混凝土圓管涵管節(jié)預(yù)制技術(shù)微創(chuàng)新及應(yīng)用

王洋浩瀚，馬增琦，張英杰

（1.廣東省公路建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510623；2.中鐵二十局集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710016）

1 工程概況

廣東云浮羅定至茂名信宜（粵桂界）高速公路主線全長129.816 km，全線共設(shè)置涵洞345道，總涵長16 590.88 m，其中圓管涵91道，長度3 223.05 m；直徑1.0 m管涵1道，長度41 m，直徑1.5 m管涵14道，長度379.8 m，直徑1.8 m管涵76道，長度2 802.25 m。云茂高速公路路線長，地處山嶺重丘區(qū)，線位縱坡起伏大，運(yùn)輸不便，各土建標(biāo)的圓管涵管節(jié)數(shù)量較少，若由各土建標(biāo)單獨(dú)建場(chǎng)預(yù)制，場(chǎng)區(qū)建設(shè)費(fèi)用、專業(yè)設(shè)備攤銷費(fèi)用大，經(jīng)濟(jì)性較差。因此，結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和質(zhì)量控制要求，提出小型構(gòu)件集中預(yù)制的工作思路。

2 前期調(diào)研

云茂高速TJ1標(biāo)（K0+000—K8+200）由中鐵二十局集團(tuán)有限公司承建，共設(shè)有18座1 500 mm圓管涵，總長計(jì)442 m。作為先行標(biāo)之一，TJ1標(biāo)積極響應(yīng)業(yè)主提出的品質(zhì)工程和雙標(biāo)管理要求，在施工前期對(duì)圓管涵施工方法進(jìn)行了深入調(diào)研，主要為羅定市周邊圓管涵制管廠及中鐵二十局以往類似工程項(xiàng)目。調(diào)研表明，羅定市周邊主要制作直徑為1 000 mm以下涵管廠家，普遍采用懸輥法施工工藝，產(chǎn)品供應(yīng)本地區(qū)的排灌水工程，壁厚100 mm，內(nèi)設(shè)置一層鋼絲網(wǎng)，混凝土標(biāo)號(hào)普遍為C25或C20，管節(jié)質(zhì)量控制不高，600 mm水泥管每延米為180元，800 mm水泥管每延米為230元。根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)，1 500 mm圓管涵管節(jié)每延米為1 400～1 600元不等，受圓管涵管節(jié)數(shù)量及場(chǎng)區(qū)配置影響較大。目前圓管涵管節(jié)的施工方法主要為離心法、懸輥法、內(nèi)外模振搗法，見表1。經(jīng)過綜合比選，本項(xiàng)目采用內(nèi)外模振搗式預(yù)制管節(jié)的施工方法。

表1 圓管涵管節(jié)預(yù)制施工工藝對(duì)照[1]

3 管節(jié)預(yù)制技術(shù)微創(chuàng)新

3.1 施工工藝流程

圓管涵管節(jié)預(yù)制施工工藝流程：模板打磨及刷油→內(nèi)模及底部封漿帶安裝→鋼筋安裝→外模及底部封漿帶安裝→模板抗浮扣件安裝→混凝土傘盤法澆筑→導(dǎo)鏈對(duì)拉法拆除內(nèi)?！炷翏炫起B(yǎng)生→管節(jié)倒運(yùn)。

3.2 模板設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.2.1 內(nèi)模設(shè)計(jì)及拆裝

內(nèi)模采用三塊圓形模板法蘭連接，其中一塊采用楔形模板（八字朝內(nèi)），在楔形模板對(duì)中處設(shè)置兩塊拉環(huán)，用導(dǎo)鏈軸心對(duì)拉收攏的辦法省力快捷地拆除內(nèi)模[2]，見圖1。

圖1 內(nèi)模設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后進(jìn)行拆模；拆模前采用龍門吊整體起吊模板及管節(jié)至養(yǎng)護(hù)區(qū)，起吊高度10 cm，下放時(shí)在管節(jié)底部均勻支墊30 cm×50 cm×5 cm木板4塊，為拆模后采用吊帶穿束調(diào)運(yùn)管節(jié)留足操作空間[2]。此種工法的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的重型預(yù)制構(gòu)件吊裝預(yù)留孔洞的工藝，使預(yù)制件混凝土外觀整潔，減少預(yù)留孔洞對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)受力及外觀處理缺陷的影響[2]。

3.2.2 模板底部封漿帶及扣件

外模采用兩塊半圓模板法蘭連接；為防止封模底部漏漿造成混凝土離析、麻面及爛根現(xiàn)象，在端模及底板間鋪設(shè)橡膠封漿帶；封漿帶寬度×厚度為15 cm×0.5 cm，剛?cè)嵝越佑|面緊密貼合，有效地防滲防漏，達(dá)到混凝土密實(shí)效果。同時(shí)，采用預(yù)埋螺栓與法蘭盤連接扣件加固模板，有效防止了模板在混凝土澆筑時(shí)發(fā)生上浮現(xiàn)象。

3.2.3 混凝土澆筑方式

混凝土由拌合站集中拌和，現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑采用施工作業(yè)平臺(tái)，確保澆筑過程安全圍護(hù)和便利的操作空間，嚴(yán)控現(xiàn)場(chǎng)各類安全風(fēng)險(xiǎn)源；混凝土澆筑按照水平分層30 cm厚度進(jìn)行控制，振搗采用50型振搗棒。圓管涵內(nèi)模頂部設(shè)置圓傘型布料盤，使混凝土入圓環(huán)形模澆筑時(shí)不撒漏，而且四周混凝土流動(dòng)性均勻，確?；炷翝仓膶雍竦囊恢滦?。傘盤法布料裝置見圖2。

圖2 傘盤法布料裝置及應(yīng)用

3.3 工效統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)見表2，TJ1標(biāo)圓管涵管節(jié)共配置3.5套模板（3套2 m長、1套1 m長），5個(gè)勞務(wù)工人，生產(chǎn)效率為3節(jié)/d。不考慮鋼筋籠焊接的時(shí)間，管節(jié)預(yù)制各工序時(shí)間安排見表2，即3.5套模板（5個(gè)工人）平行作業(yè)一個(gè)循環(huán)耗時(shí)為24 h。若增加模板和工人數(shù)量，可增加產(chǎn)量。

表2 3.5套模板平行作業(yè)一個(gè)循環(huán)耗時(shí)

4 質(zhì)量控制效果

管節(jié)混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C40，管壁厚度為200 mm，設(shè)置雙層螺旋鋼筋網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長2 000 mm，輔助管節(jié)長1 000 mm。在施工過程中，按照“三檢制”對(duì)混凝土坍落度、抗壓強(qiáng)度、外觀質(zhì)量、結(jié)鉤尺寸和鋼筋保護(hù)層厚度等進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。

檢測(cè)結(jié)果：（1）現(xiàn)場(chǎng)混凝土塌落度控制在140 mm時(shí)，圓管預(yù)制外觀質(zhì)量較好。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，圓管涵管節(jié)混凝土表面平整、顏色一致，無蜂窩麻面現(xiàn)象，符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求[3-4]。（2）試驗(yàn)室對(duì)混凝土試件7 d抗壓強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果為43.5 MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的109%，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。（3）圓管涵管節(jié)鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)要求為40 mm，允許偏差為10～-7 mm。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽檢20個(gè)點(diǎn)，合格點(diǎn)數(shù)為19個(gè)，合格率為95%，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求[3-4]。（4）圓管涵管節(jié)設(shè)計(jì)管節(jié)長度2 000 mm，內(nèi)徑為1 500 mm，壁厚200 mm，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)檢測(cè)管節(jié)長度、內(nèi)徑、壁厚、順直度等數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其尺寸偏差均在允許偏差范圍內(nèi)，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求[3-4]。

結(jié)果表明，采用此種工法生產(chǎn)的圓管涵管節(jié)達(dá)到了設(shè)計(jì)及規(guī)范相關(guān)要求，并能有效地推進(jìn)及指導(dǎo)后續(xù)管節(jié)預(yù)制的標(biāo)準(zhǔn)化施工。

5 結(jié)語

（1）對(duì)傳統(tǒng)的內(nèi)外模振搗預(yù)制法進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，提出了內(nèi)模楔形輔模、封漿帶、模板抗浮扣件、傘盤法澆筑混凝土、導(dǎo)鏈對(duì)拉法拆除內(nèi)模等一系列微創(chuàng)新，應(yīng)用效果較好，對(duì)打造云茂高速公路項(xiàng)目“品質(zhì)工程”具有重要意義。（2）改進(jìn)后的工法基本上不使用其他專業(yè)機(jī)械設(shè)備，施工方法容易掌握。因此，在當(dāng)所承建項(xiàng)目距離商用涵管預(yù)制場(chǎng)較遠(yuǎn)、交通不便或外購的涵管價(jià)格高于承受能力，或由于管節(jié)需求量小、供應(yīng)商不愿提供時(shí)，或當(dāng)圓管涵管徑較大、其他預(yù)制方法難以保證預(yù)制質(zhì)量時(shí)，可采用此種方法。（3）小型構(gòu)件集中預(yù)制的做法，大大降低了項(xiàng)目小型預(yù)制場(chǎng)區(qū)建設(shè)總體費(fèi)用和設(shè)備攤銷費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)資源集約利用，有利于標(biāo)準(zhǔn)化施工和產(chǎn)品質(zhì)量提升。若預(yù)制場(chǎng)建立在拌合站附近或交通便利處，效果更佳。