道路橫截溝施工工藝分析
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摘要:以某市政排水工程橫截溝施工為例，結(jié)合現(xiàn)場施工的實際情況及工藝要求，對橫截溝一體化施工的工藝流程、質(zhì)量控制等方面進(jìn)行分析研究，達(dá)到提高質(zhì)量、安全穩(wěn)定、快速收排水的目的，對今后同類型雨水橫截溝工程施工具有推廣價值。
1概述
近年來，隨著城市交通的快速發(fā)展，為快速排除強(qiáng)降雨過程中的地表徑流水，滿足道路沿線“快速安全收排水”的目標(biāo)要求，針對下穿式市政隧道及縱坡較大的道路工程，在道排設(shè)計中提出并設(shè)計了路面橫截溝收水后通過連接管排水至雨水井的設(shè)計內(nèi)容。道路雨水橫截溝在攔截雨水徑流方面有較大的優(yōu)勢，其地表雨水截流量大、排水效率高。目前道路上使用橫截溝多為篦式橫截溝，受車輛沖擊輾壓頻繁，橫截溝受損后存在不同程度的安全隱患。通常表現(xiàn)為前期橫截溝混凝土破損開裂，后期發(fā)展至截水溝雨箅子破損、移位，導(dǎo)致該地段積水嚴(yán)重、行車沖擊噪聲強(qiáng)烈、四周路面龜裂下沉損壞、產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，嚴(yán)重者引發(fā)道路交通事故。分析產(chǎn)生噪聲、橫截溝破損的原因主要為兩種:一是雨水篦子與橫截溝側(cè)壁之間的緊固件的損壞缺失或減振墊失效造成。二是側(cè)壁預(yù)埋鋼構(gòu)件與混凝土主體連接的破損造成的。針對第一種現(xiàn)象，主要采用能夠明顯提高減振效果且經(jīng)久耐用的材料如聚氨酯PU牛津板施墊于雨篦下方，同時對高強(qiáng)螺栓底部加焊錨板并與異形包邊焊接連接固定徹底解決螺栓松動的問題。對第二種現(xiàn)象主要對側(cè)壁預(yù)埋鋼構(gòu)件與混凝土主體連接的接口進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
2工藝特點
本工藝設(shè)計采用了優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置、強(qiáng)化質(zhì)量控制的一體化設(shè)計原則。一體式設(shè)計原則主要體現(xiàn)在一次性沖壓成型異形包邊鋼板、高強(qiáng)螺栓一次性預(yù)埋錨固到位、混凝土橫截溝一次性澆筑到位，滿足橫截溝主體結(jié)構(gòu)和周圍路面自然順接形成“一體”以及各預(yù)埋鋼構(gòu)件與橫截溝主體結(jié)構(gòu)牢固結(jié)合形成一體等兩個方面。1)本工藝內(nèi)容結(jié)合現(xiàn)場道路實際排水量通過適當(dāng)加大連接管的管徑，連接管直接與雨水井井室連接，對于雙篦式雨水橫截溝在中隔墻混凝土處設(shè)置多道500連通孔滿足橫截溝兩道收水槽能夠快速收水的基本要求，最大限度的降低了橫截溝發(fā)生堵塞的情況，降低后期維護(hù)成本及短時封路清掏對交通的影響。2)橫截溝混凝土澆筑是采用一體澆筑、整體成型的混凝土施工方法，對橫截溝的底板、側(cè)壁、中隔墻一次整體澆筑成型，最大限度保證了橫截溝的一體性，減少了橫截溝滲漏，保證橫截溝的強(qiáng)度，加快了施工進(jìn)度。3)針對橫截溝鑄鐵雨篦承壓面處周邊混凝土邊角易破壞的特點，采用工廠預(yù)制8mm厚異形混凝土包邊鋼板對混凝土邊角采取整體包邊，并對包邊鋼板采用預(yù)埋錨筋點焊加固，高強(qiáng)螺栓錨板連接預(yù)埋錨固到位保證各鋼構(gòu)件的連接成型整體安裝質(zhì)量。
3施工工藝流程及操作要點
3．1施工工藝流程
施工準(zhǔn)備→測量放樣→路面切割開槽→溝槽開挖→墊層施工→鋼筋綁扎施工→預(yù)埋鋼構(gòu)件安裝→模板安裝→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)及拆?！T鐵雨篦安裝。
3．2操作要點
3．2．1施工準(zhǔn)備1)連接橫截溝雨水井室預(yù)留連接管，本工法結(jié)合現(xiàn)場實際情況設(shè)計連接管為DN600混凝土預(yù)制管，因此在雨水井施工時預(yù)埋安裝DN600的雨水連接管，由于連接管埋深較淺所以采用混凝土包封的施工方法保護(hù)連接管。2)預(yù)制異形混凝土包邊鋼板委外加工，采用8mm厚鋼板沖壓制作(如圖1所示)，依據(jù)鑄鐵雨篦定位螺栓位置要求，廠內(nèi)沖壓扁圓螺栓孔便于安裝固定，然后對節(jié)段鋼板整體沖壓制作而成。3)用于施工的材料如鋼材、異形混凝土包邊鋼板、成品鑄鐵雨篦進(jìn)場，經(jīng)檢驗合格后使用，用于施工的混凝土配合比報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。4)技術(shù)準(zhǔn)備工作，首先進(jìn)行技術(shù)交底工作。經(jīng)測量放樣后，與現(xiàn)場實際相符，與周邊排水系統(tǒng)或自然水系能平順銜接。5)橫截溝施工地段設(shè)置警示標(biāo)識以策安全。
3．2．2測量放線根據(jù)圖紙及現(xiàn)場實際情況以及預(yù)留連接管管口的位置精確放樣橫截溝的位置，放線時應(yīng)在道路左右兩側(cè)測量放樣橫截溝的控制點，保證橫截溝與道路垂直，放樣預(yù)留連接管管口的位置，使預(yù)留管口與橫截溝能順利連接。
3．2．3路面切割開槽路面面層施工完畢后，根據(jù)施工圖的要求確定開槽寬度，準(zhǔn)確放樣，劃線后用切割機(jī)鋸縫、順直，鋸縫線以外的瀝青混凝土路面，用塑料布覆蓋并用膠帶紙封好。鋸縫應(yīng)整齊、順直，并注意把瀝青混凝土切透，避免開槽時縫外瀝青混凝土松動。
3．2．4溝槽開挖采用人工配合小型機(jī)械明挖法施工，先由人工將瀝青油面附近的基層材料挖除，由小型機(jī)械負(fù)責(zé)將其余部分的土方挖除，距槽底200mm土方以及預(yù)留管口的位置的土方由人工挖除，開挖過程中禁止超挖。最后由人工修整基槽的側(cè)壁及溝底到設(shè)計尺寸?；娱_挖后，需進(jìn)行溝底高程及基槽尺寸進(jìn)行復(fù)測。開挖清理完畢后，自檢完成后向監(jiān)理單位報驗，檢驗合格進(jìn)行下道工序施工。周邊設(shè)置安全警示標(biāo)識。
3．2．5墊層施工開挖溝槽并檢查合格后，澆筑C15混凝土墊層。
3．2．6鋼筋綁扎施工鋼筋及預(yù)埋件安裝圖見圖2。1)在墊層施工完成后，由測量人員對溝槽位置精確放樣，確定橫截溝溝槽的準(zhǔn)確位置。2)鋼筋施工應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙施工，鋼筋綁扎時分段綁扎整體成型，在綁扎過程中應(yīng)在中隔墻連通孔以及側(cè)壁連接孔等預(yù)埋管節(jié)應(yīng)在鋼筋綁扎時同步安裝，并用環(huán)形加強(qiáng)筋固定牢固，保證鋼筋安裝質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求;鋼筋安裝過程中按梅花形布置安裝混凝土墊塊以保證保護(hù)層的厚度。3)模板底部蹬筋安裝;橫截溝混凝土一次澆筑施工，中墻及側(cè)壁的模板安裝采用吊模法對撐施工。按間距40cm要求分別將蹬筋掛線焊接固定于底板鋼筋上，側(cè)模板安裝時底部固定于底部蹬筋上。
3．2．7鋼構(gòu)件及預(yù)埋件安裝定位預(yù)埋件安裝細(xì)部構(gòu)造圖見圖3。1)異形混凝土包邊鋼板安裝。利用錨筋將異形包邊鋼板與側(cè)壁鋼筋多點焊接連接，打磨鋼板連接處焊縫。用3m直尺檢查鋼板頂面與兩側(cè)道路順接程度，掛線核實修正包邊鋼板的軸線偏差、變形、接縫平整程度，復(fù)核橫截溝異形包邊鋼板平面定位與高程定位位置，直至滿足鑄鐵雨篦后期安裝要求。2)使用自制定位胎架，安裝高強(qiáng)螺栓。并結(jié)合包邊鋼板扁圓條孔微調(diào)螺栓高度、位置的精度，在螺栓下部端頭施焊錨固鋼板與側(cè)壁鋼筋焊接連接使之定位牢固。3)拼裝完成后掛線核實修正包邊鋼板的軸線偏差、變形、接縫平整程度，直至與道路高程一致順接平順，鋼構(gòu)件及預(yù)埋件安裝經(jīng)驗收合格后方可進(jìn)行下一道工序。
3．2．8模板安裝橫截溝模板采用木模板，側(cè)壁及中隔墻模板采用吊模安裝固定施工，模板拼裝前放線測量，確定模板線形直順、美觀;所有模板拼縫間夾軟質(zhì)膠條防漏。
3．2．9混凝土澆筑1)橫截溝混凝土澆筑采用一次性分層澆筑，整體成型，混凝土采用C40P6抗?jié)B混凝土。為降低混凝土入模時對側(cè)模板的沖擊壓力采用人工入模。備好人工振搗用的搗鏟、搗釬等工具。2)混凝土入模后立即進(jìn)行全面的振搗，使之形成密實的均勻體。混凝土的振搗采用插入式振搗器，對于鋼筋密集不易插入混凝土的部位采用30mm棒頭插入振搗。使用時應(yīng)注意垂直插入，不得觸及模板、鋼筋、預(yù)埋件等，振搗上一層混凝土?xí)r應(yīng)將振搗器略微插入下層5cm～10cm以消除兩層之間的接觸面。振搗至表面平整為止，所需時間約15s～30s。在混凝土澆筑過程中要仔細(xì)振搗，確?；炷恋拿軐嵆潭?，防止出現(xiàn)蜂窩、麻面、漏漿等現(xiàn)象。先澆筑底板，適時進(jìn)行過水面高度收面控制，滿足連接管過水面內(nèi)底處混凝土面較最邊緣處底板混凝土面低5cm形成溝內(nèi)排水坡。待底板混凝土流動性減小、底板混凝土初凝前澆筑側(cè)壁與中隔墻混凝土，以避免形成施工縫。兩側(cè)側(cè)壁及中隔墻混凝土澆筑時，應(yīng)保持對稱分層連續(xù)澆筑，分層厚度不超過30cm。3)澆筑過程中加強(qiáng)連接管底部的混凝土的澆筑及振搗，采用人工布料、扦插、振搗的方式保證管口周邊混凝土的密實。最后澆筑至路面高度時應(yīng)特別注意，混凝土與異形包邊鋼板間應(yīng)插搗密實，保證邊角的混凝土強(qiáng)度;路面處混凝土與瀝青路面以及雨水蓋板處應(yīng)順接平順，及時進(jìn)行收面，刮尺收平、鏝刀收光。橫截溝混凝土頂面收漿抹面要嚴(yán)格把握好混凝土終凝時間關(guān)，以達(dá)到最好的效果。抹面分三次，第一次主要是在振動過后10min～15min立即用木抹子抹平。第二次主要是在混凝土初凝前用手指在混凝土面上能按出窩來時用木抹子用力搓動后抹平。第三次主要是在混凝土終凝時用手指在混凝土表面上按不出窩而僅有手印時進(jìn)行木抹子搓動后再用鐵抹子收光面。澆筑完畢后的混凝土硬化初期混凝土強(qiáng)度達(dá)到1．2MPa前禁止行人及料具、模板在混凝土表面行走或堆放，保證混凝土不受任何擾動。
3．2．10養(yǎng)護(hù)及拆?；炷潦┕ね瓿珊?，應(yīng)在收漿后盡快覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，采用土工布覆蓋，覆蓋時間寧早勿遲。養(yǎng)護(hù)時以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為度。當(dāng)氣溫低于5℃時，采取棉被覆蓋保溫措施，養(yǎng)護(hù)時間不少于7d。拆除橫截溝側(cè)模時，混凝土強(qiáng)度一般應(yīng)達(dá)到2．5MPa，以保證不損壞混凝土表面及棱角。
3．2．11鑄鐵雨篦安裝聚氨酯牛津墊片及雨水篦子安裝細(xì)部構(gòu)造圖見圖4。1)安裝減振墊片，減振墊片采用聚氨脂牛津墊片，聚氨酯牛津墊片是新型復(fù)合材料，強(qiáng)度高，彈性好，抗疲勞、抗老化性能好。將聚氨酯牛津墊按照預(yù)埋螺栓的分布位置用電鉆打孔，然后將減振墊片密貼排布在異形包邊鋼板上。2)安裝雨篦前，需在橫截溝兩側(cè)(縱向)拉線確定蓋板安裝高度，保證安裝完成后與兩側(cè)原有路面順接良好。同時需在橫截溝兩側(cè)(橫向)拉線確定雨篦安裝整體線形，雨篦外廓平齊。調(diào)平時需保證與前后路面及兩側(cè)雨篦同時處于一個平面上，局部支撐面存在不平整時加設(shè)薄鋼墊板方便調(diào)整。用3m直尺檢測順接及平整程度合格后及時安裝彈簧墊片和自鎖螺母擰緊壓實固定。
4結(jié)語
本工藝通過對道路橫截溝施工工藝的優(yōu)化創(chuàng)新，在不降低橫截溝施工質(zhì)量要求的前提下，簡化了異形混凝土包邊鋼板等鋼構(gòu)件的制作過程，細(xì)化了混凝土橫截溝的一次性澆筑施工要點。通過提高橫截溝的過程施工工藝控制，橫截溝外觀質(zhì)量、橫截溝整體堅固度均有大幅提升，保證了橫截溝結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。實踐證明，在確保排水效果的基礎(chǔ)上，該工藝滿足了橫截溝在車輛通行時防跳降噪的環(huán)保要求。有效延長了橫截溝使用周期、提升道路行車舒適度及安全性，為其他類似工程提供了有效借鑒。
參考文獻(xiàn):
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［2］GB50204—2015，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］．
［3］GB50141—2008，給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗收規(guī)范［S］．
作者：吳博 單位：太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司
