维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年９月第３期 葛洲坝集团科技 总第６３期 大跨度高涵洞拱圈混凝土浇筑采用大型土胎模的施工实践 黄烈源 摘要 涵洞采用全镇土拱胎模作拱内模的施工方案在南方较少采用，即使采用，其涵洞跨度一般在２．５ｍ 内，长度也只在３０ｍ内。而景德镇珠山西路城市主干道洞长１３１．２ｍ，净跨４ｍ。该涵洞拱圈混凝土浇筑成功采 用了大型土胎模的施工方案。本文介绍大型土胎膜支护的施工实践经验。 关键词路桥涵洞浇筑土胎膜施工 １ 概述 型式比较，具有其优点和缺点。 ２．１优点 珠山西路延伸工程是景德镇市城市主干道，西 ２．１．１施工期短 向通往２０６国道，按该工程的设计布置，在Ｃ标段 因为它免去了安模、拆模、运模、整修等项工序 桩号Ｋ２＋１９５处设置一座全长１５１．５２ｍ的排水涵 的时间，同时也不必花费因装、拆模随之带来的各 洞（其中涵洞长１３１．２ｍ，进出水口段２０．３２ｍ），该涵 种繁杂工作必须的时间，更不必考虑模板其周转 洞净跨４ｍ，中心净高５ｍ，涵顶为半圆形拱圈，厚度 期，因此，大大缩短了施工期。 ０．４８ｍ，由Ｃ３０钢筋混凝土现浇而成，涵洞混凝土 按原计划用６套钢木结构作内模时，其周转期 拱圈以上填筑土料高达１８．４２ｍ。 为１５ｄ／套，每套模板要周转５—６次，工期长达 在施工时间十分局促的情况下，要按劳取酬时完 ８０ｄ，而土胎模计划用７ｄ时间完成，浇筑拱圈混凝 成涵洞的施工任务，如何处理好拱圈模板的型式是一 土用１６ｄ完成，总共时间只有２３ｄ，可确保在施工期 个主要问题，经过工程项目部有关领导和技术人员的 内完成作业，为填筑土方路基赢得了时间。 共同探讨，同时通过对施工期、施工造价、施工难度、 ２．１．２工程造价低 施工工序、施工安全等环节的反复比较，最后，从木模 因为内胎模的材料全部由土料筑成，造价低 结构、钢结构、木钢组合结构，全填土结构等几个具体 廉，与钢木组合结构内模相比较，大大节约了成本。 方案中选择了后者作为拱圈混凝土浇筑的内模进行 原计划用６套钢木结构作内模时，计算其用料为钢 施工，并得到业主工程管理部、监理代表处的大力支 材２６ｔ，木材１７．３ｍ３，加上零配件时合计人民币为 持。这一方案的选定，使该涵洞成为江西省迄今为止 ９３１２５元，而制筑土胎模时填、拆土方为２４００ｍ３，计 的最大型的采用全填土拱胎模作拱内模的先例，对于 人民币６ＯＯＯ０元，砂浆、油毛毡约为３１２５元，相比 江西省的路桥路建设具有一定的意义。 采用土胎模的型式，在我国南方来说，是较为 之下，可节约３００００元，为３２．２％。 少用的，即使采用了这种型式施工，其涵洞跨度一 ２．１．３施工工序少 采用土胎模之后，免去了装、拆、搬运、修整模 般只在２．５ｍ内，长度也只在３０ｍ内，这主要是由 于南方地处温热地带，雨水充沛，土壤潮湿，同时有 板的工序。同时也免去吊机配合吊模的费用以及 些地方的土质也不宜作为胎模填料，可以说，我部 材料损耗等。 此次决定采用土胎模型式，是一个大胆的尝试并取 ２．１．４安全可靠 得成功。 原来计划采用钢木结构型式安装内模时，必须 在拱圈混凝土强度达到设计标号的７０％以上时方 ２土胎模的优缺点 可拆模。拆模和安模都必须以人工为主，机械为辅 配合进行，这样，施工人员在洞内作业，安全较无保 虽然采用土胎膜型式较为落后，但要做好也很 证，而采用了土胎模后，免去了这些工序，施工安全 不容易，土胎模作为涵洞拱圈的内模，与其他安模 大幅度提高，对于安全施工，文明施工十分有利。 ・ ３１ ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｎｏ．３ ｓｅｐｌ ２００２ ＧＥＺＨＯＵＢＡＧＲＯＵＰｓＣⅡ Ｃ磷肥ＣＨＮｏＩ．０ＧＹ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．６３ ２．２缺点 （１）因其全由土料填筑，对于水来说，容易吸 纳，而一旦吸入了雨水，便会使填料软化或降低强 度或出现不均匀的沉陷现象，使浇筑混凝土后的拱 圈由于荷重而出现凹凸不平的现象，造成外观质量 上的缺陷，所以必须随时认真做好防水工作。 （２）必须严格控制填筑土料的材质，既要考虑 压实度能达到要求，又要方便于以后的拆除，所以 要对现有土料进行比较鉴别后再使用。 （３）必须十分细致地制好半圆拱面，使拆模后 洞顶平整，圆弧线条流畅，尤其是该涵洞长达 １３１．２ｍ，要做到这一点是不易的。 ３ 土胎模设计与施工 在认真分析和比较后，我部有关技术人员针对 土胎模的优缺点，进行了充分的部署，制定了施工 方案和施工作业指导书，组织具体施工人员进行技 术交底，对重点进行攻关，力求完成施工任务。 ３．１ 土胎膜的施工工艺流程（见图１） Ｌ｛ ｝图１ 全填土拱胎模施工工艺流程 ３．２土胎膜的填料选择与施工方法 对于本土胎模的填筑选料，进行了综合考虑， 根据工地现有条件按实际情况分别选定： （１）土胎模底部：底部２．７ｍ高度以下选用强 风化石碴作填筑料，每层厚３０ｃｍ，分９层填筑，这 样，对于以后的拆除较为省力些，因为强风化石碴 ・ ３２・ 经碾压后具有一定的强度，而又不粘结成整体。 （２）土胎模拱顶：①此时距拱顶最高点为 ２．２５ｍ，选用粘性土作填料，每层厚３０～３５ｃｍ，分７ 层填筑，这方便于压实，粘合成整体，对于人工修整 带来方便；②拱顶预留的５ｃｍ，其中２ｃｍ为粘土人 工修整厚度，３ｃｍ为Ｍ７．５砂浆保护层。 （３）土胎模端部：涵洞两端部的土胎模各向外 延伸１．Ｏｍ，并以ｌ：ｌ设坡。 （４）为了使土胎模的砂浆保护层不与拱圈混凝 土胶结在一起，又在砂浆保护层而上再复盖一层油 毛毡作为其两者的隔离层。 （５）每层填料经推平后，用１２ｔ振动压碾机对 其进行二平二振的碾压工序，直到拱顶。此时要注 意推平和碾压二道工序的施工机械不得与侧墙相 碰击，以保证涵洞外观质量上的美观。 ４ 土胎模拱圈的修整 ．由于涵洞两侧墙高达３ｍ，而土胎模底部部分 高为２．７ｍ，在３ｍ之内，因其受两侧墙的而自 然成矩形，不存在着修整，而涵拱则以梯形型式填 筑碾压，达到高度后再以挖掘机在两侧边缓缓挖去 多余部分，整成半圆初模之后，再由人工细修成型。 其修整的步骤是： （１）考虑该土胎模长度较大难于一次修整成型 的原因（拱部），故将全长１３１．２ｍ，分为ｌ６个段进 行修整（逐段过关），每段长为８ｍ。 （２）每段在两端及中间各设置一个标准拱模 （用｛３１６钢筋制成），以控制拱胎成型。 （３）设置标准拱模后，用挖掘机缓缓挖去两侧 边的预压部分土料，但留ｌＯｃｍ左右厚度由人工再 修整。 （４）人工修整时，在两端标准拱模上每隔３０ｃｍ 拉线一根，作为整形依据，人工修整后，再用木制拍 板夯实土胎模表面，然后以测量仪器校正拱顶高程 及中心线，无误后，再以Ｍ７．５砂浆抹面成保护层 （层厚３ｃｍ）。 （５）在人工进行修整时，还要特别注意拱脚与 侧墙边的交接处的吻合，以免影响外观质量。 ５土胎模的保护 切实做好土胎模的保护工作，是一项必须引起 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年９月第３期 葛洲坝集团科技 总第６３期 重视的工作，如不认真给予重视，可能会因此而前 功尽弃而返工重筑。 （１）正当我部在填筑土胎模时，也正值当地处 于雷雨集中的季节，所以，保护好土胎模显得更加 重要，我们对此也做了充分的物质准备，工地一开 始填筑土料，防护材料也就在仓库里准备着应用， 我部采用的防护材料是８ｍ宽的彩条厚塑料布，并 随着土胎模的延伸而延伸复盖，直到涵拱面上的砂 浆保护层施工完毕为止。 （２）珍惜劳动成果，修整成型后的土胎模，严禁 一切人员随便登上上面踩踏或行走（检查、验收人 员除外），避免不必要的返工修整。 ６ 拱圈混凝土的浇筑 为了争取时间，采取一边土胎模向前延伸施 工，一边进行拱圈混凝土向前浇筑的方法，拱圈 的外模安装，考虑其为半圆形，全封闭式的安装 方法显然是行不通的，所以采用了双边安装外模， 中间敞开的方式，混凝土浇筑时要控制混凝土落 料要均匀对称地由双边向中间汇拢，其中间敞开 部分由人工抹成弧形，抹弧形的依据是：当分段 编号的拱圈为奇数时，利用双头的封堵钢板，用 铝制刮尺沿封堵板顶边缓缓刮成；当分段编号的 拱圈为偶数时，则以双端头奇数段已形成的弧形 刮成，最后由人工用灰刀抹面修整。混凝土的坍 落度严格控制在３～５ｃｍ之间，否则，中间敞开部 分的弧形就难于操作。 ７土胎模的拆除 土胎模在混凝土浇筑后，强度达到７０％后进 行拆模，根据本施工填料的分层，作出不同层次的 拆除方法，考虑大型机械无法在洞里作业的缘故， 先以人工拆除自拱圈中心线以下３．０ｍ高度，再以 东方红推土机推去余下部分出洞口，再由挖掘机装 车运走。 （１）拆除时，从两端洞口由人工同时进行，当挖 通后，则交由推土机作业（从洞中部向两端洞口推 出）。 （２）全洞土胎模填料全部拆除后，再以人工铲 除残留在侧墙或拱圈砂浆保护层上的土料以及基 面的残碴，然后再凿除去砂浆保护层及油毛毡隔离 层，最后用高压水冲洗干净洞腔四周。 （３）在每段６５．ｍ长的涵洞里拆除土胎模，面 临着二个必须解决的首要问题，也是一个关键的环 节，一是空气流通，二是施工照明，确保人身安全和 拆除工作顺利进行显得十分重要，因此我们对这二 个问题也都已作好充分的准备，我们采取的办法 是：在浇筑拱圈混凝土时，预埋 １０ＰＶＣ管（每隔洞 长２０ｍ预埋一管），以此作为照明电线进出口及送 气口，做到一管双用，并在施工中实施，当进行推土 机作业时，由于排出的废气浑浊了洞内空气，一是 人员呼吸受到影响，二是能见度低，此时，原先预埋 管口得了充分发挥，一方面我们放进了ｌＯ００ｋＷ的 碘钨灯，作为洞内照明，一方面在洞外以鼓风机从 预埋管口向洞内送气，起到了确保操作人员的安全 和顺利施工的直接效果。 ８ 结语 从全填土拱胎模开始填筑到拱圈ｔ昆凝土浇筑 完毕，我们只用了１８ｄ的时间，比原计划采用的钢 木组合结构拱模的８０ｄ缩短了工期６２ｄ，获得很大 的经济效益，从本工程开工至结束，我项目部的领 导和技术人员都给予了十分的重视，从未掉以轻 心，施工时间内，工地上都有一名领导和技术人员 值班，解决施工中的疑难问题并认真检查、督促好 每道工序的施工作业，从而保证了土胎模的顺利完 成。当土胎模全部拆除工序完成后，进行对施工质 量的检查、观察，发现只在局部地方出现微小的凹 凸现象，侧墙与拱脚的接合处符合要求，从施工质 量到外观质量，整体上达到了设计要求。 本工程土胎模的制筑成功，可以说给江西省填 充了路桥建筑方面一项空白，因为迄今为止江西省 境内尚未有先例——采用土脱拱模形式完成了长 １３１．２ｍ，净跨４ｍ，净高５ｍ，涵顶填土高达１８．４２ｍ 的超跨径大型全填土拱脱内模，也创出了江西省路 桥建设中的高填深挖（且集中）的先例（最高填筑路 堤２４．７９ｍ，最深开挖路堑２５．７２ｍ）。 【作者简介】 黄烈源男 葛洲坝集团基础工程有限公司 高级工程师 湖北宜昌４４３００２ ・ ３３ ・
