涵洞施工技术在公路桥梁工程中的应用分析

2020-02-25魏燕凤

山东农业工程学院学报 2020年1期

魏燕凤

（中铁十八局集团市政工程有限公司，天津 300222）

目前，随着我国国民经济的不断发展，基础设施建设得到了广泛重视，特别在公路桥梁的建设方面，施工建设的里程已在世界范围处于领先水平。在公路桥梁施工中，涵洞是最为常见且应用最广泛的组成部分，涵洞的建造主要是为了保障公路和水路之间互相通畅，互不影响。所以在涵洞位置选择过程中不仅仅需要考虑到公路的设计，还要考虑河流、地形、公路路基的稳定性、公路排水和施工区域地质因素等问题。公路的建设以及涵洞的建造力求保证不影响周围水域的原生状态，保证其斜度与周边环境的一致性，这样不仅能够提升涵洞过水能力，同时还能够减少过水涡流现象的发生。在涵洞建设中，还应考虑到涵洞路基的排水问题，以保证路基的安全稳固。公路建设不是简单的修一段路，它所涉及的路线区域面积又长又广，所以在一段较长路线施工中，必须结合实地的地质情况进行施工，尤其是对于一些经常发生地质灾害的区域，如无法避开，在施工过程中还需要考虑对涵洞的加固。

1 涵洞的结构选型

在目前的施工过程中，不同的涵洞类型适用于不同的工程施工需求，以下针对几种涵洞类型做具体分析。

1.1 圆管涵

圆管涵是常用于农作物灌溉区域的一种常见的涵洞，由钢筋混凝土构建而成，相对于其他的涵洞，它具有结构简单、价格低廉、适应基础性好以及受力良好的特点。在建设过程中不需要搭建墩台，能够在工厂预制，易于运输和装配，提高了施工效率。虽然具备这些优势，但圆管涵也有它的劣势，就是过水能力差，在施工过程中，对接缝和防水层的质量很难得到保证，有可能会出现涵洞漏水的问题对公路路基产生一定的影响。

1.2 石拱涵

石拱涵常用在山区公路的施工环境中，在构造时主要采用的材料是不同类型的岩石，它能够减少对钢材的使用量，甚至可以实现无钢材构造的情况。石拱涵具有极强的过水能力，由于采用岩石作为施工材料，所以石拱涵建造对地基的承载能力有一定的要求。同时，施工工序繁杂、工期长、岩石遭到损坏后难以修复等问题也成为石拱涵建造的主要影响因素。

1.3 盖板涵

盖板涵是涵洞的一种形式，建造时可以就地取材，它受力明确，构造简单，同时盖板涵相对结构结实坚固。对于施工后涵洞洞顶的回填土以及地基承载力要求都不高。甚至在一些地区，无需回填土层，极大方便了施工。即使涵洞受到破坏需要修复也方便可行，与前面两个涵洞类型相较，盖板涵更具有实用性。

1.4 涵式桥

涵式桥是桥梁涵洞中的涵洞形式，其单孔的跨径一般在6cm以上，涵式桥主要是为了满足农村地区公路桥梁工程建设的需要。涵式桥的设计形式较为简单，施工方面十分简单，并且适合不同的地形条件，且总体造价很低，整体的性价比也很高，不会给周围环境带来较大的影响。

2 公路桥梁涵洞施工质量的影响因素

2.1 施工人员

施工人员是工程项目建设施工的主要人员，其操作技能决定着整个公路项目质量。施工人员对工程质量的影响主要表现为以下几点：第一，工作意识淡薄，未充分认识施工质量重要性，工作责任心不强；第二，施工技术不足。一般来讲，专业技能强、经验丰富的施工团队是保证工程顺利施工的关键，但我国现如今的施工团队专业素养不高，缺乏先进的施工工艺、技术，严重影响工程项目质量。

2.2 施工材料

与施工人员相同，施工材料决定了公路桥梁涵洞的施工质量。以往施工材料方面存在的问题主要表现在：施工材料选择不符合施工标准、施工材料质量不能够满足工程标准。为了确保工程质量，施工单位必须要严格把控施工材料，依据施工规范及计划做好材料的选择工作，同时做好所选材料质量检查工作，不符合施工材料规范的商品禁止进入施工场地。总之，施工质量管控的人员及单位要从把控施工材料质量入手，避免施工源头出现问题。

2.3 施工环境

涵洞工程主要是针对公路下方的沟谷、排水等进行的施工项目，因此，在对该地区进行涵洞施工时，不仅需要加强对该地区地质条件的勘查与检测，同时需要针对该地区的水文地质环境、气候特点等做好调查工作，同时结合涵洞施工特点找出有效的施工技术方式。如果在施工前并未及时对这些进行勘查，而是像对待普通工程一样进行施工准备，则极易对混凝土结构及质量产生损害，导致整体涵洞工程出现严重质量问题。

2.4 技术方案及施工工艺

为了保证公路桥梁涵洞的施工质量，应该选择更具成熟性、适用性和先进性的方案，这样的方案能更好地避免涵洞整体质量受到影响。例如，解决涵顶跳车问题时，要尽可能将排水系统优化，在路面和涵洞之间设置搭板，能够起到很好的效果。设计工作在技术方案的制定中至关重要，前期要做好地形勘察工作，根据勘察的结果来制定建设的标准。施工环节也是很重要的一个影响因素，应加强该环节的规范化和科学化。桥涵工程的施工工艺复杂，无论是混凝土的配比、混凝土的浇筑过程、拆模的时机，还是焊接时的接缝处理、涵洞施工过程中砌料的投掷，都需要娴熟的施工工艺为基础才能完成，因此施工人员的技术水平会对桥涵工程的质量造成一定的影响。

3 公路桥梁中钢筋混凝土涵洞的相关施工技术

3.1 基础施工

施工人员进行基础施工的有效处理，为公路桥梁涵洞工程后续的施工运行安全带来保障。基础施工处理的处理方式非常多，比如施工时基础结构的开挖，施工人员在处理过程中要充分发挥主观能动性，并且要保证确实是根据前面设计的具体方案实施开挖工作。在基础结构开挖过程中，确保开挖的准确性很有必要，这样才不容易受到地基的不利影响，从而促使整体施工质量的提高。

3.2 钢筋捆绑

在进行钢筋捆绑工作时，要严格按照图纸规定来施工操作。在选择钢筋时，需要慎重选择，对其进行捆绑时，一定要有桥涵专业人士对此进行监督和检查。在钢筋捆绑时，要注意基础的钢筋定位架及其脚手架的搭建。我国在进行桥涵钢筋焊接时，选用的方式是闪光对接方式，这种方式在实施过程中，要注意接头的范围要在50%以下。在焊接完成后，钢筋捆绑的基本工作已完成，这时需根据具体的施工要求来进行垫块的选择，垫块的材质选择可根据具体的施工情况来确定。

3.3 模板安装

涵洞模板的施工材料一般是定型的模板，定型模板能够避免出现倾斜问题。为确保目标质量满足相关要求与规范，在加工模板时，需要保证截面设计与设计要求相符，提升模板美观度。在安装涵洞模板前，需要对模板除锈，然后抹上适量的脱模剂，再安装涵洞模板。安装过程需要保证涵洞模板尺寸与安装的要求相符，并且需要避免模板材料的连接处出现不衔接的问题。此外，在整个安装过程中，需要应用脚手架进行安全的防护，用螺栓来连接模板。在完成涵洞模板安装后，需要浇筑混凝土，为避免浆液泄露，需要采取海绵条密封，同时全方面的检查，保证模板的安装水平满足施工要求。

3.4 混凝土浇筑

首先，应当根据涵洞工程特点及混凝土材料要求等对材料进行配比，严格控制材料配比及质量，为降低水化热，可利用粉煤灰等矿渣材料代替部分水泥，同时利用减水剂等控制水分的配比，以降低在搅拌过程中水分蒸发量，同时提升混凝土材料质量；其次，在搅拌后应对材料进行振捣，将其中的空气排出，提升材料密实度；第三，在浇筑时应当以匀速、缓慢的方式施工，在浇筑时及时对材料进行振捣，振捣过程中避免出现磕碰钢筋的情况。

3.5 混凝土养护及拆模

混凝土浇筑施工结束后，待初凝后就要开始洒水养护，模板拆除后，应在表层覆盖土工布，也可使用塑料膜进行包裹，做好加固处理工作，以免被风吹破，涵洞墙身顶部位置上应该设置水桶接上塑料管，两侧要开孔进行滴灌，保证水份沿着表面流动，养护期不少于7d。墙身结构混凝土强度＞2.5MPa后，需要在保证其边角和表面不被损坏的前提下进行拆模。拆除过程中，应使用吊车，将连接螺栓逐个拆除，并且要避免造成模板和混凝土结构的损伤，将模板中的连接螺栓孔的位置上使用更高强度的混凝土进行封堵。

3.6 台背回填

在公路施工中，需要在两侧对称的对台背进行施工与填土，并根据土层的厚度适当选择合理的施工工具，当涵洞盖板上的土层厚度低于50cm时，不应该选择大型的机器进行施工与碾压。在台背压实步骤中，应该尽量使用横向碾压的方法，从而为大型施工工具的使用提供便利，使得台背能够得到充分的碾压，并逐步摊铺相关的填料，保证压实质量。当台背回填的高度达到相关的施工标准时，应该再往上填20cm的高度，并适当增加碾压机器的重量，对台背进一步压实，使得填料的密度得到最大程度的提升，最大程度提升压实时间，增强台背与公路工程的稳定性，保证在公路后期使用过程中避免跳车现象的发生。

4 公路桥梁涵洞施工中需要注意的问题

4.1 从排水系统的角度分析

桥梁在很大的程度上是与水源有关系的一种建筑设施，因此对相关桥梁的排水控制非常重要。桥梁对于水源能有直接接触的部位就是桥梁涵洞，因此对桥梁涵洞的排水方面的问题就要进行深入的考虑。目前，很多施工企业对桥梁涵洞的排水方面的重视程度不够，导致桥梁在施工过程中并没有做到严格执行相关的标准，使得公路路面上存在的积水没有及时清理，导致涵洞出现了积水，进一步导致了桥梁的路基受了积水的浸泡出现下沉的情况，这种情况就会出现跳车的现象。

4.2 从高填土路基的角度分析

公路桥梁涵洞的施工对桥梁路基的要求也很高，路基施工时要对高填土进行重视，这是因为高填土长时间使用过程中会出现一些变形的情况，这种变形会在很大的程度上导致桥梁涵洞出现跳车。另外在桥梁施工过程中，路基的高填土要与路堤保持一定的高度和距离，虽然施工人员对路面的压实程度通过相应的压实工艺进行保证，但在使用过程中还会出现一些沉降的现象，在很大程度上还会导致跳车的情况发生。

4.3 从涵洞处的锥坡以及路堤的角度分析

桥梁在一定的程度上是需要利用相应的锥坡进行施工建造的，这种锥坡和相应路堤之间存在一定的角度，这种角度如果没有按照相关的规定进行设计，或者在施工过程中没按照相应规定进行操作，就会导致桥梁涵洞在使用过程中出现沉降，如果相应的路堤即将发生变形，但是在变形前还与相关涵洞进行衔接，就会导致路基发生一定的沉降，从而导致跳车现象发生。

4.4 严格控制材料质量，加强材料管理

首先，采购人员应当与管理人员共同参与采购活动，通过对材料厂家进行多家对比，选择具有高质量、低价格的厂家，如果对厂家调查发现其质量满足涵洞施工，可采取长期合作的方式，在降低价格的同时保证材料质量；第二，材料进入施工场地前必须进行审核，由审核小组对材料数量、规格、种类等进行全面检查并记录，以免出现混入劣质材料或材料丢失的情况；第三，材料进场后应当分类管理，且根据材料的物理、化学性质进行分类保存，例如钢筋材料属于金属，在存放时应严格控制其存放空间内的空气湿度，避免出现腐蚀等情况。