可移動拼裝式輕型模架現澆箱涵施工技術研究

胡明亮，蔣華斌，汪 琪

（四川路航建設工程有限責任公司，四川 成都 610000）

0 引言

箱涵是一種閉合的鋼筋混凝土薄壁結構，具有結構型式簡單、施工簡便、整體性好、剛度大、耐用性好、養護費用少等優點，常用于鐵路、公路和市政道路工程，在水利工程、市政管廊工程中應用則更為廣泛。傳統的箱涵施工工法是搭設滿堂支架立模現澆混凝土，支架搭拆周期長，施工效率低，人工成本高，同時因模板易變形，或工人技術水平、操作質量等原因，容易出現混凝土表面平整度差、接縫錯臺等現象，外觀質量不易得到保證。

1 工程概況

東風渠眉山段位于仁壽縣黑龍灘水庫西北角以外約4km，線路為東北～西南走向，線路全長17.714km，鋼筋混凝土箱涵總長度2900m；樁板墻暗涵段長170m。下穿天府大道段采用樁板墻暗涵，段長170m，暗涵為雙孔結構型式，采用樁板墻＋底板＋蓋板的C30 鋼筋混凝土結構，單孔凈空尺寸6.0m×4.5m，樁板墻樁徑1.0m，樁凈間距2m，板厚0.3m，樁基深入巖基2m，左右岸樁頂設80cm 厚C30 鋼筋混凝土蓋板，暗涵底板采用0.4m 厚C30 鋼筋混凝土襯砌。穿過天府大道后的暗渠采用雙孔箱涵，為一聯雙孔C30 鋼筋混凝土結構，單孔凈空尺寸6.0m×4.5m，箱涵壁厚0.7～0.9m，中間隔墻厚0.8m。箱涵基礎以下采用1m 厚碾壓砂卵石換填。明渠段采用與箱涵相同的過水斷面，采用C30 鋼筋混凝土澆筑，邊墻和底板厚度均為0.5m，基礎底部采用1m 厚碾壓砂卵石換填。

2 工藝原理

以膠合板面板、工字木背楞和型鋼豎（橫）梁為主體拼裝外模（芯模）模板，以盤扣式鋼管及其頂托、可調底座、型鋼等為主要結構搭建支架，芯模模板和支架之間通過單邊連接爪鎖定后組成拼裝式輕型模架，輕型模架在首次拼裝形成后即可循環使用，期間無須拆卸重裝架體。通過千斤頂臺車輔助實現模架的抬升、移動和落架就位，從而構成可移動拼裝式輕型模架。混凝土墻身兩側的模板之間用對拉螺桿鎖定[1]。

完成底板和導向墻混凝土后使用上述裝置及方法構建的可移動拼裝式輕型模架進行箱涵側墻和頂板混凝土施工，可以加快施工速度，并提升施工質量及安全性，且更加綠色環保[2]。

3 施工工藝技術要點

3.1 施工工藝流程

可移動拼裝式輕型模架現澆箱涵施工工藝流程如圖1 所示。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備（1）拼裝式輕型模架結構設計與制作。

①芯模設計制作。拼裝式輕型模架的芯模由左、右邊模架和中模架構成。其中，中模架自上而下由膠合板面板、工字木背楞、單邊連接爪、型鋼橫梁、頂托、盤扣式鋼管支架及可調底座等組成。邊模架自外圍向內側由膠合板面板、工字木背楞、單邊連接爪、型鋼橫梁、型鋼豎梁等組成，并以豎梁替代模板側的支架立桿，支架另一側的立桿及橫桿、縱桿、斜桿采用盤扣式鋼管。型鋼豎梁下方設拐腳，邊模架下方設可調底座，盤扣式鋼管立桿頂設頂托[3]。

沿箱涵縱向每4.5m 分段，每孔每節段箱涵共需4個邊模架單元，因本工法的中模架需同時滿足兩個箱涵節段施作，按每孔兩個箱涵節段和每節段兩個單元配置中模架[4]。

為方便拆模，中邊模架之間設鋼棒過梁，上設墊木和工字木支墊模板，在拆除邊模架前卸落。

②外模板設計制作。膠合板面板以18mm 木模板為底板、15mm 塑料中空板為面板組成，外模板由膠合板面板、工字木、單邊連接爪、型鋼豎梁等組成，按箱涵縱向每4.5m 分段，每段制成一個模板單元。

③連接件選用。外模之間采用?25 鋼筋車絲后作為拉桿和錐形接頭頂撐豎梁，并在豎梁另一側用M24母連墊和壓梁鎖緊。

芯模與芯模之間、芯模與外模之間均采用?20mm止水拉桿連接并用M20 母連墊鎖緊。

3.2.2 模架進場檢查與拼裝

（1）輕型模架到場后，應先檢驗其材料材質、規格型號及數量是否符合設計施工要求，并進行試拼裝檢查。

（2）模架拼裝前先選擇一塊平整場地制成工作平臺，確保其尺寸、接縫及平整度、強度、剛度等滿足設計要求。

3.2.3 箱涵基坑開挖及地基處理

（1）逐段放樣開挖箱涵基坑，機械開挖時先開挖至距基底20～30cm 高度，再用人工配合機械撿底，開挖完成后檢測地基承載力是否符合設計要求，不符合時申請變更處理。

（2）按設計處理地基至符合要求后澆筑墊層混凝土，控制好墊層頂面標高及平整度。

3.2.4 施工底板、導向墻及墻身鋼筋安裝

如圖2 所示，箱涵導向墻混凝土澆筑至倒角上方300mm 高度位置。

（1）先安裝好底板、導向墻、墻身鋼筋和止水銅片。

（2）以定型鋼模作為側墻及倒角模板，安裝時做好支墊、鎖定，確保模板穩固。

（3）按照先底板后導向墻的順序一次性澆筑混凝土，期間找平混凝土表面，施工完成后及時覆蓋保濕養生和清理墻頂施工縫。

3.2.5 芯模及外模安裝

（1）首次施工時用汽車吊將芯模依次吊入箱涵內，用千斤頂臺車頂升、移動就位后落架，并在循環周轉施工期間用千斤頂臺車頂升芯模、移動至下一節段就位后落架。中墻兩側的邊模架用止水拉桿鎖定。

（2）在中模架、邊模架的相鄰頂托上依次安裝鋼棒過梁、墊塊、工字木，支墊中、邊模架之間脫空處的模板。

（3）用扣件式腳手架鋼管和扣件連接中模架及邊模架，使其處于相對鎖定狀態[5]。

（4）如圖3 所示，吊運外模板并將其與邊墻處的邊模架用止水拉桿鎖定，箱涵頂的外模板之間用鋼筋拉桿（兩端車絲）、錐形接頭和壓梁、母連墊等鎖定。

3.2.6 安裝頂板鋼筋

按設計尺寸制作安裝頂板鋼筋，鋼筋骨架下方用混凝土保護層墊塊呈梅花型支墊。

3.2.7 安裝堵頭板

在頂板和墻身端頭部位安裝封頭模板，并用封頭模夾緊止水銅片。安裝期間用腳手架鋼管配合鎖定封頭模。

3.2.8 澆筑側墻、頂板混凝土和混凝土養生

側墻及頂板混凝土采用分層澆筑、一次性成型，采用泵送入倉和插入式振搗，確保振搗密實，澆筑時避免碰撞模板、鋼筋造成變形[6]。

澆筑完成后及時對涵頂及兩側墻身覆蓋保濕養生，并將涵兩端用土工布遮蓋，減少箱涵腔內混凝土水化所產生熱能的流失。保濕養生期不少于7d。

3.2.9 拆卸外模

待箱涵混凝土強度達到2.5MPa 以上時可松開外模板，使其脫離混凝土；待下一節段邊模架安裝就位后，用汽車吊將外模板移至下一節段安裝[7]。

3.2.10 拆移邊模架

待混凝土達到規定拆模強度后可拆除邊模架，先卸落鋼棒過梁上方木墊塊，取出工字木和鋼棒，再松開邊模架上的止水拉桿。

（1）如圖4 所示，安裝千斤頂臺車并抬頂邊模架后，轉動可調底座使其脫離地面至80～100mm 高度，千斤頂下降50～80mm 高度使模架與箱涵頂板脫開。

（2）如圖4 所示，千斤頂臺車將邊模架向中模架方向平移100mm，使模架與箱涵墻身脫開。

（3）如圖5 所示，留中模架繼續支撐等待混凝土強度至規定值后卸落，用臺車將邊模架移運至第2 節段（下一節段）和另一組中模架組合安裝。

3.2.11 拆移中模架

待混凝土達到規定拆模強度后可拆除中模架。

（1）安裝千斤頂臺車并抬頂中模架后，轉動可調底座使其脫離地面至80～100mm 高度，下降千斤頂使模架與箱涵頂板脫開；

（2）用臺車將中模架移運至第3 節段和邊模架組合安裝。

3.2.12 后續節段施工

后續節段的底板及導向墻按前述3.2.3～3.2.4 條操作步驟循環施工，墻身及頂板按3.2.5～3.2.11 條操作步驟循環施工。

4 結語

（1）以盤扣式鋼管及頂托、可調底座、型鋼等搭建支架，使用膠合板面板和工字木背楞和型鋼豎（橫）梁等組成模板結構，具有自重輕、拼裝快、易維護，既能上下升降、又能左右收縮，用千斤頂臺車輔助可以實現快速輕便移動。

（2）以18mm 木模板和15mm 塑料中空板組合的膠合板面板，可重復使用40 次，循環利用率高，所澆筑的混凝土具有接縫少、氣泡少、光澤度好，平整美觀。

（3）采用了中模架＋邊模架的芯模結構，模架之間的預留間隔令側模脫卸方便，且在現澆混凝土達到一定強度后先拆移邊模架，留中模架繼續頂撐，大幅減少混凝土等強期間的箱涵結構跨度，可以大幅降低混凝土允許拆模強度，從而能實現箱涵模架的快速周轉，加快施工速度。

（4）縮短了模板支架安拆周期，模架搭拆工期節約率達70%、成本節約率72.7%，加快了施工進度，降低了成本，混凝土成型質量好，施工安全、綠色環保。