浅析涵洞施工的质量控制

　　摘要：本文是结合笔者多年工作经验，以钢筋混凝土管涵的施工为例，涵洞施工进行了分析。
　　关键词：涵洞；质量控制；施工
　　涵洞按照建筑材料可分为砖涵、石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵，按照构造形式可分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵，按照洞顶填土情况可分为明涵、暗涵等。本文将以钢筋混凝土管涵为例对涵洞的施工进行分析。
　　一、钢筋混凝土管的预制
　　钢筋混凝土管应在工厂预制。新线施工时，可在适当地点设置混凝土圆管预制厂。预制钢筋混凝土圆管宜采用震动制管器法、离心法、悬辊法等。
　　（一）震动制管器法
　　震动制管器是由可拆装的钢外模与附有震动器的钢内模组成。外模由两片厚约为5mm左右的钢板半圆筒(直径0.2m时为三片)拼制，半圆筒用带楔的销栓连接。内模为一整圆筒，下口直径较上口直径稍小，以便取出内模。
　　用震动制管器制管，可在铺放水泥纸袋的地坪上施工。模板与混凝土接触的表面上应涂润滑剂(如废机油等)。钢筋笼放在内外模间固定后，先震动10s左右使模型密贴地坪，以防漏浆。每节涵管分5层灌注，每层灌好铲平后开动震动器，震至混凝土冒浆为止，再灌次1层，最后1层震动冒浆后，抹平顶面，冒浆后2—3min即关闭震动器。固定销在灌注中逐渐抽出，先抽下边，后抽上边。停震抹平后，用链滑车吊起内模。起吊时应垂直，刚吊起时应辅以震动(震动2—3次，每次ls左右)，使内膜与混凝土脱离。内膜吊起20cm，即不得再震动。外模在灌注5min一10min后拆开，如不及时拆开须至初凝后才能再拆。拆开后混凝土表面缺陷应及时修整。
　　用制管器制管的混凝土和易性要好，坍落度要小，一般＜1cm。工作度20s-30s，含砂率45％-48％，5mm以上大粒径尽量减少，平均粒径0.37mm-0.4mm，每方混凝土用水约150kg-160kg，水泥以硅酸盐水泥或普通水泥为好，火山灰水泥次之。震动制管器适用于制造直径200cm，管长100cm以下的钢筋混凝土管节。此法制管时需分层灌注，多次震动，操作麻烦，制管时间长，但因设备简单，建厂投产快，适宜在小批量生产的预制厂中使用。
　　(二)离心法
　　离心制管法是通过高速旋转的钢模，把离心力传递给灌注于钢模内部的混凝土拌合物，使其均匀地分布在管模的内壁上，多余的水分被离心力甩出，混凝土逐渐干硬密实。当钢模型旋转产生的单位离心力达到5N/cm2—15N/cm2时，即可制成密实的混凝土管。
　　离心法制管的主要设备有离心制管机、喂料机、不同孔径的钢模型和各种吊装设备。离心制管机由电动机、传动轴、主动袖、被动轴、机轮、机架等组成。电机应采用电磁调速异步电机，以保证钢模转速由慢逐渐加快以达到设计转速。
　　喂料机是将混凝土拌合物均匀地输送至钢模内的设备。喂料机由机架、行走机构、料斗、皮带运输机、升降机构、进退机构等组成。离心法制管所用钢模是由模皮、环向带、纵向边板、档圈(大头)、紧固丝杆等组成。
　　钢模由两片半圆形模皮用螺栓连接。模皮两端套上档圈，用紧固丝杆固定即组装成形。管成形后，拆去紧固丝杆和挡圈，可将混凝土管从模内顶出。
　　当钢模安装完后，可按如下程序进行操作：
　　1.将钢模吊放到离心制管机的机轮上，此时钢模应压在机轮上。
　　2.开动电机，通过皮带传动使机轮转动，机轮和钢模的档圈由于摩擦作用而带动钢模旋转，转速由慢逐渐加快，直至达到设计转速。
　　3.开动安装在制管机一侧钢轨上的喂料机。喂料皮带运输机应对准钢模中心，可利用喂料机行走机构和升降机构进行调节。当位置调好后，即可开动皮带运输机的驱动机构和进退机构，使皮带运输机伸进钢模，从钢模一端向另一端徐徐喂料，投放混凝土拌合料的数量可由边圈控制。
　　4.喂料完毕，钢模继续旋转，直至形成密实的管壁。
　　5.减速，关闭电机。
　　6.吊运管模，养生、脱模。离心法制管应使用塑性混凝土，水灰比为0.4-0.6，因此当钢模高速旋转时，从拌合物中有游离水排出，导致制管场地泥浆飞溅，极不清洁，加之噪声大，制管效率低(每制1节管约需40分钟)并需用大量的钢模，因此离心法目前已逐步为悬辊法、立式挤压法所代替。
　　(三)悬辊法
　　悬辊制管法是利用悬辊制管机的悬辊，带动套在悬辊上的钢模一起转动，再利用钢模旋转时产生的离心力，使投入钢模内的混凝土拌合物均匀地附着在钢模的内壁上。随着投料量的增加，混凝土管壁逐渐增厚，当超过模口时，模口便离开悬辊，此时管内壁混凝土便与旋
　　转的悬辊直接接触，钢模依靠悬辐与混凝土之间的磨擦力继续旋转，同时悬辊又对管壁混凝土进行反复辊压，因此促使管壁混凝土能在较短时间内达到要求的密实度和获得光洁的内表面。
　　悬辊法制管需用主要设备为悬辊制管机、钢模和吊装设备。
　　悬辊制管机由机架、传动变速机构、悬辊、门架、料斗、喂料机等组成。
　　离心法所用钢模可用于悬辊法。离心法钢模的档圈需用铸钢制造，成本高，悬辊法钢模型挡圈除可用铸钢制作外，可采用厚钢板焊接加工制造。
　　悬辊制管法的操作程序如下；
　　1.操纵液压阀门，拉开门架锁紧油缸，再开动门架旋油油缸，徐徐开启门架回转90度（对于小型制管机门架的开、关可用人力操作)。
　　2.将钢模吊起并浮套于悬辊机的悬辊上，此时钢模不能落在悬辊上。
　　3.操作旋转油缸，用它开动较快一些的速度关闭门架，并用锁紧油缸将门架锁紧。应注意门架开启和关闭时速度必需掌握适当，开启时间一般为20s-30s。
　　4.将浮套着的管模落到悬辐上，摘去吊钩。
　　5.开动电机，使悬辊转速由慢到快，稳步达到额定转速。
　　6.当管模达到设计转速时，即可开动喂料机从管模后部(靠机架的一端)向前部和从前部向后部分两次均匀地喂入混凝土(如系小孔径混凝土管，料可1次喂完)。喂料必须均匀、适量，过量易造成管模在悬辊上跳动，严重时可能损坏机器。欠量则不能形成超高，致使琨压不实而影响混凝土质量。
　　7.喂料完后继续辊压4min-5min，以形成密实光洁的管壁。
　　8.停车、吊起管模，开启门架。
　　9.吊出管模、养生、脱模。悬辊法制管需用干硬性混凝土，水灰比一般为0.3-0.36，在制管时无游离水析出，场地较清洁。生产效率比离心法高，每生产l根管节只需10min-15mmin。其缺点是需带模养生，用钢模较多。
　　二、管节的运输与装卸
　　（一）管节的运输
　　管节混凝土的强度应达到设计标号的70%，并经检查符合圆管成品质量标准的规定时，管节才允许装运。管节的装卸可根据工地条件使用各种起重机械或小型机械化工具，如滑车、镀滑车等。没有起重设备时，亦可用人力装卸。管节在装卸和运输过程中，应小心谨慎，勿使管节碰撞破坏。严禁由汽车内直接将管节抛下，以免造成管节破裂。为了减轻震动时的冲击影响，在运输时，宜在汽车上铺稻草、木垫板或者用圆木或方木将管节固定。
　　（二）管节的安装
　　管节安装可根据地形及设备条件采用下列各种办法：
　　1.滚木安装法
　　先将管节沿基础滚至安装位置前lm处，旋转90度，使与涵管方向一致。把薄铁板放在管节前的基础上，摆上圆滚木6根，在管节两端放入半圆形承托木架，以杉木杆插入管内，用力将前端插起，垫入圆滚木，再滚动管节至安装位置，将管节侧向推开，取出滚木及铁板，
　　再滚回来并以撬棍(用硬木护木承垫)仔细调整。
　　2.压绳下管法
　　当涵洞基坑较深，需沿基坑边坡侧向将管滚入基坑可采用压绳下管法。
　　压绳下管法是侧向下管的方法之一，下管前，应在涵管基坑外3m-5m处埋设木桩，木桩桩径不小于25cm，长2.5m，埋深最小1m。桩为缠绳用。在管两端各套一很长绳，绳一端紧固于桩上，另一端在桩上缠两圈后，绳端分别用两组人或两盘绞车拉紧。下管时由专人指挥，两端徐徐松绳，管子渐渐由边坡滚入基坑内。大绳用优质麻制成，直径50mm，绳长应满足下管要求。下管前应检查管子质量及绳扣是否牢固，下管时基坑内严禁站人。管节滚入基坑后，再用滚动安装法或滚木安装法将管节准确安装于设计位置。
　　3.吊车安装
　　使用汽车或履带吊车安装管节甚为方便，但一般零星工点，机械台班利用率不高，宜在工作量集中的工点使用。为了加快工程进度，保证管节安装就位，用吊车安装时可采用特殊吊钩，吊钩由支柱和横梁2组成，支柱和横梁均用外径l02mm和管壁厚7mm的钢管制成，套钩用3号钢制成，厚20mm，嵌入支柱终端的槽内并焊上。套钧钩厚10mm，装在横梁的套筒上，也同样用电焊焊上。支柱的两端挂着链条和钩子。用吊车起吊管节时，将横梁穿进管节，然后把套钩挂在钩子上，管节用吊车吊起并安装在涵管的基础上。在管节准确安装就位后，将钩子与套钩脱离并把横梁取出。管节间的缝隙应小于1cm。
　　三、钢筋混凝土管涵施工注意事项
　　（一）管座混凝土应与管身紧密相贴，使圆管受力均匀。无基圆管的基底应夯填密实，并做好弧形管座。
　　（二）管节接头采用对头拼接，接缝应不大于lcm，并用沥青麻絮或其它具有弹性的不适水材料填塞。
　　（三）管节沉降缝必须与基础沉降缝一致。沉降缝宽约2cm-3cm，应用沥青麻絮或其它具有弹性的不透水材料填塞。
　　（四）所有管节接缝和沉降缝均应密不透水。
　　（五）各管节应顺流水坡度成平顺直线，如管壁厚度不一致时，应将内壁取平。
　　四、结语
　　本文以钢筋混凝土管涵的施工为例，从钢筋混凝土管的控制、管节的运输与装卸、钢筋混凝土管涵施工注意事项三个方面对涵洞施工进行了分析，从而为今后在公路施工中更好地应用涵洞技术做出了参考。
　　
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