养护工作应安排专人负责，并逐日记录淋水及温湿度等情况。
3.3.6 缝面处理
箱涵缝面包括水平缝和垂直缝，缝内一般设置金属片和橡胶止水带，后者主要用于伸缩缝。伸缩缝内设置橡胶止水带，再用闭孔泡沫板填塞缝面，然后再用密封胶嵌缝。施工缝内一般设置金属片，在浇筑后面混凝土之前，应对前面的混凝土表面进行清理和凿毛。也可以在缝面埋置杉木条，待混凝土强度达到2.5MPa以上再剔出杉木条，这样缝面处形成一个凹槽，有利于改善缝面处混凝土的粘结效果。
3.4 土方回填
箱涵混凝土完成养护后，可采用原土回填，回填密实度应达到0.9以上，道路周围应人工夯实，回填密实度应达到0.95以上。回填前应做碾压试验，以确定施工参数，例如土料最佳含水率、铺土厚度、碾压设备、碾压遍数及设备行走速度等。碾压时搭接宽度不小于25cm，夯击时应采用套打法。
4 结语
目前，罗定市引沙灌区改造工程仍在实施之中，通过箱涵工程的施工将有效地解决了干渠中滑坡和塌方严重渠段的问题，进而对提高灌区农业生产用水保证率具有重要意义。在箱涵工程施工过程中，通过对土方开挖、基坑降排水、垫层施工、钢筋制安、支模、混凝土浇筑、脱模、养护、缝面处理及土方回填等工序的精心组织，确保了箱涵工程的施工质量，为改造工程的顺利推进和实施奠定良好的基础，可以预计在各方协调配合支持下，引沙灌区改造工程必将圆满完成。
参考文献：
[1]吴炜.某高速顶推箱涵施工技术研究[J].贵州大学学报（自然科学版），2015，32（1）：114-118.
[2]苏国宏，黎晓林，刘建华.下沉法排水箱涵构造、制作及施工方法[J].混凝土与水泥制品，2014（9）：34-36.
[3]巩平福.长距离输水箱涵施工综述[J].青海水力发电，2014（3）：1-5.
[4]曲树成，方喜良.大断面现浇钢筋混凝土引水箱涵施工探讨[J].东北水利水电，2015（6）：23-25.
论文作者:欧靖
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/29
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