改建路段涵洞两侧加宽施工技术

董相斌

中交一公局西北工程有限公司 陕西省 西安市 710000

摘 要：本文以濮阳市S214千口至张寨集段路改建工程一旧涵洞加宽为例，对改建路段涵洞两侧加宽施工技术做一总结，对以后类似工程具有一定参考借鉴作用。

关键词：改扩建公路、旧涵洞、加宽、加高、深基坑、施工技术。

1. 工程概况简述

濮阳市S214千口至张寨集段S209公路改建工程。项目位于濮阳市，在南乐县境内为扩建段，清丰县境内设计部分为新建段，从清丰县的西阳町折回老路设计为扩建段，设计时速80km/h。本文涉及涵洞加宽为南乐县境内的扩建段部分的涵洞。

改建段路K17+862涵洞设计汽车荷载为：公路-I级，设计洪水频率1/100。设计使用年限：100年；环境类别：I类。设计安全等级：一级。地基容许承载力不小于0.3MPa。该涵洞为每侧加宽5米，横坡为2%的单向坡，在台身上调整，桥面铺装10cm钢筋混凝土铺装。基础下设置30cm厚碎石垫层，30cmC30混凝土垫层。

旧涵洞处理方案为：拆除旧盖板，加高台帽19cm后安装预制板，再施工上部结构现浇部分，搭板施工利用旧涵洞搭板，加宽部分搭板为新建。加宽部分基坑深度约为7m深，采用明挖的方式开挖。

2. 工程地质条件

   1. 地形、地貌与工程地质

基底主要为结晶变质岩系及其上地台构造层。地形类别为平原微丘区，地面海拔高度一般在 40—60 米之间。地质年代与土层结构均为第四系全新统冲积层。该涵洞施工位置地层主要为粉质黏土和粉土。

1. 2. 地下水

项目路线所经过的区域属于黄河流域，属河南省比较干旱的地区之一，水资源不多。与工程项目有关的地下水类型为第四系浅层孔隙潜水，砂土、粉土层为主要含水层，地下水水位一般埋深 3.5m左右。加宽涵洞所跨河流为支线河道，为排涝灌溉之用，常年无水。

3. 工程特点及难点

   1. 改建道路为主干线且两侧为居民区，无法修建便道封闭施工，因此采用半幅通车半幅施工的方案，施工空间小。保通压力大，安全风险较高。

   2. 新旧涵洞墙身、台帽尺寸不同

加宽部分墙身、台帽都是一次浇筑成型，旧涵洞台帽加高处理，台帽加高需要要个控制加高部分与就台帽之间的有效连接，控制加宽部分及加高部分的尺寸。

1. 3. 涵洞八字墙、盖板拆除过程极易造成旧涵洞结构的扰动，对涵洞造成不易察觉到变形，导致产生质量隐患。

2. 施工工艺流程

   1. 总体施工流程

1. 2. 加宽部分施工流程

1. 3. 旧涵洞加高施工流程

5. 关键施工控制点

   1. 施工保通

在施工两侧加宽部分的同时，旧涵洞需要通车，因此在开挖施工前，旧涵洞两侧边向内2m处设置围挡，并做警示标识，再进行下一步施工。

左侧加宽部分铺装及搭板施工完成并达到设计强度后，需要导行至左侧已完工的加宽部分，然后施工旧涵洞加高部分，根据导行需要进行围挡的改变。

1. 2. 八字墙破除

旧涵洞八字墙为浆砌片石结构，紧靠墙身，拆除过程需要对墙身有可靠的保护，注意避免损伤旧涵洞墙身。八字墙基础破除后，需要继续下挖1.2m，此过程极易对旧涵洞基础造成扰动导致墙身开裂。

1. 3. 明挖基坑施工

由于作业空间有限且基坑较深，开挖过程由人工配合机械开挖，对机械挖不到的地方进行人工清理，严禁超挖，基坑开挖完成后在河道下游位置低点设置集水坑，避免基坑底积水造成基础沉陷。

开挖共分两级开挖，开挖一级成型防护一级，每一级坡比0.7，为了更好的开挖基础，需要在第一级边坡留一个挖机操作平台。基坑底尺寸比设计基础外围尺寸大60cm，预留支模板和浇筑混凝土的空间。开挖完成后，测定地基承载力是否满足要求，容许地基承载力≥300kpa；由于开挖造成原地基土体松动，本项目在开挖并处理完成后，采用平板夯机整体夯实，知道满足设计要求。及时施工基础碎石垫层及C30砼垫层。

1. 4. 碎石垫层施工

碎石垫层要求压实度达到95%，由于基坑边坡坡度较大，大型机械无法使用，需要小型机械压实，本项目选用了小型冲击夯进行夯实，确保达到设计压实度。特别注意新旧垫层搭接部位为薄弱点需要增加夯实遍数。碎石垫层施工完毕后，用水准仪复核基础底标高，标高复核无误后，用全站仪放出基础边线并引好护桩。

1. 5. 新旧涵洞接缝处理

旧涵洞和加宽部分之间设计为填充沥青麻絮，在破除八字墙后，对旧涵洞搭接面进行清理，清理掉浮土，及松动的混凝土渣，并用水冲洗干净。

在加宽部分基础及墙身浇筑混凝土前，用双面胶粘贴2cm后泡沫板，施工完成后，扣除泡沫板并填塞沥青麻絮。

1. 6. 旧涵洞台帽加高施工

旧涵洞部分利用现有台帽对台帽进行加高处理，为了保证台帽加高部分与就台帽之间有效连接，拆除盖板的过程需要特别注意对旧台帽的保护，台帽加高施工前清理台帽并凿毛处理，在就台帽上植筋，钢筋型号为φ20，植筋间距纵向50cm，横向15cm，植筋必须保证植筋深度和钢筋与就台帽的有效结合。

6. 质量控制要点

   1. 加宽部分基坑开挖质量控制

加宽部分基坑开挖至最底部，为了避免损伤旧涵洞结构，部分边角部位需要人工挖除，开挖过程须控制开挖高程，严禁超挖，人工开挖平整平后，用小型夯实机械进行夯实处理，特别注意新老涵洞基底搭接部位。

1. 2. 旧涵洞结构在拆除过程中的的变形控制

旧涵洞八字墙及盖板拆除过程采用破碎锤破除，破除过程极易对下部墙身造成损伤、扰动，拆除采用从一端至另一端的顺序，严禁从中间破除。拆除过程，需在下部墙身布置若干监测点，在拆除过程检测墙身的位移。拆除过程专人指挥，平稳缓慢，进行拆除。

1. 3. 设计墙身钢筋及伸入基础内60cm，因此在施工基础时，需要预埋墙身钢筋，混凝土浇筑施工前必须对预埋钢筋进行有效固定，控制预埋精度，确保墙身钢筋保护层复核设计及规范要求。为避免墙身钢筋过多接头，以及节约施工时间，钢筋固定采用钢管支架固定，墙身钢筋骨架在基础浇筑之前一次成型。

   4. 加宽部分墙身混凝土浇筑质量：墙身平均高度为515cm，一次浇注成型，分层浇筑，浇筑过程中必须严格控制分层厚度，确保每层混凝土振捣密实，浇筑过程还需严密监测模板变形，保证墙身的竖直度合格。

   5. 预制板安装质量控制

由于盖板安装采用先安装加宽部分后安装中间旧涵洞利用部分的方案，因此盖板预制和安装过程必须严格控制盖板的尺寸和安装位置精度。在安装之前对盖板位置进行放样，复核台帽平面位置，台背回填后重新复核。按规范要求，每安装一块盖板进行盖板平面内位置复核。

7. 安全控制要点

   1. 交通导行

本项目改建段车流量较大，保通导行要求高，施工前编制完善的交通导行方案，先进行应急预案的交底和演练，使各相关方特别是主要责任人，及时明确应急事件发生时，熟悉各岗位的工作内容和各自的责任。施工前根据保通导行方案，进行导行警示装置，围挡的安装，验收通过后方可施工。施工过程还需要随施工进度按照既定施工技术安全方案进行动态调整。

1. 2. 预制板安装

预制板安装，用2台50t吊车配合进行吊装施工，吊车布置在老路上，封闭道路后实施，封闭道路时，施工区域外围150m处进行封闭道路布置。安装过程需专人指挥操作，吊车司机必须持证上岗，确保安装施工安全。

1. 3. 基坑开挖监测

因施工区域，地层为粉质黏土和粉土，极易发生坍塌事故，为确保基坑开挖过程中的安全，基坑监测为施工过程必须进行的工作，通过基坑监测，及时发现施工过程存在的安全隐患和问题，及时分析和反馈。如果发生基坑变形超限，在保证安全的前提下，及时采取相应的抢救措施，保证基坑及周边建筑不发生意外的变形和破坏。

8. 结语

濮阳市干线公路项目，S214千口至张寨集段公路改建工程中K17+862双侧加宽涵洞施工，通过以上方案措施的执行，安全快速顺利完成，为改建路段涵洞加宽施工积累了丰富的经验，为其他轻型桥台桥梁、涵洞的加宽施工提供了经验参考。

参考文献

1. 《基坑工程手册（第二版）》 中国建筑工业出版社 2009

2. 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ 166-2016》 中国建筑工业出版社 2016

3. 《建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2014》 中国建筑工业出版社 2014

4. 《公路桥涵施工技术规范JTGT_F50-2011》 中国建筑工业出版社 2011

5. 《建设工程安全生产管理条例实施指南》 中国建筑工业出版社 2004

6. 《高速公路涵洞加宽新旧涵拼接处受力与变形特性分析及工程技术研究》 长安大学