CN110004842A - 一种基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备及安装方法，本发明的工艺原理如下：管涵受力原理是管***同受力，与石拱桥受力原理相同。石拱桥的拱块与土体相互作用共同受力，周围的土对石拱块有均匀的反推力，在周围土的反推力作用下，拱圈上部垂直向下的动载荷及静载荷就会转化为拱块与拱块之间的相互作用力，其方向与该点的切线方向平行，形成管土效应。装配式管涵正是利用管土效应使管体与周围的回填***同受力，两者缺一不可。

Description

一种基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法

技术领域

本发明具体涉及一种基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法。

背景技术

利用离心成型法(仿电杆制法)生产耐久性高的小断面钢筋混凝土预制构件获得成功，已应用在建筑物上。不仅可以生产圆形、矩形断面的小构件，而且还可以生产L形、C形和T形等各种断面构件。从使用情况看，与历来浇筑成型的这类构件相比，混凝土密实度高，保护层厚度准确，表面光洁，干燥收缩小，几乎不发生碳化，因此，具有良好的耐久性和实用性。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法。

技术方案：一种基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法，包括如下步骤：

(1)施工准备：

管节预制及配节方式：

K116+979处圆管涵从线路左侧至右侧配节分别为20°斜管节一个，0.49m正管节一个，1.99m正管节19个，0.49m正管节一个，20°斜管节一个；

在圆管涵生产过程中进行严格跟踪监督，严把质量关，各种原材料抽样检测合格后方能使用，对施工配合比和混凝土强度进行抽查，满足设计要求后方能进场；管节预制、运输、存放时，轻吊轻放，堆放地面平整，必要时铺设5-10cm砂垫层，使其受力均匀，以免管节开裂；

(2)测量放样：

涵洞施工前根据图纸设计桩位利用全站仪放出中桩，并设置护桩，根据中桩确定出基坑开挖边线，经测量监理工程师复测合格后进行基坑开挖施工，若有特殊路基处理，按特殊路基处理方案进行处理；

(3)管井降水：

于基坑顶外侧布置管井，基坑两侧对称布置管井直径35cm，井深初步按15m深设置，施工过程中根据降水效果，在进一步确定管井数量、间距及深度；利用水泵抽去管井中的积水，安排专人24h不间断抽水，保持基坑内始终处于无水状态，同时保持周围的排水灌溉***畅通；

(4)基坑开挖：

基坑开挖前根据现场水系情况和基底高程，根据测放好的开挖线，采用人工配合挖掘机，基坑内淤泥先挖至圆管涵右侧晾晒，待晾晒至能够装车后，采用自卸车运走；机械开挖至设计基底标高以上20cm时，采用人工开挖，严禁机械超挖；碎石换填、回填土台阶与基坑开挖一次开挖完成；

(5)换填碎石：

基底需换填碎石，换填厚度为0.6m，换填长度为42.65m，换填碎石基坑底高程为-0.816m，由于圆管涵原地貌为沟塘，基底需回填50cm碎石，因此基坑需开挖至-1.316；

(6)地基承载力检测：

碎石换填完成后采用触探仪器进行基底承载力检测，检测基底承载力是否达到150kpa，若满足要求进行下部工序，若不满足重新进行处理；

(7)砂砾垫层铺设：

基底开挖完成后，测量放样确定基础位置和标高，在涵洞基础范围内，按设计要求进行砂砾垫层铺设；首件圆管涵端部1.7m范围内为55cm，中间范围内为20cm，端部和中部均分两层进行铺设，人工整平后，采用小型夯实机具进行夯实，夯实复核垫层标高，误差±1cm，两侧不做围挡，放坡1:1；

(8)管基混凝土浇筑：

管基混凝土分两次浇筑，注意预留基础沉降缝；第一次浇筑至管底自砂砾垫层以上28cm(预留管壁厚度15cm、座浆混凝土2cm)，模板采用竹胶板，方木做为支撑，混凝土入模后，采用***式振捣棒振捣使混凝土密实，在混凝土表面呈浮浆和不再下沉为止，振捣时间一般为20～30s，待混凝土凝固2天后方可进行安放管节；

(9)管节安装：

管节安装前于管基混凝土上抹30cm宽、2cm厚水泥砂浆找平层，注意控制砂浆厚度，管节安装前根据管节配节方式于管基上采用油漆做出位置标记；管节安装时用25T吊车将管节缓慢吊入基坑内，从线路左侧开始安装，使接头面向线路右侧，确保涵管内径平顺，管身与基础管座接触密实使其受力均匀；另外管节之间的普通缝隙控制在1～2cm，无沉降缝处管缝应一致；安装好后管节沿轴线中心对称；管节安装完成后浇筑剩余管腋部分混凝土，高度为45cm，浇筑前将管基混凝土凿毛处理，浇筑过程中注意振捣范围防止破坏管壁；

(10)沉降缝设置：

基础混凝土浇筑时在设计位置设置基础沉降缝，沉降缝将结构物全部断开，沉降缝宽度2cm，基础沉降缝采用预埋竹胶板的方式设置，于线路中心线位置设置一道，左右两侧对称布置；

(11)防水及接缝处理：

勾缝前首先应将相连两管节接头处清理干净并进行凿毛处理，圆管涵于管节接头缝处(缝宽10-15mm)填塞沥青麻絮，然后采用麻绳(D＝20mm)固定，再缠绕20cm宽四层沥青浸制麻布一周，再均匀布置粗铅丝绑扎，外侧基础以上涂沥青两层，晾干后采用刚刷刷毛处理，最后采用1:3水泥砂浆抹带；抹平后盖上塑料薄膜进行养生，管基顶部与管壁结合部位做20cm高，25cm宽粘土保护层；

(12)洞口端墙：

端墙基础与基坑开挖一并开挖完成，钢筋由钢筋加工场统一下料加工完成运至现场安装绑扎，混凝土分三次浇筑完成，第一次浇筑管节以下基础，宽65cm，高83cm(预留座浆混凝土2cm)，长439cm；第二次浇筑待管节安装完成后浇筑，宽43cm，高165cm，长419cm；第三次浇筑冒石，高25cm正面、左、右两侧均比墙身宽5cm，浇筑完成后顶面棱角做5cmx5cm倒角处理，保证美观；保护层厚度均为3cm，模板采用竹胶板，止水拉杆加固，方木加钢管支撑；分层浇筑注意下层混凝土凿毛，保证新旧混凝土结合；安装过程中严格按照测量组布设的控制点进行控制端墙的线型及纵坡，浇筑前进行复核；

(13)涵背回填：

基坑开挖时已预留台阶，采用5％灰土分层对称回填，回填至整平高程，松铺厚度为20cm，每层压实度不小于96％，采用小型机具夯实。

作为优化：所述施工准备中，需要排查地下管线：根据图纸标明地下管线位置结合现场实际，于圆管涵方圆50米范围内排查地下管线位置，确认后进行施工，若存在管线，待迁改后进行施工，人工机械清除沟塘两侧杂草，掘除20cm。

作为优化：所述施工准备中，需要硬化场地：硬化一块60m²场地用来存放模板等材料，用来放置模板、钢管等机具材料；场地清表后，人工整平、挖机拍实，然后浇筑10cm厚C20混凝土，最后收光抹面。

作为优化：所述施工准备中，需要关注天气预报：施工前，认真查看短期内天气预报，尽量保证圆管涵施工期间避开雨雪天气。合理安排施工尽量利用晴好天气施工。

有益效果：本发明与常规施工方法相比较，该方法具有以下特点：

1.本发明管节长度和角度严格按照设计加工制作。

2.本发明的各管节应顺流水安装平顺，管节必须垫稳坐实，管道内不得遗留泥土等杂物。

3.本发明的管节沉降缝与基础沉降缝的端面必须严格一致，不得有交错现象，非沉降缝的管节接缝，应尽量顶紧。

4.本发明的节间缝隙用沥青浸过的麻絮填塞。管节在对头拼接时，填塞缝隙的麻絮，上半圈从外往里填塞，下半圈从里往外填塞。

5、本发明的适用范围如下：1).地势平坦开阔，地貌简单，高程一般在3.5-4.4m，地表沟渠纵横，邻近海域，地表水流缓慢，河流冲刷作用微弱，岸坡稳定。2).线路区地层为软土及软弱土层，土性主要为粉砂、细砂、砂砾、粉土层，气温较差、日较差都较小。

6、本发明的工艺原理如下：管涵受力原理是管***同受力，与石拱桥受力原理相同。石拱桥的拱块与土体相互作用共同受力，周围的土对石拱块有均匀的反推力，在周围土的反推力作用下，拱圈上部垂直向下的动载荷及静载荷就会转化为拱块与拱块之间的相互作用力，其方向与该点的切线方向平行，形成管土效应。装配式管涵正是利用管土效应使管体与周围的回填***同受力，两者缺一不可。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的管井降水示意图；

图3是本发明的基坑开挖示意图；

图4是本发明的换填碎石示意图；

图5是本发明的沉降缝布置示意图；

图6是本发明的管节接头防水示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

1施工工艺流程

具体施工工艺流程如图1。

2操作要点

1施工准备

1)管节预制及配节方式

K116+979处圆管涵从线路左侧至右侧配节分别为20°斜管节一个，0.49m正管节一个，1.99m正管节19个，0.49m正管节一个，20°斜管节一个。

在圆管涵生产过程中进行严格跟踪监督，严把质量关。各种原材料抽样检测合格后方能使用，对施工配合比和混凝土强度进行抽查，满足设计要求后方能进场。管节预制、运输、存放时，轻吊轻放，堆放地面平整，必要时铺设5-10cm砂垫层，使其受力均匀，以免管节开裂。

表1管节成品质量要求

序号	项目	允许偏差(mm)
			1	混凝土强度	在合格标准内
2	管节长度	+5,0
			3	内径	不小于设计值
4	管厚	-3，正值不限
			5	顺直度	矢度不大于0.2％管节长

2)排查地下管线

根据图纸标明地下管线位置结合现场实际，于圆管涵方圆50米范围内排查地下管线位置，确认后进行施工，若存在管线，待迁改后进行施工。人工机械清除沟塘两侧杂草，掘除20cm。

3)硬化场地

硬化一块60m²场地用来存放模板等材料，用来放置模板、钢管等机具材料。场地清表后，人工整平、挖机拍实，然后浇筑10cm厚C20混凝土，最后收光抹面。

4)关注天气预报

施工前，认真查看短期内天气预报，尽量保证圆管涵施工期间避开雨雪天气。合理安排施工尽量利用晴好天气施工。

2测量放样

涵洞施工前根据图纸设计桩位利用全站仪放出中桩，并设置护桩，根据中桩确定出基坑开挖边线，经测量监理工程师复测合格后进行基坑开挖施工。若有特殊路基处理，按特殊路基处理方案进行处理。

3管井降水

于基坑顶外侧布置管井，基坑两侧对称布置管井直径35cm，井深初步按15m深设置，施工过程中根据降水效果，在进一步确定管井数量、间距及深度。利用水泵抽去管井中的积水，安排专人24h不间断抽水，保持基坑内始终处于无水状态，同时保持周围的排水灌溉***畅通。管井降水示意图如图2。

4基坑开挖

基坑开挖前根据现场水系情况和基底高程，根据测放好的开挖线，采用人工配合挖掘机，基坑内淤泥先挖至圆管涵右侧晾晒，待晾晒至能够装车后，采用自卸车运走。机械开挖至设计基底标高以上20cm时，采用人工开挖，严禁机械超挖。碎石换填、回填土台阶与基坑开挖一次开挖完成。开挖示意图如图3。

5换填碎石

基底需换填碎石，换填厚度为0.6m，换填长度为42.65m。换填碎石基坑底高程为-0.816m，由于圆管涵原地貌为沟塘，基底需回填50cm碎石，因此基坑需开挖至-1.316。开挖示意图如图4。

6地基承载力检测

碎石换填完成后采用触探仪器进行基底承载力检测，检测基底承载力是否达到150kpa，若满足要求进行下部工序，若不满足重新进行处理。

7砂砾垫层铺设

基底开挖完成后，测量放样确定基础位置和标高，在涵洞基础范围内，按设计要求进行砂砾垫层铺设。首件圆管涵端部1.7m范围内为55cm，中间范围内为20cm。端部和中部均分两层进行铺设，人工整平后，采用小型夯实机具进行夯实。夯实复核垫层标高，误差±1cm。两侧不做围挡，放坡1:1。

8管基混凝土浇筑

管基混凝土分两次浇筑，注意预留基础沉降缝。第一次浇筑至管底自砂砾垫层以上28cm(预留管壁厚度15cm、座浆混凝土2cm)，模板采用竹胶板，方木做为支撑，混凝土入模后，采用***式振捣棒振捣使混凝土密实，在混凝土表面呈浮浆和不再下沉为止，振捣时间一般为20～30s。待混凝土凝固2天后方可进行安放管节。

9管节安装

管节安装前于管基混凝土上抹30cm宽、2cm厚水泥砂浆找平层，注意控制砂浆厚度。管节安装前根据管节配节方式于管基上采用油漆做出位置标记。管节安装时用25T吊车将管节缓慢吊入基坑内，从线路左侧开始安装，使接头面向线路右侧，确保涵管内径平顺，管身与基础管座接触密实使其受力均匀。另外管节之间的普通缝隙控制在1～2cm之内，无沉降缝处管缝应一致。安装好后管节沿轴线中心对称。管节安装完成后浇筑剩余管腋部分混凝土，高度为45cm，浇筑前将管基混凝土凿毛处理，浇筑过程中注意振捣范围防止破坏管壁。

10沉降缝设置

基础混凝土浇筑时在设计位置设置基础沉降缝，沉降缝将结构物全部断开，沉降缝宽度2cm，基础沉降缝采用预埋竹胶板的方式设置。于线路中心线位置设置一道，左右两侧对称布置，间距如图5所示。

11防水及接缝处理

勾缝前首先应将相连两管节接头处清理干净并进行凿毛处理，圆管涵于管节接头缝处(缝宽10-15mm)填塞沥青麻絮，然后采用麻绳(D＝20mm)固定，再缠绕20cm宽四层沥青浸制麻布一周，再均匀布置粗铅丝绑扎，外侧基础以上涂沥青两层，晾干后采用刚刷刷毛处理，最后采用1:3水泥砂浆抹带。抹平后盖上塑料薄膜进行养生。管基顶部与管壁结合部位做20cm高，25cm宽粘土保护层。管节接头防水示意图如图6。

12洞口端墙

端墙基础与基坑开挖一并开挖完成。钢筋由钢筋加工场统一下料加工完成运至现场安装绑扎。混凝土分三次浇筑完成，第一次浇筑管节以下基础，宽65cm，高83cm(预留座浆混凝土2cm)，长439cm。第二次浇筑待管节安装完成后浇筑，宽43cm，高165cm，长419cm，第三次浇筑冒石，高25cm正面、左、右两侧均比墙身宽5cm，浇筑完成后顶面棱角做5cmx5cm倒角处理，保证美观。保护层厚度均为3cm，模板采用竹胶板，止水拉杆加固，方木加钢管支撑。分层浇筑注意下层混凝土凿毛，保证新旧混凝土结合。安装过程中严格按照测量组布设的控制点进行控制端墙的线型及纵坡，浇筑前进行复核。

13涵背回填

基坑开挖时已预留台阶，采用5％灰土分层对称回填，回填至整平高程，松铺厚度为20cm，每层压实度不小于96％，采用小型机具夯实。

3、本发明的质量控制规定如下：

1.吊顶所用的吊件、龙骨、连接件、吊杆的材质、规格、安装位置、标高及连接方式应符合设计要求和产品的组合要求，龙骨架组装正确连接牢固,安装位置和整体符合图纸和设计要求。

2.龙骨架单元体组装连接点必须牢固，拼缝严密无松动，安全可靠。

3.H型钢与主体混凝土梁连接牢固。

4.吊顶所用连接件、吊件应做镀锌处理。

5.吊顶工程应按设计要求和有关规定进行起拱，分格线宽度、铝单板板间距应符合设计要求，曲面弧线应流畅。

6.吊顶工程验收时应检查下列文件记录：

1)吊顶的施工图，设计说明及有关设计文件。

2)基层材料(龙骨、连接件、螺栓等)检查记录和质量验收记录。

3)铝板型材产品合格证，性能检测报告，进场检验记录。

4)隐蔽工程检查记录。

通过此项方法的应用，运输安装方便、安装费用低、施工简便、迅速、工期短，能够生产圆形、矩形、L形、C形和T形等各种断面构件。用离心成型法生产的构件密实度高，保护层厚度准确，表面光洁，干燥收缩小，几乎不发生碳化，因此，具有良好的耐久性和实用性。

通过此项方法的应用，施工进度快，节省人工，减少施工安全隐患，施工进度快、适用性广、使用年限久，提高了企业在业主单位的形象、地位，为企业赢得了较好的声誉。

Claims (4)

1.一种基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)施工准备：

管节预制及配节方式：

K116+979处圆管涵从线路左侧至右侧配节分别为20°斜管节一个，0.49m正管节一个，1.99m正管节19个，0.49m正管节一个，20°斜管节一个；

在圆管涵生产过程中进行严格跟踪监督，严把质量关，各种原材料抽样检测合格后方能使用，对施工配合比和混凝土强度进行抽查，满足设计要求后方能进场；管节预制、运输、存放时，轻吊轻放，堆放地面平整，必要时铺设5-10cm砂垫层，使其受力均匀，以免管节开裂；

(2)测量放样：

涵洞施工前根据图纸设计桩位利用全站仪放出中桩，并设置护桩，根据中桩确定出基坑开挖边线，经测量监理工程师复测合格后进行基坑开挖施工，若有特殊路基处理，按特殊路基处理方案进行处理；

(3)管井降水：

于基坑顶外侧布置管井，基坑两侧对称布置管井直径35cm，井深初步按15m深设置，施工过程中根据降水效果，在进一步确定管井数量、间距及深度；利用水泵抽去管井中的积水，安排专人24h不间断抽水，保持基坑内始终处于无水状态，同时保持周围的排水灌溉***畅通；

(4)基坑开挖：

基坑开挖前根据现场水系情况和基底高程，根据测放好的开挖线，采用人工配合挖掘机，基坑内淤泥先挖至圆管涵右侧晾晒，待晾晒至能够装车后，采用自卸车运走；机械开挖至设计基底标高以上20cm时，采用人工开挖，严禁机械超挖；碎石换填、回填土台阶与基坑开挖一次开挖完成；

(5)换填碎石：

基底需换填碎石，换填厚度为0.6m，换填长度为42.65m，换填碎石基坑底高程为-0.816m，由于圆管涵原地貌为沟塘，基底需回填50cm碎石，因此基坑需开挖至-1.316；

(6)地基承载力检测：

碎石换填完成后采用触探仪器进行基底承载力检测，检测基底承载力是否达到150kpa，若满足要求进行下部工序，若不满足重新进行处理；

(7)砂砾垫层铺设：

基底开挖完成后，测量放样确定基础位置和标高，在涵洞基础范围内，按设计要求进行砂砾垫层铺设；首件圆管涵端部1.7m范围内为55cm，中间范围内为20cm，端部和中部均分两层进行铺设，人工整平后，采用小型夯实机具进行夯实，夯实复核垫层标高，误差±1cm，两侧不做围挡，放坡1:1；

(8)管基混凝土浇筑：

管基混凝土分两次浇筑，注意预留基础沉降缝；第一次浇筑至管底自砂砾垫层以上28cm(预留管壁厚度15cm、座浆混凝土2cm)，模板采用竹胶板，方木做为支撑，混凝土入模后，采用***式振捣棒振捣使混凝土密实，在混凝土表面呈浮浆和不再下沉为止，振捣时间一般为20～30s，待混凝土凝固2天后方可进行安放管节；

(9)管节安装：

管节安装前于管基混凝土上抹30cm宽、2cm厚水泥砂浆找平层，注意控制砂浆厚度；管节安装前根据管节配节方式于管基上采用油漆做出位置标记；管节安装时用25T吊车将管节缓慢吊入基坑内，从线路左侧开始安装，使接头面向线路右侧，确保涵管内径平顺，管身与基础管座接触密实使其受力均匀；另外管节之间的普通缝隙控制在1～2cm，无沉降缝处管缝应一致；安装好后管节沿轴线中心对称；管节安装完成后浇筑剩余管腋部分混凝土，高度为45cm，浇筑前将管基混凝土凿毛处理，浇筑过程中注意振捣范围防止破坏管壁；

(10)沉降缝设置：

基础混凝土浇筑时在设计位置设置基础沉降缝，沉降缝将结构物全部断开，沉降缝宽度2cm，基础沉降缝采用预埋竹胶板的方式设置，于线路中心线位置设置一道，左右两侧对称布置；

(11)防水及接缝处理：

勾缝前首先应将相连两管节接头处清理干净并进行凿毛处理，圆管涵于管节接头缝处(缝宽10-15mm)填塞沥青麻絮，然后采用麻绳(D＝20mm)固定，再缠绕20cm宽四层沥青浸制麻布一周，再均匀布置粗铅丝绑扎，外侧基础以上涂沥青两层，晾干后采用刚刷刷毛处理，最后采用1:3水泥砂浆抹带；抹平后盖上塑料薄膜进行养生，管基顶部与管壁结合部位做20cm高，25cm宽粘土保护层；

(12)洞口端墙：

端墙基础与基坑开挖一并开挖完成，钢筋由钢筋加工场统一下料加工完成运至现场安装绑扎，混凝土分三次浇筑完成，第一次浇筑管节以下基础，宽65cm，高83cm(预留座浆混凝土2cm)，长439cm；第二次浇筑待管节安装完成后浇筑，宽43cm，高165cm，长419cm；第三次浇筑冒石，高25cm正面、左、右两侧均比墙身宽5cm，浇筑完成后顶面棱角做5cmx5cm倒角处理，保证美观；保护层厚度均为3cm，模板采用竹胶板，止水拉杆加固，方木加钢管支撑；分层浇筑注意下层混凝土凿毛，保证新旧混凝土结合；安装过程中严格按照测量组布设的控制点进行控制端墙的线型及纵坡，浇筑前进行复核；

(13)涵背回填：

基坑开挖时已预留台阶，采用5％灰土分层对称回填，回填至整平高程，松铺厚度为20cm，每层压实度不小于96％，采用小型机具夯实。

2.根据权利要求1所述的基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法，其特征在于：所述施工准备中，需要排查地下管线：根据图纸标明地下管线位置结合现场实际，于圆管涵方圆50米范围内排查地下管线位置，确认后进行施工，若存在管线，待迁改后进行施工，人工机械清除沟塘两侧杂草，掘除20cm。

3.根据权利要求1所述的基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法，其特征在于：所述施工准备中，需要硬化场地：硬化一块60m²场地用来存放模板等材料，用来放置模板、钢管等机具材料；场地清表后，人工整平、挖机拍实，然后浇筑10cm厚C20混凝土，最后收光抹面。

4.根据权利要求1所述的基于离心成型法的装配式涵洞管节整体制备与安装方法，其特征在于：所述施工准备中，需要关注天气预报：施工前，认真查看短期内天气预报，尽量保证圆管涵施工期间避开雨雪天气。合理安排施工尽量利用晴好天气施工。