预制装配式涵洞在怀阳高速公路的试点应用

李红英

（中铁十四局集团有限公司 山东泰安 271000）

1 工程概况

广东省怀集至阳江港高速公路先行工程X1标，起讫桩号为K25+200～K35+970，主线长10.77 km。采用双向四车道高速公路标准，设计行车速度120 km/h，整体式路基宽度26 m，桥涵设计车辆荷载公路-Ⅰ级。

工程地点位于广东省西北部肇庆市境内，地处南岭西南山系，属于山地丘陵区，亚热带季风气候，雨量充沛，一般每年4～9月降雨丰沛。

K33+460涵洞为1-4×4 m预制装配式盖板涵洞，机耕通道兼过水使用。涵洞全长32 m，与线路正交，涵洞纵坡4%，涵洞横断面见图1。涵洞基底为粉质黏土，容许承载力200 kPa，下卧层为强风化泥质粉砂岩。涵洞的侧墙和盖板为预制安装钢筋混凝土，基础及八字墙、洞口铺砌等工程进行现场浇筑。涵洞顶部填土厚度1.93 m，涵背填石屑或砂性土。

图1 预制装配式涵洞横断面图（单位：cm）

2 涵洞预制装配式的试点课题来源及设计理念

2.1 试点课题来源

2011年初，交通运输部向全国交通建设系统发出了《关于开展高速公路施工标准化活动的通知》。要求在高速公路建设领域实现工地标准化、施工标准化、管理标准化。加快推行现代工程管理，促进工程施工管理的标准化、规范化、精细化，确保工程质量和安全。

预制装配式涵洞的施工可实现部分工厂化预制，符合交通部的规划要求，在安徽徐明高速公路和江苏海启高速公路等省份高速公路进行了试点应用，但在广东省的高速公路还未应用。因此，在怀阳高速公路先行标选择此课题，进行试点设计施工，以便推广应用。该课题在山东省经济及信息化委员会进行创新项目立项。

2.2 设计理念

根据工程所在地的地质及水文情况，涵洞按照无压力式盖板涵设计，采用整体式刚性基础[4]，预制盖板采用简支单向板设计，预制侧墙每节2 m长，两侧共32节，预制盖板每块1 m长，共32块，预制安装施工缝为1 cm，每6 m设置一道沉降缝，贯穿整个涵洞，宽度2 cm。

为保证预制侧墙和基础的安排平整度和搭接强度，预先浇筑一层混凝土条形基础，侧墙采用倒“T”形设计，侧墙安装后，后浇底板上的外侧后浇条和后浇水平支撑板，形成整体基础，满足强度和稳定性要求。

3 预制装配式涵洞的主要施工工艺

图 2 侧墙安装施工

3.1 预制侧墙及盖板

预制侧墙和盖板可在预制场集中进行，因该工程是试点，只有2个涵洞预制，在涵洞一侧硬化场地，作为简易预制场地。

侧墙为钢筋混凝土，横断面为倒“T”形，可站立预制。预制采用定型钢模板，底座亦采用钢模板，底座和侧墙模板顶面要按照涵洞的纵坡坡度加工。直接在底模上绑扎钢筋，1套侧模配置2套底模，1天可生产1块侧墙。

盖板采用混凝土底座铺钢板做底模，钢侧模，1套模板1天可生产1块盖板。

侧墙和盖板脱模后，进行覆盖养生，强度达到设计强度的80%后才可吊装。

3.2 现场基坑开挖，浇筑混凝土条形基础

待侧墙和盖板预制完成，养护期间，安排现场基坑开挖，按照图纸设计要求依次浇筑混凝土垫层、混凝土条形基础。浇筑基础时，注意沉降缝预留位置准确，安装侧墙的位置要表面抹光，保证平整度和涵洞的纵坡。

3.3 安装侧墙

侧墙预制时，每块侧墙在顶面预埋2个吊环。侧墙安装采用吊车起吊，安装前检查侧墙与基础接触位置的平整度，局部平整度不满足要求时，用干硬性砂浆找平。侧墙安装施工见图2。

3.4 后浇基础施工

侧墙外侧的后浇条和内侧的后浇水平支撑板为钢筋混凝土，按照沉降缝位置分段浇筑，施工前，清扫干净条形基础上的尘土，调直预埋连接筋，绑扎钢筋，浇筑混凝土。

3.5 安装盖板

盖板安装为常规施工工艺，不再赘述。盖板安装时要注意调整盖板和侧墙的板缝的对齐与等宽调整。

3.6 涵洞回填

盖板安装后，及时进行侧墙和盖板的施工缝及沉降缝的施工，用沥青麻絮填塞密实，外接面接缝处用15cm宽的SBS防水卷材条贴面。

涵洞后浇基础混凝土强度达到85%后，回填涵背填土。涵背填土采用石屑或砂性土，按照常规施工工艺进行。

4 预制装配式涵洞与现浇涵洞的费用对比

相同地质情况下，相邻的涵洞，同样跨度，涵长32.5 m，采用传统的现浇盖板涵洞设计，横断面如图3。

图 3 现浇盖板涵横断面（单位：cm）

对相同跨经的现浇涵洞（涵长32.5 m）和预制装配式涵洞（涵长32 m）的涵身的建筑安装直接费进行统计，分别见表1、表2。

表 1 现浇涵洞建安直接费统计表

表 2 预制装配式涵洞建安直接费统计表

对现浇涵洞和预制装配式涵洞的建安直接费折算到每米涵身数量进行相应对比，见表3。

表 3 现浇涵洞与预制装配式涵洞费用对比表

通过对比可以看出，预制装配式涵洞比现浇涵洞的建安直接费低，其中材料费大幅度降低，人工和机械费略有提高。因此，从工程投资角度分析，预制装配式涵洞有明显优质。

5 结 论

通过对预制装配式涵洞的试点，并与传统的现浇混凝土涵洞进行对比，得出以下结论：

(1)预制装配式涵洞的预制件可实现工厂化预制，减少施工现场的作业工序和时间，有利于工程的质量控制，加快涵洞的施工速度，减小雨季对施工的影响，减少对环境保护的不力影响。

(2)预制装配式涵洞较现浇涵洞的圬工数量减少，材料费降低23%，人工费和机械费增加18%，合计建安直接费降低14%，若果大规模进行施工，预制块的模板摊销、场地摊销、吊车费用还会下降，降低投资的优势更加突出。

(3)现场对大块预制件的运输和安装工作增加，对运输便道要求高，按照安全风险略有加大。

综上所述，预制装配式涵洞投资小、施工速度快、环境影响小、工厂化标准作业，值得推广应用，特别适合于运输便道平坦通畅的地区。