涵洞施工技术方案

汕(头)湛(江)高速公路清远清新至云浮新兴段

TJ16合同段

涵洞工程施工方案

编制：______________

复核：______________

审批：______________

中国铁建港航局集团有限公司清云高速公路

TJ16合同段项目经理部

2016年11月

一、编制说明 (1)

二、工程概况 (2)

三、施工准备 (2)

四、施工组织及部署 (3)

五、模板及支架力学计算 (13)

六、质量保证措施 (19)

七、安全保证措施 (24)

六、环保、水保措施 (25)

涵洞工程施工方案

一、编制说明

1.1 编制依据

1、汕湛高速公路清远清新至云浮新兴段路基土建工程TJ16标段施工合同文件；

2、汕湛高速公路清远清新至云浮新兴段路基土建工程TJ16标段设计图纸及图纸勘误反馈；

3、建设单位组织的标前会议精神及补遗书、答疑书内容。

4、依据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)；《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）;

5、清云高速公路项目建设标准化管理指南；

6、其他现行公路设计及施工规范、验收标准、公路规程、规则；

7、现有机械设备条件、现场施工条件及施工准备情况。

1.2 编制原则

1、以设计文件、施工规范为依据组织施工；

2、规范作业程序，强化各项工期、质量、安全、文明施工、环境保护目标等控制措施，确保各项工程目标的实现；

3、采用新技术、新结构、新材料、新工艺简化施工环节。

1.3 编制范围

汕湛高速公路清远清新至云浮新兴段路基土建工程TJ16标段涵洞工程施工。

二、工程概况

汕头至湛江高速公路清远至云浮段TJ16标段路线起于新兴县车岗镇布马村，顺接第15标段，起点桩号K151+000,路线向南在云洞村设新兴北互通，并设置新兴北互通连接线连接省道S276，经双巷、西江林业局良洞迳林场，在车岗镇良洞设置良洞枢纽互通与正在建设的江罗高速公路交叉，跨越省道S113，终点桩号K159+359.126，路线全长8.329km。为四车道高速公路，设计时速100km/h。

本标段本工程有34道钢筋混凝土盖板涵及通道，24道圆管涵。

3.1 技术准备

1、测量工作

导线复测和水准联测工作已完成，根据现场的实际情况，在涵洞附近已埋设了导线点及水准点，便于涵洞施工放线及高程控制。

2、图纸与设计文件审核

设计施工图纸交接后,我们对设计图纸及设计文件进行了认真审阅，深入了解设计意图、设计要求和技术标准。

3、现场技术交底

开工之前，对施工队伍进行全面技术交底，将项目的总体安排、安全操作规程，质量规划、环保文明施工、施工工艺等相关技术问题进行交底。必须将设计意图与项目的总体安排、质量、安全、进度、环保、文明施工等要求全面贯彻到施工队的每个参战职

工的头脑中，确保各项工程指标按照预订的计划完成。

3.2 施工便道与通信

1、施工便道

沿路线修建施工便道，便道宽度3.5m，以满足材料物资运输。

2、通信

施工现场移动电话网络覆盖较好，工地主要负责人员都已配备手机，随时与项目部保持联系，信息畅通，确保施工的有序、不间断的进行。

3.3 生产、生活房屋

计划安排5个涵洞施工队，租用工地附近村民住房。

3.4 临时用水、用电

1、生活用水取村民生活饮用水作为生活用水，施工用水取自涵洞附近河沟，可满足施工需要。

2、涵洞施工采用自行配黑的30kw发电机。

3.5 施工人员培训

施工人员进场后，在经过强制性安全技术培训，并经考核合格后方可允许上岗。项目部筹备专项培训费用，专款专用，对各工种、各操作人员定期进行总时间不底于40小时的培训。

四、施工组织及部署

4.1 施工组织管理机构

根据本标段涵洞位置特点和现场考察情况，涵洞工程施工设五个专业施工队，归属项目部直接管理。各涵洞队伍工程划分见表2。

涵洞工程根据施工环境尽早安排施工，为路基填筑创造条件。计划2016年11月15日开工，2017年7月30日完工。涵洞施工所需便道原则上就近使用施工便道和乡村道路；施工用混凝土由拌合站供应，砼输送车运至施工现场，钢筋在钢筋加工厂内制作成半成品运至工地，现场安装；施工用电以接入高压电为主辅以自发电；施工用水来源主要是使用附近山沟水源。

涵洞基坑采用挖掘机开挖，人工辅助基地清理，基地采用换填加固处理；基础垫层采用槽钢模板，涵身采用大块钢模板，盖板采用现场支架现浇施工；圆管涵管节采用预制，现场安装工艺；砼采用自动计量拌和站拌和，同时采取措施控制砼的入模温度。砼罐车运输，汽车吊提升入模。防水层按照设计施工，确保涵洞不渗不漏，涵洞检验合格后进行锥坡、台背回填进出口附属工程的施工。

图3 施工组织管理机构图

4.3 主要施工方案

4.3.1 盖板涵施工

1、施工工艺流程

施工工艺见《盖板涵施工工艺流程图》。

图4盖板涵施工工艺流程图

2、施工方法

（1）基坑开挖

根据测量人员放样出的涵洞中线桩、涵洞基础大小、现场地质情况和放坡要求及基坑底的工作宽度（每边至少放宽50cm），确定基础开挖位置，用滑石粉撒出开挖边线，现场测量原地面标高，计算出基坑下挖深度，并在开挖边线旁打好标高控制桩。涵洞基础采用机械开挖，开挖时严格按设计的尺寸进行，严禁超宽超深开挖再用虚土回填。

基坑开挖出的弃土不得妨碍开挖基坑及其他工作，弃土应堆放在远离基坑位置；必须堆放在基坑附近时，弃土堆坡脚距基坑顶缘的距离不小于基坑的深度。

基坑挖到接近设计标高时，停止机械开挖，改由人工清底、平整。遇有地下水时，在四周加设排水沟及集水井，及时进行抽水，防止基底被水浸泡。

基坑开挖不间断地进行，以防止基坑暴露时间过长。当基底达到设计标高时及时报请测量监理工程师检查，同时进行基底承载力试验，填写基坑检验单，报请专业监理工程师检查；合格后，技术人员对合格基坑进行拍照，作为以后的竣工文件照片，并立刻组织劳动力进行下道工序施工。

若承载力达不到设计要求，则根据四方会议确定的施工方案进行基底处理，基底处理合格后方可进行下一步工序。

（2）基底处理

根据设计图纸要求涵洞基础填筑砂砾或碎石，砂砾采用汽车运至基坑旁边，在换填施工前要对基地进行整平，砂砾用装载机运至基坑内人工进行摊平，每层施工厚度不大于30cm，填筑时挂线施工，压实采用压路机压实，边角处采用平板式夯实机补压，压实度采用沉降差观测法控制，每层压实质量合格后进行下层施工。

（3）基础施工

基坑检查合格后，先在基底用砂浆进行封底找平（若基底为岩石可不封底），再在砂浆底面上用全站仪放样出涵洞轴线，用墨线弹出立模边线和每个沉降缝位置。基础模板采用组合钢模，模板接头拼合平整严密，无漏浆缝隙，并严禁出现错台，以保证拆模后砼表面平整美观。模板后加设钢管支撑，支撑应结实牢固，保证浇注砼时模板不变形不跑模。测量模板顶标高，确定砼顶面位置并在模板做好明显的标记。砼采用集中拌合，严格控制砼拌和时间和入模后的振动时间，振捣采用插入式振动器，振捣时注意振动器不能碰撞模板，振动时间和次数依照砼密实来调整，密实的砼标准为砼不再下沉，无气泡上升，表面泛浆。砼浇注时，须注意砼自由倾落高度不宜超过2米，以防止砼出现离析现象，高度超过2米时，根据现场地形情况，使用串筒或溜槽等设施浇筑砼。

（4）台身施工

基础施工完成后，即可进行台身立模。台身模板采用钢模板，模板接头拼合平整严

密，无漏浆缝隙，并严禁出现错台，以保证拆模后台身砼表面平整美观。模板四周采用钢管及方木组合支撑，顶部用对拉筋加固，内部加部分PVC管穿对拉筋固定模板，防止浇注砼时胀模。模内应干净无杂物，立模后必须对板缝、对拉筋、支撑进行检查，确认模板安装准确牢固后方可进行下一工序的施工。

砼浇注方法同基础浇注相同，振动棒在每一个位置上的作用时间以砼不再下沉，不出现气泡为准。砼浇注应连续进行，因故必须间断时，其间断时间应小于前层砼的初凝时间。施工过程中，必须密切注意砼是否由板缝流出，并及时调整模板封堵缝隙。

混凝土浇筑完毕后，在12h以内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的湿润状态，养护期一般不少于7d，可根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外加剂的情况，适当延长。

（5）盖板施工

台身拆模后，搭设盖板支架，进行盖板施工。支架钢管组成，沿涵洞轴线布置横向钢管架，纵向根据涵洞沉降缝的长度调整间距。钢管顶部铺设方木，方木上摆放胶合板作为盖板底模。模板加固后进行模板刷油处理，以保证脱模方便。模板经监理工程师检查合格后，进行盖板钢筋绑扎。

钢筋在钢筋加工厂加工成半成品，现场绑扎。当钢筋需接长时，采用双面搭接电弧焊接长，为了防止钢筋中心线偏位，在接头部位的钢筋应反向弯曲，弯曲角度宜为12°，双面焊接长度不小于5d，单面焊接长度不小于10d，焊缝深度、宽度及焊条型号应符合规范要求。在进行钢筋安装时,按照设计施工图进行布筋、绑扎，在钢筋布筋、绑扎时，要求主筋、箍筋间距均匀，焊接接头在同一截面内，不能超过钢筋截面积的50％，紧邻的焊头纵向间距不能低于50cm。主筋必须按规定垫好保护层垫块，以确保砼保护层厚度，垫块间距不大于1m。以上各道工序自检合格后，报请监理工程师验收，验收合格后进行砼浇砼。浇注砼时根据沉降缝的设置按一、三、五、二、四、六的施工顺序进行浇注。砼浇注方法同基础、台身浇注相同，振动棒在每一个位置上的作用时间以砼不再下沉，不出现气泡为准。

混凝土浇筑完毕后，在12h以内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的湿润状态，养护期一般不少于7d，可根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外

加剂的情况，适当延长。

（6）防漏、防渗水

沉降缝处防水按设计要求施工，施工防水层时必须在混凝土养生结束后进行，其砼表面应平整、洁净，并至少晾干10天，然后用一层冷底子油彻底封闭。当冷底子油的溶剂完全挥发后，连续洒布一层热沥青混合物，做到边涂热沥青边铺油毡。

（7）涵洞回填

涵洞施工完成后，当涵洞砼强度达到设计强度的85%时，方可进行对称分层回填。填土范围为涵洞填土长度每侧不应小于2倍孔径长度。

用油漆在台背上标出每层的填筑厚度(每层厚度不大于20cm)，台背回填材料运至现场经监理工程师验收后严格按每层的松铺厚度夯实，压路机碾压不到的局部采用小型压实机具夯实。

4.3.2 圆管涵施工

1、施工工艺流程

施工工艺见《圆管涵施工工艺流程图》。

图5 盖板涵施工工艺流程图

2、施工方法

（1）测量放线工作

首先确定出涵洞的初步位置，测出地面高程，以确定基坑开挖深度，然后利用人工配合机械进行基坑开挖工作。

（2）开挖基坑及基础处理

开挖基坑时做好排水沟及集水坑，开挖过程中控制好开挖深度及几何尺寸，机械开挖底部应预留30cm作为人工清底，基础每侧加宽30cm～50cm的工作宽度。如发生超挖严禁用原土回填，需采用砂砾回填，基坑回填时，要进行夯实，夯实密度不小于93%。

基础处理采用砂砾垫层分层回填压实处理，其处理宽度根据基础处理深度按35°～

45°角放坡至基底标高处加宽。

（3）管节基础砼浇筑

浇筑管基混凝土分为两次浇筑，第一次浇筑管基底下部分，待管涵安装完后，浇筑管底第二次上部混凝土，在浇筑管基底混凝土时要严格控制好标高，浇筑时预留管基厚度及安放管节座浆2-3cm。

（4）混凝土管安装及加固

①钢筋混凝土管圈管厂购置，并抽样检验报监理工程师审批，其各项技术指标必须满足设计规范的要求。

②管基混凝土分两次浇筑，先浇筑管底以下部分，然后浇筑管座混凝土。第一次管基浇筑前对准设计中线位置在砂石垫层上支撑组合钢摸板，将现浇C20混凝土流槽入模，插入式振捣器振捣密实，浇筑时注意预留管壁厚度，混凝土初凝前拉毛养生，保证与管座混凝土紧密结合，达到要求强度后，准备安装管节。接缝完成后进行护管混凝土的第二次浇筑，方法同上。

③混凝土管采用16T吊车或者装载机、挖掘机卸管和起吊，人工配合安装，管节安装位置准确无误后进行临时底部木楔支撑。

④管节接头处用浸过沥青的麻絮填塞，外面用满涂热沥青的油毛毡圈裹二道。在沉降缝位置处预留1～1.5cm缝宽，用沥青麻絮填塞，然后用(三油两布法)三层沥青两层沥青浸渍的麻布沿接缝处缠绕管壁一周（麻布宽≥15cm），并用铁丝将麻布扎紧。

（5）台背回填

混凝土和水泥砂浆达到100%强度后，采用砂性土分层对称回填夯实，分层松铺厚度不得大于20cm，压实度必须达96%以上，管顶填土压实高度大于60cm后方可允许车辆通过。回填遵照两边对称原则，并做到在基本相同的标高上进行，防止不均匀回填造成对构造物的损坏。圆管涵顶部回填土高度必须大于60厘米时方可放行车辆，车辆通过圆管涵时要放慢和避免压坏圆管。每层回填都要做压实度检验，压实度检测结果应符合技术规范要求。

4.4 主要劳动力配备

根据涵洞工程的特点，项目部拟定各专业作业队各工种的上场人数，详见表6。

普工：清理基槽土方，搬移材料、碎石垫层铺设、袋装土护坡、基槽回填，配合技术工种作业等。

模板工：支模前的放线，配模，支模，拆模等。

架子工：施工脚手架及支撑、承重脚手架搭设等。

钢筋工：钢筋加工及半成品的运输，绑扎，保护层的控制等。

砼工：砼的浇筑入模，振捣，养护等。

4.5 主要设备的配备

1、设备配置原则

优选精良、先进的设备，并合理匹配成套，形成综合生产能力；设备能力大于进度指标要求的能力；同类设备尽可能采用同厂家同型号设备，以方便配件供应和维修；就近调配机具设备。

仪器、设备配置合理，数量充足，满足施工试验、检测及测量等需要。

设备功能先进，性能良好，状态稳定。

全部仪器已经过标定合格，并按期进行标定。

主要施工机具由我单位设备物资部门统一调配，以满足本工程需要。

2、主要设备计划配备

主要施工材料计划如下表：

5.1 墙体模板及支架

(1)新浇砼对模板的侧压力标准值:F1=0.22γc t0β1β2V1/2

F2=γc H

使用内部振捣器时取其较小值。

式中:F1、F2—新浇砼对模板的最大侧压力(KN/m2)

γc—混凝土的重力密度(KN/m3)

t0—新浇砼的初凝时间,可按试验确定,缺资料时可取t0=200/(T+15),T为混凝土的温度.

β1—外加剂的膨胀系数,不掺时取1.0,掺缓凝型外加剂时取1.2.

β2—混凝土坍落度影响修正系数,本工程取1.15。

V—混凝土的浇筑速度(m/h)。

H—混凝土侧压力计算处至新浇砼顶面的总高度(m)

本合同段涵洞墙身最大厚度0.9m，墙身最大高度6m，取t0=4h,V=2m/h；

墙体受力：F1=0.22×24×4×1.2×1.15×21/2=41.2KN/m2

F2=24×6=144KN/m2

取较小值为标准值，则则压力设计值F=41.2 KN/m2

(2)倾倒砼时产生的荷载标准值:

取水平荷载为2 KN/m2

(3)荷载设计值;

F’=0.9×(1.2×41.2+1.4×2)=47 KN/m2

（4）强度验算：

对拉片承载能力验算:对拉螺杆钢筋曲阜强度设计值fv=210N/mm

选用φ16对拉螺杆,间距为750×750,每根对拉杆所承受的侧压力:

N=0.75×0.75×47=26.5KN

φ16对拉螺杆截面面积：S=3.14×16^2/4=200.96mm2

侧压力在对拉丝杆中产生的拉应力：

σ=N/S=26500/200.96=131.87N/mm2＜f=210N/mm2

应力小于钢筋屈服强度，拉杆不会变形,对拉螺杆的强度满足要求。

查C级普通螺栓规格表,M16螺栓有效截面积A=157mm2，螺栓抗拉强度设计值fb=210N/m2，则

N=0.8A·fb=0.8×157×210=26.37≈26.5，采用双螺栓可以满足要求。

背枋强度验算:

将模板承受压力转为线荷载(以背枋最大间距,承受最大压力为例):

q=0.5×47=23.5KN/m

按多跨连续梁M=0.125ql2=0.125×23.5×0.62=1.0575KN.m

σ=M/W n=1057.5/167000=6.33N/mm2

背枋刚度验算:

按多跨连续梁计算:

挠度ω=0.677×ql4/(100EI)

=0.677×1.3×23.5×6004/(100×9000×8330000)=0.35mm

从以上验算可以看出,模板背枋的强度和刚度满足要求。

5.2 顶板支架及模板

支架均架设在底板上，使用φ48×2.5扣结式钢管支架，横向间距为0.8m，顺涵身方向间距为0.8m，支架计算高度取6.0m，共5步。在支架顶顺箱涵方向用10cm×10cm 方木作为纵梁，跨度0.8m，间距1.0m。纵梁上用10cm×10cm方木作为横梁，横梁跨度为0.8m，间距为0.3m，其上铺2cm厚胶合板作为顶板底模。

图2 涵洞顶板支架立面图

为便于计算，方木纵梁和横梁自重均忽略不计。

钢筋混凝土密度取26kN/m 3，查施工手册，施工人员荷载取1.0kN/m 2，倾倒混凝土冲击荷载为2.0 kN/m 2，混凝土振捣荷载为2.0 kN/m 2。纵梁、横梁木材均使用鱼鳞云杉，抗弯刚度E=9000×106N/m 2，容许应力[σw ]=13.0Mpa 。胶合板的抗弯刚度E=4860×106N/m 2，容许应力[σw]=9.68Mpa 。涵洞最大盖板厚度1.3m 。

自重荷载：21/8.33263.1m kN Q =?=

计算荷载：2/8.42))0.20.20.1(4.18.332.1(9.0m kN Q =++?+??= （1）模板验算

力学模型为承受均布荷载的多跨连续单向板，为安全起见，按跨度为0.3m 简支梁计算，厚度2.0cm ，计算宽度取1.0m 。

模板上线荷载：m kN q /8.4218.42=?=

图1 模板受力示意图

图2 10×10cm方木横梁受力示意图

模板跨中弯矩：Nm ql M 5.4818

3.0108.4282

32=??== 模板截面抵抗矩：352

21067.66

.00.16m bh W ij -?=?==

模板惯性矩：47331067.612

02.00.112m bh I -?=?== 模板跨中处最大应力：

[]MPa MPa W M w ij 68.922.71067.65

.4815

=<=?==

-σσ 模板跨中挠度：

m l m EI ql f 4

6434105.7400

101.4105.221048603843.0108.4253845---?=

计算跨度0.8m ，间距0.3m ，截面尺寸为10.0cm ×10.0cm ，力学模型为承受均布线荷载的多跨连续梁，为安全起见，简化为承受均布荷载的简支梁计算。承受从模板上传来的均布线荷载，忽略方木模板自重。

横梁方木上线荷载：m kN q /84.123.08.42=?= 横梁支座反力：kN R 14.528.084.12=÷?=横横梁跨中弯矩：Nm ql M 2.10278

.01084.1282

=??==

横梁方木截面抵抗矩：3

4221067.161.01.06m bh W ij -?=?== 横梁方木惯性矩：4

31033.8121.01.012m bh I -?=?==

横梁跨中处最大应力：

[]MPa MPa W M w ij 0.1315.610

67.12

.10274=<=?==

-σσ