高速公路預制裝配式箱涵施工技術

摘 要：針對傳統現澆箱涵施工工藝存在作業時間長、受氣候影響大、質量不易控制和安全可靠性低等問題，以某高速公路項目為依托，詳細介紹預制裝配式箱涵的結構特點和施工工藝，并總結預制裝配式箱涵的技術優勢。結果表明，與現澆箱涵施工工藝相比，預制裝配式箱涵施工工藝技術先進、質量可靠、工期短和安全性高，便于工業化生產、機械化施工、標準化管理，可有效解決現澆箱涵施工工藝存在的諸多問題。研究成果可為預制裝配式箱涵的推廣應用提供一定的參考。

關鍵詞：高速公路；裝配式箱涵；安裝；施工工藝；技術優勢

中圖分類號：U449 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）28-0171-04

Abstract： In light of the existing problems of long operation time， significant climate impact， difficult quality control and low safety in traditional cast-in-place box culvert construction， based on a certain highway project， the structural characteristics and construction technology of prefabricated box culverts are introduced in detail， and the technical advantages are also summarized. The results show that compared with the cast-in-place box culvert construction， the prefabricated box culvert construction is advanced with reliable quality， short construction period and high safety， which is convenient for industrial production， mechanized construction and standardized managementand can effectively solve the existing problems in the cast-in-place box culvert construction. The research results can provide certain reference for the promotion and application of prefabricated box culverts.

Keywords： highway; prefabricated box culvert; installation; construction technology; technical advantage

傳統的高速公路箱涵施工通常采用現澆方法，這種方法施工簡便、造價低廉[1]，但易受到氣候條件、工人施工水平、材料轉運等因素的影響和制約，導致施工作業時間長、受氣候影響大、質量不易控制和安全可靠性低[2]，且這種施工方法工業化程度不高、建造較粗放、效率低、資源和能源消耗大，不能滿足國家節能環保的建設要求[3]。

隨著我國工程建設的快速發展，機械化、標準化進程大大加快，裝配式技術在橋涵施工中應用越來越廣泛[4]。裝配式技術是我國近年來大力推行的建筑業10項新技術之一，是國家促進建筑業升級、加快建筑業技術進步的重要舉措[5]。裝配式箱涵也稱為拼裝式箱涵，是一種通過鋼筋混凝土預制并在施工現場拼裝而成的箱型構筑物，具有標準化、規模化、集約化等特點[6]。預制裝配式箱涵是公路建設領域的一大技術創新[7]，可有效解決現澆箱涵施工存在的諸多問題[8]。

1 工程概況

某高速公路一標段全長24.46 km，起止里程為K0+000～K24+459.5，設計速度120 km/h，路基寬度34.5 m，新建橋涵采用公路-I級。全線預制裝配式箱涵共29道，共1 113.68 m，其中4 m×3.5 m箱涵共17道，一個標準節段長度1.99 m，共預制274節；6 m×4 m箱涵共12道，一個標準節段長度1.49 m，共預制240節。涵身采用C40鋼筋混凝土，洞口形式為八字墻，采用C25混凝土。選取K13+260處1-6 m×4 m箱涵作為研究對象，該處箱涵長36.19 m，其中預制長度30 m，預制節段20節，節段長度1.49 m，壁厚40 cm，如圖1和圖2所示。

2 預制裝配式箱涵施工工藝

預制裝配式箱涵的施工工藝如圖3所示。下面將針對關鍵施工工藝進行重點分析。

2.1 基坑開挖及基底處理

基坑采用人工配合機械開挖，按1∶1放坡，開挖后基坑每側比基礎寬出60 cm，確保一定的施工作業空間。基坑開挖完成后對基底進行處理，處理后對地基承載力進行檢測，檢測值應不小于設計值，檢驗合格后進入下道工序。基坑開挖如圖4所示。

2.2 基礎墊層施工

基礎墊層設計厚度20 cm，采用C25混凝土。沉降縫按照箱涵節段劃分設置，寬度為2 cm。混凝土集中拌制后運至現場進行墊層澆筑，澆筑時嚴格控制基礎頂面標高。澆筑前在墊層兩側及中線位置每隔5 m打入鋼釬，并在鋼釬上標注高程，以底部為基準面掛線施工，嚴格按照基準線位置控制高程。基礎墊層平整度控制在±5 mm以內，確保箱涵安裝時拼縫平整。

2.3 箱涵節段預制

箱涵節段在預制場內采用立式預制法集中預制，在胎架上綁扎鋼筋，通過龍門吊和配套吊具整體吊裝入模。箱涵節段內模采用復合式不銹鋼液壓模板，外模采用普通鋼模板，節段配備模板4套，每種類型各2套，底模16套，每種類型各8套。預制裝配式箱涵節段質量驗收標準見表1。

2.4 箱涵節段運輸

當箱涵節段混凝土強度達到設計強度的100%且質量驗收合格后，按照箱涵節段編號及安裝順序進行吊裝運輸。起吊時緩慢加力，待箱涵節段離地穩定后再以正常速度吊裝至運輸車上，并在運輸車上加枕木進行支墊。箱涵節段裝車后用鋼絲繩牽拉固定，同時做好護角保護，防止運輸過程中節段損壞，運輸到場后對箱涵節段尺寸進行復核，如圖5所示。

2.5 箱涵節段安裝

箱涵節段安裝時采用汽車吊和專用吊具進行吊裝，按順序從一端開始依次吊裝，先吊裝端部平口+承口節段，再吊裝中間插口+承口節段，最后吊裝端部插口+平口節段。安裝前沿放出的2條邊線方向測量基礎墊層頂面標高，每節節段側墻底部兩端安放10 cm×10 cm薄鋼板作為支點，在首節節段四角處安排施工人員輔助節段就位。箱涵節段安裝如圖6所示。

第二節箱涵節段安裝時，端部插口與承口需精準對接，首先將遇水膨脹止水膠條粘貼在承口位置，同時在張拉預留孔端口處粘貼與預留孔直徑相同的環狀密封橡膠圈，然后將箱涵節段虛落在支點上，四角處安排施工人員持撬棍由專人指揮，并配合吊車緩慢將承插口對接，同時校準軸線點位，用水平尺校正側墻垂直度，用靠尺檢測接縫處平整度。

2.6 箱涵拼縫處理及連接

箱涵節段拼接口形式為企口承插式，承口內端面粘貼20 mm×15 mm遇水膨脹止水膠條，防水抗滲性能通過預應力擠壓遇水膨脹止水膠條來實現，拼縫外側鋪設防水卷材封閉，內側用雙組份聚硫密封膠嵌縫。箱涵節段之間采用直徑25 mm的無黏接預應力精軋螺紋鋼張拉連接，張拉完成后進行下一節段的連接。箱涵節段連接如圖7所示。

所有箱涵節段張拉連接完成后進行壓漿處理，壓漿完成后，采用C40混凝土封堵預留孔，節段拼裝成型后在沉降縫內填塞瀝青麻絮進行處理。

2.7 成涵驗收

預制裝配式箱涵成涵后，對箱涵進行質量檢驗驗收，驗收標準見表2。

預制裝配式箱涵成涵后的效果圖如圖8所示。

3 預制裝配式箱涵技術優勢

施工工藝優：發揮工廠化、標準化優勢，實現設計、生產、施工的一體化，通過標準化、裝配化形成集成技術，提高預制裝配式箱涵施工的精細化程度。

施工速度快：箱涵節段在場區內預制，集中化配送，裝配化安裝，不受征地拆遷、原路遷改等影響，機械化程度高，施工周期短，工期較現澆箱涵施工可縮短約60%。

成品質量高：工廠化、標準化生產可大幅提升預制裝配式箱涵節段的加工精度、保護層合格率、結構尺寸及平整度等指標，大大提高箱涵成品質量。

安全性高：采用工廠化生產，施工環境整潔，安全設施齊全，無須支架搭設，高處作業少，安全隱患較現澆箱涵施工可降低約80%，事故發生率大幅下降。

節約資源：標準化可減少施工過程中的廢棄材料，提高周轉材料的使用率，采用廢水回收系統，實現廢水循環利用，節約資源，環保性能顯著。

綜合效益高：采用可循環利用的標準鋼模板，施工機械化程度高，降低人工成本，減少材料浪費，縮短施工周期，綜合效益較現澆箱涵施工可提升約20%。

4 結束語

預制裝配式箱涵是公路建設領域的一大技術創新，以某高速公路項目為實例，總結了預制裝配式箱涵的施工工藝和技術特點。預制裝配式箱涵采用工廠化預制、現場拼裝的施工工藝，與現澆箱涵施工工藝相比，具有施工周期短、安全效率高、綠色環保等優勢，符合公路工程建設對節能、環保、高效、耐久及安全的要求，在公路工程建設領域應用前景廣闊，具有顯著的經濟價值和社會效益。

參考文獻：

[1] 張丹，張乃源，李永明，等.公路預制裝配式混凝土箱涵施工技術[J].混凝土與水泥制品，2020（4）：37-40，85.

[2] 宋林，吳大健，段寶山.昌九高速改擴建項目裝配式箱涵設計研究[J].公路，2020，65（4）：145-151.

[3] 陳志明，劉朵，張建東，等.預制裝配式混凝土箱涵設計與施工[J].現代交通技術，2019，36（1）：49-51，60.

[4] 邵成龍，徐樂，劉路.裝配式箱涵施工安裝技術與質量控制研究[J].公路，2020，65（6）：13-16.

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[8] 王曉斌.裝配式箱涵施工技術研究[J].黑龍江交通科技，2022，45（7）：113-115.