西非地區(qū)防洪排水工程混凝土箱涵施工技術(shù)分析

李紅賀

（中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司，北京100000）

1 工程概況

本項(xiàng)目工程名稱為尼日利亞阿夸伊博姆州防洪減災(zāi)項(xiàng)目，位于阿夸依博姆州州府烏約市，阿夸伊博姆州位于尼國(guó)東南部，緊鄰西非幾內(nèi)亞灣，水系分布十分發(fā)達(dá)，屬于非洲典型的熱帶雨林氣候，每年雨季降雨量極大，受洪災(zāi)影響嚴(yán)重，本項(xiàng)目實(shí)施的意義重大。

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)位于阿夸依博姆州烏約市， 城市具有丘陵或起伏的自然和半赤道型氣候。 該地區(qū)的主要植被帶為淡水沼澤林和雨林。 項(xiàng)目區(qū)域位于IBB 大道及近郊，區(qū)域包括：IBB 大道、 聯(lián)邦住宅小區(qū)、 州政府綜合大樓、 村鎮(zhèn)、Abak 路、Atiku Abubakar 大道、Aka 路和Aka Etinan 路的一部分。

烏約市距首都阿布賈直線距離約452 km， 距拉各斯直線距離約524 km，哈科特港距烏約直線距離約100 km。 本項(xiàng)目箱涵工程內(nèi)容如下：CH.0+013～0+375 雙室3.4 m 寬×2.5 m深，共362 m。在主排水渠和道路相交處還設(shè)置了12 道過(guò)路箱涵： 在0+800 有一個(gè)雙室3.75 m 寬×2.5 m 深×45 m 長(zhǎng)過(guò)路箱涵， 在1+286 雙室3 m 寬×2.5 m 深×22 m 長(zhǎng)、2+008 雙室3 m寬×3 m 深×25 m 長(zhǎng)、2+178 雙 室3 m 寬×3 m 深×25 m 長(zhǎng)，在2+675 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×28 m 長(zhǎng)、3+370 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×55 m 長(zhǎng)、3+768 三室3.8 m 寬×3.5 m 深×100 m 長(zhǎng)、4+170 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長(zhǎng)、4+533 雙室3.2m 寬×3.5 m 深×30 m 長(zhǎng)、4+937 雙 室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長(zhǎng)、5+200 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長(zhǎng)、6+025 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長(zhǎng)。 主排水渠道共設(shè)置箱涵13 處， 全長(zhǎng)累計(jì)812 m。 CH.0+013～0+375 段箱涵每隔100 m，設(shè)置檢修人孔，擬在CH.0+146、CH.0+246、CH.0+346 設(shè)置檢修人孔共6 個(gè)，CH.0+013～0+375 箱涵檢修人孔斷面圖如圖1 所示。

圖1 CH.0+013～0+375 箱涵檢修人孔斷面圖

2 混凝土箱涵施工資源配置分析

本項(xiàng)目箱涵共有1 472 m，還有部分箱涵工作量，累計(jì)工程量有：模板沾灰面42 042 m2，鋼筋1 329 t，混凝土1 275 m3。工期安排從2020 年10 月到2021 年12 月， 按照有效作業(yè)時(shí)間253 d（有鋼板樁支護(hù)雨季連續(xù)作業(yè)，扣除降雨天數(shù)后，按照90%有效作業(yè)天數(shù)統(tǒng)計(jì)），日均完成箱涵6 m。需完成工程量有模板支拆168 m2/d，鋼筋5.3 t/d，混凝土50 m3/d。

3 混凝土箱涵施工技術(shù)分析

為了提升施工效率，在本項(xiàng)目中，采用了混凝土箱涵現(xiàn)澆施工技術(shù)+ 預(yù)制箱涵施工技術(shù)相結(jié)合的施工方案， 以下是對(duì)現(xiàn)澆施工和預(yù)制施工兩種施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析[1]。

3.1 混凝土箱涵現(xiàn)澆施工技術(shù)

3.1.1 施工工藝流程

混凝土箱涵的現(xiàn)澆施工技術(shù)的流程為： 施工放樣→基坑土方開挖→澆筑墊層混凝土→綁扎底板鋼筋→澆筑底板混凝土→綁扎側(cè)墻、 翼墻鋼筋→安裝模板→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土側(cè)墻、頂板、翼墻→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆除模板。

3.1.2 施工放樣

在開展施工放樣工作時(shí)，需要根據(jù)涵洞中心樁號(hào)、樁坐標(biāo)等，完成涵洞中心坐標(biāo)的計(jì)算。 然后再結(jié)合涵洞軸線方位角以及基礎(chǔ)平面尺寸，完成基礎(chǔ)施工坐標(biāo)點(diǎn)。 最后，還需要利用測(cè)量?jī)x器放出涵洞的中心點(diǎn)位。 在通過(guò)檢查驗(yàn)收工作后，需要將施工測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在騎馬樁處，引到基坑外，為后續(xù)的基坑開挖以及校核工作創(chuàng)造有利的條件。

3.1.3 基坑開挖

基坑開挖在該項(xiàng)目中按照人工開挖和機(jī)械設(shè)備開挖相組合的形式開展。先通過(guò)機(jī)械設(shè)備開挖，在開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高20 cm位置后，再通過(guò)人工開挖方式開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，避免出現(xiàn)超挖問(wèn)題。同時(shí)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，采用1∶1 形式進(jìn)行邊坡放坡。同時(shí)，基坑底部的寬度為碎石墊層的寬度。 在實(shí)際進(jìn)行基坑開挖的過(guò)程中，必須在設(shè)計(jì)圖的指導(dǎo)下，嚴(yán)格按照相應(yīng)的寬度、長(zhǎng)度等進(jìn)行開挖。 開挖開始之前，還務(wù)必提前做好準(zhǔn)備，確保開挖施工有連續(xù)性。 在開挖完成以后，還要求開挖的尺寸必須滿足基礎(chǔ)施工的實(shí)際要求。 與基礎(chǔ)相比，基坑每側(cè)的寬度需要多出60 cm，為后續(xù)施工提供充足的施工空間。當(dāng)開挖后基坑上面存在活動(dòng)荷載時(shí)， 還應(yīng)該注意在活動(dòng)荷載與基坑邊緣之間預(yù)留1.5 m 寬的護(hù)道。 為必要性考慮，還應(yīng)該采取一定的加固手段，防止開挖后的基坑出現(xiàn)質(zhì)量方面的問(wèn)題。 基坑開挖會(huì)產(chǎn)出很多棄土，需要統(tǒng)一運(yùn)輸至施工場(chǎng)地外堆放。 同時(shí)做好必要的覆蓋措施，避免出現(xiàn)大量的揚(yáng)塵。

3.1.4 墊層混凝土澆筑

在施工完成了開挖以后， 還需要進(jìn)行澆筑墊層混凝土施工。首先，需要進(jìn)行墊層側(cè)模板的安裝。模板計(jì)劃采用膠合板。根據(jù)前期調(diào)查，當(dāng)?shù)啬z合板質(zhì)量較好，可以周轉(zhuǎn)7～8 次。 本防洪減災(zāi)項(xiàng)目面板擬采用的是膠合板，5 cm×10 cm 的方木，間距是30 cm，方木后面采用60 cm 一道的水平雙鋼管加固。 轉(zhuǎn)角處用兩塊方木夾住橫豎方木， 方木連接處用1.5 cm 竹膠板加固釘牢。 本項(xiàng)目墊層厚度為10 cm，采用C150 混凝土進(jìn)行澆筑。 在混凝土進(jìn)入初凝狀態(tài)后，在墊層表面，通過(guò)刷毛提升墊層混凝土澆筑質(zhì)量。 養(yǎng)護(hù)時(shí)，為保障混凝土表面濕潤(rùn)，避免表層脫皮干裂，需要覆蓋保水材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)[2]。

3.1.5 底板鋼筋綁扎施工

等待70%以上的墊層混凝土的強(qiáng)度達(dá)到時(shí)， 需要開展底板及洞口鋼筋綁扎施工。 在鋼筋綁扎施工過(guò)程中，還需要結(jié)合實(shí)際情況配置一些水泥砂漿墊塊，這種墊塊作為鋼筋保護(hù)層，可以有效提升鋼筋保護(hù)效果。 本防洪減災(zāi)項(xiàng)目的鋼筋保護(hù)層厚度約55 mm。

3.1.6 第一層混凝土澆筑

在本工程項(xiàng)目中，箱涵分兩層澆筑。 第一層澆筑底板及側(cè)墻下部30 cm，第二層澆筑側(cè)墻剩余部分及頂板。 完成混凝土澆筑后，需要等待混凝土進(jìn)入初凝狀態(tài)，然后及時(shí)清除側(cè)墻表面浮漿，并進(jìn)行鑿毛處理。 澆筑完成后，同樣需要安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間在7 d 以上，為了保障混凝土表面美觀性，注意覆蓋保水材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.1.7 側(cè)墻鋼筋及頂板鋼筋綁扎與模板安裝

在底板與部分側(cè)墻強(qiáng)度達(dá)到70%以上以后， 開始進(jìn)行側(cè)墻鋼筋及頂板鋼筋綁扎施工，然后配合完成模板的安裝。 對(duì)頂板模板而言，應(yīng)采用直徑150 mm 木樁進(jìn)行支撐。 木樁支撐間距設(shè)置為60 cm。 在木樁之間，還需要采用60 mm×60 mm 木條，通過(guò)進(jìn)行橫向連接，進(jìn)一步提升模板的穩(wěn)定性。 同時(shí)還應(yīng)注意，在連接過(guò)程中，需要采用鋼筋制作扒釘作為連接工具，可以提升連接的效果。 在進(jìn)行模板支設(shè)的過(guò)程中，還應(yīng)提高對(duì)接縫位置的關(guān)注，要求模板接縫應(yīng)對(duì)結(jié)緊密。 針對(duì)接縫較大位置處，為了防止后續(xù)發(fā)生漏漿問(wèn)題，應(yīng)采取粘貼密封條等措施進(jìn)行封堵。 同時(shí)箱涵頂板模板采用腳手架進(jìn)行搭設(shè)，腳手架立桿間距120 cm×120 cm，橫桿步距120 cm。

3.1.8 第二層混凝土澆筑

當(dāng)泵送混凝土高差在2 m 以上時(shí)， 為了防止混凝土出現(xiàn)離析，或者對(duì)模板造成嚴(yán)重的沖擊，或?yàn)榉乐鼓０灏l(fā)生位移，需要在泵送混凝土的過(guò)程中設(shè)置必要的導(dǎo)流裝置。 在混凝土進(jìn)入初凝后，注意控制過(guò)往車輛的速度，減少模板振動(dòng)，提升混凝土澆筑質(zhì)量水平。

3.1.9 拆模養(yǎng)護(hù)與結(jié)構(gòu)物回填

在達(dá)到拆模時(shí)， 當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%后即可拆除側(cè)模，而對(duì)頂部模具，則必須要在強(qiáng)度達(dá)到80%以后才能拆除。 針對(duì)箱涵頂部位置，注意采用麻袋片或其他保水物品覆蓋養(yǎng)護(hù)，其他部位拆模后，注意進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，保濕養(yǎng)護(hù)不低于7 d。

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)物回填時(shí)，回填材料采用開挖出來(lái)的材料或監(jiān)理批準(zhǔn)的取土坑材料。 同時(shí)還應(yīng)注意，回填材料應(yīng)與涵洞附近路堤填方材料保持一致。應(yīng)進(jìn)行分層回填，每回填一層，需要確保壓實(shí)十分充分。每層壓實(shí)厚度不超過(guò)150 mm，壓實(shí)度不小于93%，路基頂面標(biāo)高下300 mm 范圍內(nèi)壓實(shí)度不小于95%。 每側(cè)回填寬度不小于（3+1.5h）m，其中h 為涵身高度。

3.2 箱涵預(yù)制施工技術(shù)

3.2.1 箱涵預(yù)制施工工藝流程

箱涵預(yù)制施工工藝流程如下： 施工放樣→基坑土方開挖→澆筑墊層混凝土→安裝箱涵預(yù)制件→澆筑接縫肋條混凝土→臺(tái)背回填→綁扎八字翼墻鋼筋→支護(hù)八字翼墻模板→澆筑混凝土→拆除模板→混凝土養(yǎng)護(hù)。

3.2.2 預(yù)制箱涵模板

在本項(xiàng)目中，箱涵預(yù)制目標(biāo)采用了定型鋼模，面板采用10 mm 鋼板及鋼管加工焊接， 要求模板按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行制作，模板的精度及強(qiáng)度符合要求。

3.2.3 箱涵預(yù)制場(chǎng)地道路硬化及排水

在本項(xiàng)目中， 箱涵預(yù)制場(chǎng)內(nèi)及進(jìn)出場(chǎng)地主要通道采用20 cm 厚混凝土完成了硬化場(chǎng)地建設(shè)，在場(chǎng)地四周，設(shè)置了臨時(shí)排水溝。

3.2.4 箱涵預(yù)制

箱涵預(yù)制在預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行。 在完成模板安裝后，需要先刷脫模劑，再固定內(nèi)外模板，從而有效保障管涵壁厚均勻。在內(nèi)模拼接結(jié)束后，綁扎箱涵鋼筋籠。隨后安裝外模并固定。由于項(xiàng)目所在地日照強(qiáng)烈，為保證混凝土強(qiáng)度，箱涵預(yù)制件從澆筑、養(yǎng)護(hù)（至少7 d）、存放應(yīng)在陰涼處，從預(yù)制到使用間隔至少21 d[3]。

3.2.5 箱涵運(yùn)輸及安裝

預(yù)制后的每節(jié)箱涵需要用拖板車小心運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)， 預(yù)制件的底部放置橡膠墊塊，防止因顛簸造成損壞箱涵構(gòu)件，安裝時(shí)對(duì)接好承插口，一般采用吊車或隨車吊安裝，承插口處要確保完全接觸， 并采用遇水膨脹橡膠或密封膠圈等方式進(jìn)行防水。 兩塊箱涵安裝完畢后，接口處頂部澆筑一道加強(qiáng)肋條起到固定作用，同時(shí)預(yù)防上部對(duì)接縫處薄弱位置的位移或錯(cuò)動(dòng)。

3.2.6 結(jié)構(gòu)物回填

結(jié)構(gòu)物回填材料使用開挖出來(lái)的材料或監(jiān)理批準(zhǔn)的取土坑材料進(jìn)行回填， 回填材料應(yīng)與涵洞附近路堤填方材料保持一致。 在回填材料時(shí)還應(yīng)采用小型壓路機(jī)設(shè)備進(jìn)行碾壓密實(shí)，以便達(dá)到壓實(shí)度的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

從實(shí)際施工完成情況來(lái)看， 通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目關(guān)鍵工程混凝土箱涵施工的精心籌備和實(shí)施過(guò)程中的精細(xì)管理， 成功實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目在合同工期內(nèi)順利完工的既定目標(biāo)， 得到了業(yè)主與當(dāng)?shù)孛癖姷囊恢潞迷u(píng)， 項(xiàng)目的實(shí)施也極大地改善了烏約市區(qū)的排水系統(tǒng)，降低了烏約城區(qū)雨季內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)，有力地保障了周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。 因此，在防洪排水工程中，混凝土箱涵施工是尤為重要的施工內(nèi)容， 通過(guò)加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)目施工內(nèi)容的分析， 明確相關(guān)的施工技術(shù)流程， 落實(shí)相關(guān)的施工內(nèi)容細(xì)節(jié)，從而有效提升混凝土箱涵施工質(zhì)量水平，帶動(dòng)海外同類項(xiàng)目建設(shè)更好地發(fā)展。