雨水方涵豎向預(yù)制翻轉(zhuǎn)工藝施工技術(shù)

于一博 秦雯 中交一航局第三工程有限公司

1.工程概況

本分項(xiàng)工程為大連臨空產(chǎn)業(yè)園填海造地工程（三標(biāo)段）雨水方涵預(yù)制安裝施工，雨水方涵分為A型、B型、C型總計(jì)140塊；A型和B型結(jié)構(gòu)尺寸為長(zhǎng)3.6m、寬3.8m、高3.8m，共133塊，單體混凝土用量19.88m3，重5 0 t，A型鋼筋用量4.2 t，B 型鋼筋用量5.5t；C型為異形，單體混凝土用量27.86m3，重70t，鋼筋用量6.8t，共計(jì)需混凝土2839.06m3，鋼筋633.5t，采用C40F300混凝土進(jìn)行預(yù)制。預(yù)制完成后需先進(jìn)行翻轉(zhuǎn)施工再進(jìn)行安裝。

2.工藝設(shè)計(jì)

2.1 翻轉(zhuǎn)工藝比選

本工程雨水方涵預(yù)制施工設(shè)計(jì)原采用平臥預(yù)制工藝，為提高施工質(zhì)量、簡(jiǎn)化施工工序，對(duì)施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

（1）頂口起吊、側(cè)向翻轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)在頂口四角預(yù)埋圓臺(tái)螺母，上端連接吊環(huán)，翻轉(zhuǎn)施工采用兩臺(tái)起重機(jī)同時(shí)作業(yè)。

（2）頂口吊裝、傾覆翻轉(zhuǎn)。方案2設(shè)計(jì)預(yù)埋方式與方案1相同，起吊時(shí)先使用起重機(jī)通過(guò)頂口預(yù)埋吊環(huán)將雨水方涵吊起，放置在制作好的楔形墊塊上，使雨水方涵著地時(shí)仍為傾斜狀態(tài)，再使用起重機(jī)通過(guò)側(cè)墻吊環(huán)進(jìn)行起吊，此時(shí)雨水方涵因重心偏移，向傾斜方向翻轉(zhuǎn)90°，最終完成翻轉(zhuǎn)吊裝施工。

2.2 工藝設(shè)計(jì)

2.2.1 翻轉(zhuǎn)孔設(shè)計(jì)

受沉箱吊裝預(yù)留吊孔工藝啟發(fā)，雨水方涵豎向預(yù)制后與沉箱類似，最終確定雨水方涵側(cè)墻預(yù)埋翻轉(zhuǎn)孔工藝。經(jīng)過(guò)受力計(jì)算，設(shè)計(jì)在雨水方涵側(cè)墻上對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋兩個(gè)直徑21.3cm的翻轉(zhuǎn)孔，翻轉(zhuǎn)孔位于側(cè)墻中心位置，預(yù)埋鋼管，并在孔周增加受拉鋼筋。預(yù)制完成后采用起重機(jī)配合翻轉(zhuǎn)架將雨水方涵進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

預(yù)埋翻轉(zhuǎn)孔位于側(cè)墻中心位置，預(yù)埋孔深25cm，預(yù)埋鋼管由10cm長(zhǎng)φ245鋼管與15cmφ273鋼管焊接形成，兩段鋼管焊接完成后形成一圈卡槽，形成翻轉(zhuǎn)軌道。焊接加工時(shí)需將焊接處焊渣處理干凈，并采用角磨機(jī)打磨光滑，確保吊架插銷可在翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)順暢轉(zhuǎn)動(dòng)。

預(yù)埋翻轉(zhuǎn)管件需將外片鋼筋切斷，預(yù)埋管安裝完成后再將鋼筋與預(yù)埋鋼管進(jìn)行焊接，并在預(yù)埋管四周增設(shè)雙排16根2m長(zhǎng)φ25的加強(qiáng)筋，根據(jù)計(jì)算，增加配筋后受力強(qiáng)度可滿足施工要求。

2.2.2 翻轉(zhuǎn)架設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)直立預(yù)制方涵后的翻轉(zhuǎn)安裝施工，根據(jù)施工要求及雨水方涵尺寸、重量參數(shù)，設(shè)計(jì)出一套新型翻轉(zhuǎn)吊架配合雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工。翻轉(zhuǎn)架通過(guò)起重機(jī)提升、下放連動(dòng)桿，可實(shí)現(xiàn)吊臂自動(dòng)開合，施工時(shí)在人工輔助下可將吊臂插銷準(zhǔn)確的插入翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)。

翻轉(zhuǎn)架插銷為類似椎體的特制鋼棒，與吊臂連接部分直徑150mm，插入翻轉(zhuǎn)孔區(qū)域直徑為70mm，上端焊接40mm寬、10mm高的鎖塊，插銷插入翻轉(zhuǎn)孔后，鎖塊與預(yù)埋管件卡槽恰好銜接，可防止吊裝時(shí)雨水方涵因受力不均發(fā)生傾斜，導(dǎo)致吊臂脫離翻轉(zhuǎn)孔。翻轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)雨水方涵以翻轉(zhuǎn)架插銷為軸線，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°完成翻轉(zhuǎn)施工。

3.工藝實(shí)施

3.1 雨水方涵吊裝翻轉(zhuǎn)施工

（1）施工準(zhǔn)備。①雨水方涵吊裝施工區(qū)域基礎(chǔ)為回填碎石，為保證施工安裝，施工前采用壓路機(jī)對(duì)路面進(jìn)行碾壓整平，保證基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)，并在上層鋪設(shè)黃土進(jìn)行覆蓋。②施工前對(duì)吊索具及翻轉(zhuǎn)架的安全性能進(jìn)行檢查，并對(duì)易磨損處涂油進(jìn)行潤(rùn)滑。③施工前對(duì)雨水方涵進(jìn)行混凝土強(qiáng)度回彈試驗(yàn)，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)即可進(jìn)行翻轉(zhuǎn)吊裝。

（2）吊裝翻轉(zhuǎn)施工。雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工由兩臺(tái)起重機(jī)配合翻轉(zhuǎn)架共同作業(yè)完成。①起重機(jī)于雨水方涵一側(cè)駐位，通過(guò)吊索將吊架與300噸汽車吊的吊鉤連接，同時(shí)將吊架連動(dòng)桿連接在25噸起重機(jī)上，穩(wěn)定后開始吊裝施工。300噸起重機(jī)緩慢將翻轉(zhuǎn)架移動(dòng)至雨水方涵上方，25噸起重機(jī)緩慢提升連動(dòng)桿，使吊臂緩緩打開。300噸起重機(jī)調(diào)整翻轉(zhuǎn)架高度，使吊臂插銷與與翻轉(zhuǎn)孔中心處于同一高度，緩慢下放連動(dòng)桿，吊臂緩慢閉合，插銷準(zhǔn)確插入翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)，并拆除25噸起重機(jī)與連動(dòng)桿間吊索具，檢查插銷與翻轉(zhuǎn)孔緊密卡合后方可進(jìn)行吊裝。②吊裝作業(yè)時(shí)，300噸起重機(jī)緩緩提升雨水方涵，距地面約10cm高度時(shí)停止，靜置20s，觀察翻轉(zhuǎn)架及吊索具及雨水方涵有無(wú)破損或裂縫，確定安全后繼續(xù)提升方涵，穩(wěn)定后轉(zhuǎn)向堆放區(qū)域移動(dòng)。③雨水方涵移動(dòng)至堆放區(qū)域上方后，采用鋼絲繩將雨水方涵預(yù)埋吊環(huán)與25噸起重機(jī)吊鉤相連接，雨水方涵緩慢提升至距地面2m高度，25噸起重機(jī)提升方涵，使雨水方涵受力，重心發(fā)生傾移，以翻轉(zhuǎn)架插銷為軸逆時(shí)針?lè)D(zhuǎn)90度，完成翻轉(zhuǎn)施工。穩(wěn)定后緩慢下放雨水方涵，安放至堆放區(qū)域。④將連動(dòng)桿與25噸起重機(jī)輔鉤連接，輔鉤緩慢提升，將吊臂充分打開，插銷與翻轉(zhuǎn)孔脫離后，緩慢移動(dòng)吊架，繼續(xù)進(jìn)行下一塊吊裝施工。

4.控制重點(diǎn)及措施

4.1 預(yù)埋翻轉(zhuǎn)管件

原平臥預(yù)制工藝設(shè)計(jì)預(yù)埋吊環(huán)位于雨水方涵頂墻，優(yōu)化施工工藝后，采用豎向預(yù)制方式，吊環(huán)位于側(cè)墻位置，需將模板吊環(huán)位置開口。澆筑混凝土?xí)r若不進(jìn)行封堵則會(huì)導(dǎo)致模板開口處漏漿。

模板支立完成后，使用聚丙烯泡沫板制作一套擋板，擋板上按照吊環(huán)尺寸預(yù)留圓孔，使吊環(huán)與擋板緊密貼合，并使用玻璃膠填補(bǔ)接口處縫隙。然后使用木楔將擋板緊密貼合在模板上。此措施可有效防止模板開口處出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，保證了預(yù)制施工質(zhì)量。

4.2 翻轉(zhuǎn)吊裝工藝控制措施

吊裝施工需將吊架插銷插入翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)進(jìn)行施工，吊架為固定尺寸，制作完成后無(wú)法進(jìn)行調(diào)整，故預(yù)埋翻轉(zhuǎn)管件水平高度及中心位置必須精確，兩側(cè)翻轉(zhuǎn)孔位置若存在偏差將導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行吊裝施工。

直立預(yù)制雨水方涵高度為3.6m，翻轉(zhuǎn)孔位于方涵中心處，即翻轉(zhuǎn)孔中心點(diǎn)標(biāo)高為1.8m。先將制作完成的預(yù)埋管點(diǎn)焊至槽鋼上，槽鋼底端至預(yù)埋鋼管中心長(zhǎng)度為1.8m，安裝時(shí)將槽鋼底端垂直立于底胎畫好的外片模板線上，使預(yù)埋管件與模板緊密貼合，水平位置同樣由兩側(cè)外片模板線計(jì)算確定。固定后拆除槽鋼，支立模板。

4.3 翻轉(zhuǎn)吊裝工藝控制措施

翻轉(zhuǎn)吊裝施工，首先要對(duì)設(shè)備選型進(jìn)行慎重考慮，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件，考慮雨水方涵單體重量及吊裝安放距離，合理選擇起重機(jī)型號(hào)。施工過(guò)程中要確保吊架與雨水方涵翻轉(zhuǎn)孔準(zhǔn)確對(duì)接后再起吊，翻轉(zhuǎn)過(guò)程中要確保吊臂處于閉合狀態(tài)，翻轉(zhuǎn)過(guò)程須緩慢進(jìn)行，避免雨水方涵重心瞬間偏移造成危害。

4.4 成品保護(hù)措施

雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工過(guò)程中，受風(fēng)力影響吊架會(huì)有輕微晃動(dòng)，導(dǎo)致雨水方涵頂部與吊架相互碰撞，對(duì)雨水方涵造成磕碰。故在施工前需對(duì)吊架進(jìn)行處理，使用海綿塊將吊臂內(nèi)側(cè)包裹，施工過(guò)程中發(fā)生碰撞時(shí)進(jìn)行緩沖，使吊架不直接與方涵發(fā)生碰撞，保護(hù)成品質(zhì)量。

5.工藝優(yōu)化對(duì)比分析

原設(shè)計(jì)平臥式預(yù)制方式預(yù)制雨水方涵，施工時(shí)需要先對(duì)雨水方涵底墻進(jìn)行預(yù)制，然后再支立側(cè)墻及頂墻模板進(jìn)行預(yù)制施工，預(yù)制完成后內(nèi)芯及外片模板均需逐片拆除，且內(nèi)芯模板支撐工藝復(fù)雜，施工工藝繁瑣、預(yù)制施工不連續(xù)、施工工期較長(zhǎng)，混凝土表觀質(zhì)量較差。

采用豎向預(yù)制方式，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)芯模板整體吊裝支拆，鋼筋綁扎、混凝土澆筑施工一次完成；四面墻均為直立側(cè)墻，預(yù)制混凝土表觀質(zhì)量較好；節(jié)省施工工期，提高了施工效率，減少了施工成本。并發(fā)明創(chuàng)新出全自動(dòng)翻轉(zhuǎn)架，解決了后期翻轉(zhuǎn)吊裝施工難題。通過(guò)實(shí)際翻轉(zhuǎn)吊裝施工證明，翻轉(zhuǎn)架工藝可以實(shí)現(xiàn)雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工，施工工藝操作簡(jiǎn)單，施工效率較高，且對(duì)雨水方涵質(zhì)量無(wú)影響。

6.結(jié)語(yǔ)

雨水方涵施工采用豎向預(yù)制工藝、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)工藝進(jìn)行施工，取得了較好的效果。既保證了施工質(zhì)量及安全，簡(jiǎn)化了施工工藝、縮短了施工工期，同時(shí)降低了施工成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。為今后進(jìn)行類似工程施工提供借鑒。