高速公路预制装配式箱涵施工技术

摘 要：针对传统现浇箱涵施工工艺存在作业时间长、受气候影响大、质量不易控制和安全可靠性低等问题，以某高速公路项目为依托，详细介绍预制装配式箱涵的结构特点和施工工艺，并总结预制装配式箱涵的技术优势。结果表明，与现浇箱涵施工工艺相比，预制装配式箱涵施工工艺技术先进、质量可靠、工期短和安全性高，便于工业化生产、机械化施工、标准化管理，可有效解决现浇箱涵施工工艺存在的诸多问题。研究成果可为预制装配式箱涵的推广应用提供一定的参考。

关键词：高速公路；装配式箱涵；安装；施工工艺；技术优势

中图分类号：U449 文献标志码：A 文章编号：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

传统的高速公路箱涵施工通常采用现浇方法，这种方法施工简便、造价低廉[1]，但易受到气候条件、工人施工水平、材料转运等因素的影响和制约，导致施工作业时间长、受气候影响大、质量不易控制和安全可靠性低[2]，且这种施工方法工业化程度不高、建造较粗放、效率低、资源和能源消耗大，不能满足国家节能环保的建设要求[3]。

随着我国工程建设的快速发展，机械化、标准化进程大大加快，装配式技术在桥涵施工中应用越来越广泛[4]。装配式技术是我国近年来大力推行的建筑业10项新技术之一，是国家促进建筑业升级、加快建筑业技术进步的重要举措[5]。装配式箱涵也称为拼装式箱涵，是一种通过钢筋混凝土预制并在施工现场拼装而成的箱型构筑物，具有标准化、规模化、集约化等特点[6]。预制装配式箱涵是公路建设领域的一大技术创新[7]，可有效解决现浇箱涵施工存在的诸多问题[8]。

1 工程概况

某高速公路一标段全长24.46 km，起止里程为K0+000～K24+459.5，设计速度120 km/h，路基宽度34.5 m，新建桥涵采用公路-I级。全线预制装配式箱涵共29道，共1 113.68 m，其中4 m×3.5 m箱涵共17道，一个标准节段长度1.99 m，共预制274节；6 m×4 m箱涵共12道，一个标准节段长度1.49 m，共预制240节。涵身采用C40钢筋混凝土，洞口形式为八字墙，采用C25混凝土。选取K13+260处1-6 m×4 m箱涵作为研究对象，该处箱涵长36.19 m，其中预制长度30 m，预制节段20节，节段长度1.49 m，壁厚40 cm，如图1和图2所示。

2 预制装配式箱涵施工工艺

预制装配式箱涵的施工工艺如图3所示。下面将针对关键施工工艺进行重点分析。

2.1 基坑开挖及基底处理

基坑采用人工配合机械开挖，按1∶1放坡，开挖后基坑每侧比基础宽出60 cm，确保一定的施工作业空间。基坑开挖完成后对基底进行处理，处理后对地基承载力进行检测，检测值应不小于设计值，检验合格后进入下道工序。基坑开挖如图4所示。

2.2 基础垫层施工

基础垫层设计厚度20 cm，采用C25混凝土。沉降缝按照箱涵节段划分设置，宽度为2 cm。混凝土集中拌制后运至现场进行垫层浇筑，浇筑时严格控制基础顶面标高。浇筑前在垫层两侧及中线位置每隔5 m打入钢钎，并在钢钎上标注高程，以底部为基准面挂线施工，严格按照基准线位置控制高程。基础垫层平整度控制在±5 mm以内，确保箱涵安装时拼缝平整。

2.3 箱涵节段预制

箱涵节段在预制场内采用立式预制法集中预制，在胎架上绑扎钢筋，通过龙门吊和配套吊具整体吊装入模。箱涵节段内模采用复合式不锈钢液压模板，外模采用普通钢模板，节段配备模板4套，每种类型各2套，底模16套，每种类型各8套。预制装配式箱涵节段质量验收标准见表1。

2.4 箱涵节段运输

当箱涵节段混凝土强度达到设计强度的100%且质量验收合格后，按照箱涵节段编号及安装顺序进行吊装运输。起吊时缓慢加力，待箱涵节段离地稳定后再以正常速度吊装至运输车上，并在运输车上加枕木进行支垫。箱涵节段装车后用钢丝绳牵拉固定，同时做好护角保护，防止运输过程中节段损坏，运输到场后对箱涵节段尺寸进行复核，如图5所示。

2.5 箱涵节段安装

箱涵节段安装时采用汽车吊和专用吊具进行吊装，按顺序从一端开始依次吊装，先吊装端部平口+承口节段，再吊装中间插口+承口节段，最后吊装端部插口+平口节段。安装前沿放出的2条边线方向测量基础垫层顶面标高，每节节段侧墙底部两端安放10 cm×10 cm薄钢板作为支点，在首节节段四角处安排施工人员辅助节段就位。箱涵节段安装如图6所示。

第二节箱涵节段安装时，端部插口与承口需精准对接，首先将遇水膨胀止水胶条粘贴在承口位置，同时在张拉预留孔端口处粘贴与预留孔直径相同的环状密封橡胶圈，然后将箱涵节段虚落在支点上，四角处安排施工人员持撬棍由专人指挥，并配合吊车缓慢将承插口对接，同时校准轴线点位，用水平尺校正侧墙垂直度，用靠尺检测接缝处平整度。

2.6 箱涵拼缝处理及连接

箱涵节段拼接口形式为企口承插式，承口内端面粘贴20 mm×15 mm遇水膨胀止水胶条，防水抗渗性能通过预应力挤压遇水膨胀止水胶条来实现，拼缝外侧铺设防水卷材封闭，内侧用双组份聚硫密封胶嵌缝。箱涵节段之间采用直径25 mm的无黏接预应力精轧螺纹钢张拉连接，张拉完成后进行下一节段的连接。箱涵节段连接如图7所示。

所有箱涵节段张拉连接完成后进行压浆处理，压浆完成后，采用C40混凝土封堵预留孔，节段拼装成型后在沉降缝内填塞沥青麻絮进行处理。

2.7 成涵验收

预制装配式箱涵成涵后，对箱涵进行质量检验验收，验收标准见表2。

预制装配式箱涵成涵后的效果图如图8所示。

3 预制装配式箱涵技术优势

施工工艺优：发挥工厂化、标准化优势，实现设计、生产、施工的一体化，通过标准化、装配化形成集成技术，提高预制装配式箱涵施工的精细化程度。

施工速度快：箱涵节段在场区内预制，集中化配送，装配化安装，不受征地拆迁、原路迁改等影响，机械化程度高，施工周期短，工期较现浇箱涵施工可缩短约60%。

成品质量高：工厂化、标准化生产可大幅提升预制装配式箱涵节段的加工精度、保护层合格率、结构尺寸及平整度等指标，大大提高箱涵成品质量。

安全性高：采用工厂化生产，施工环境整洁，安全设施齐全，无须支架搭设，高处作业少，安全隐患较现浇箱涵施工可降低约80%，事故发生率大幅下降。

节约资源：标准化可减少施工过程中的废弃材料，提高周转材料的使用率，采用废水回收系统，实现废水循环利用，节约资源，环保性能显著。

综合效益高：采用可循环利用的标准钢模板，施工机械化程度高，降低人工成本，减少材料浪费，缩短施工周期，综合效益较现浇箱涵施工可提升约20%。

4 结束语

预制装配式箱涵是公路建设领域的一大技术创新，以某高速公路项目为实例，总结了预制装配式箱涵的施工工艺和技术特点。预制装配式箱涵采用工厂化预制、现场拼装的施工工艺，与现浇箱涵施工工艺相比，具有施工周期短、安全效率高、绿色环保等优势，符合公路工程建设对节能、环保、高效、耐久及安全的要求，在公路工程建设领域应用前景广阔，具有显著的经济价值和社会效益。

参考文献：

[1] 张丹，张乃源，李永明，等.公路预制装配式混凝土箱涵施工技术[J].混凝土与水泥制品，2020（4）：37-40，85.

[2] 宋林，吴大健，段宝山.昌九高速改扩建项目装配式箱涵设计研究[J].公路，2020，65（4）：145-151.

[3] 陈志明，刘朵，张建东，等.预制装配式混凝土箱涵设计与施工[J].现代交通技术，2019，36（1）：49-51，60.

[4] 邵成龙，徐乐，刘路.装配式箱涵施工安装技术与质量控制研究[J].公路，2020，65（6）：13-16.

[5] 杨国恒.预制装配式箱涵施工技术特点分析[J].西部交通科技，2020（2）：105-106，109.

[6] 侯伟.装配式箱涵在铁科高速公路工程中的应用[J].北方建筑，2023，8（1）：10-13，18.

[7] 蒋恩华，朱俊虎.预制装配式箱涵关键工序施工技术[J].公路，2020，65（6）：22-26.

[8] 王晓斌.装配式箱涵施工技术研究[J].黑龙江交通科技，2022，45（7）：113-115.