于一博 秦雯 中交一航局第三工程有限公司

1.工程概況

本分項工程為大連臨空產(chǎn)業(yè)園填海造地工程（三標段）雨水方涵預制安裝施工，雨水方涵分為A型、B型、C型總計140塊；A型和B型結(jié)構(gòu)尺寸為長3.6m、寬3.8m、高3.8m，共133塊，單體混凝土用量19.88m3，重5 0 t，A型鋼筋用量4.2 t，B 型鋼筋用量5.5t；C型為異形，單體混凝土用量27.86m3，重70t，鋼筋用量6.8t，共計需混凝土2839.06m3，鋼筋633.5t，采用C40F300混凝土進行預制。預制完成后需先進行翻轉(zhuǎn)施工再進行安裝。

2.工藝設計

2.1 翻轉(zhuǎn)工藝比選

本工程雨水方涵預制施工設計原采用平臥預制工藝，為提高施工質(zhì)量、簡化施工工序，對施工工藝進行了優(yōu)化。

（1）頂口起吊、側(cè)向翻轉(zhuǎn)。設計在頂口四角預埋圓臺螺母，上端連接吊環(huán)，翻轉(zhuǎn)施工采用兩臺起重機同時作業(yè)。

（2）頂口吊裝、傾覆翻轉(zhuǎn)。方案2設計預埋方式與方案1相同，起吊時先使用起重機通過頂口預埋吊環(huán)將雨水方涵吊起，放置在制作好的楔形墊塊上，使雨水方涵著地時仍為傾斜狀態(tài)，再使用起重機通過側(cè)墻吊環(huán)進行起吊，此時雨水方涵因重心偏移，向傾斜方向翻轉(zhuǎn)90°，最終完成翻轉(zhuǎn)吊裝施工。

2.2 工藝設計

2.2.1 翻轉(zhuǎn)孔設計

受沉箱吊裝預留吊孔工藝啟發(fā)，雨水方涵豎向預制后與沉箱類似，最終確定雨水方涵側(cè)墻預埋翻轉(zhuǎn)孔工藝。經(jīng)過受力計算，設計在雨水方涵側(cè)墻上對應位置預埋兩個直徑21.3cm的翻轉(zhuǎn)孔，翻轉(zhuǎn)孔位于側(cè)墻中心位置，預埋鋼管，并在孔周增加受拉鋼筋。預制完成后采用起重機配合翻轉(zhuǎn)架將雨水方涵進行翻轉(zhuǎn)。

預埋翻轉(zhuǎn)孔位于側(cè)墻中心位置，預埋孔深25cm，預埋鋼管由10cm長φ245鋼管與15cmφ273鋼管焊接形成，兩段鋼管焊接完成后形成一圈卡槽，形成翻轉(zhuǎn)軌道。焊接加工時需將焊接處焊渣處理干凈，并采用角磨機打磨光滑，確保吊架插銷可在翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)順暢轉(zhuǎn)動。

預埋翻轉(zhuǎn)管件需將外片鋼筋切斷，預埋管安裝完成后再將鋼筋與預埋鋼管進行焊接，并在預埋管四周增設雙排16根2m長φ25的加強筋，根據(jù)計算，增加配筋后受力強度可滿足施工要求。

2.2.2 翻轉(zhuǎn)架設計

為實現(xiàn)直立預制方涵后的翻轉(zhuǎn)安裝施工，根據(jù)施工要求及雨水方涵尺寸、重量參數(shù)，設計出一套新型翻轉(zhuǎn)吊架配合雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工。翻轉(zhuǎn)架通過起重機提升、下放連動桿，可實現(xiàn)吊臂自動開合，施工時在人工輔助下可將吊臂插銷準確的插入翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)。

翻轉(zhuǎn)架插銷為類似椎體的特制鋼棒，與吊臂連接部分直徑150mm，插入翻轉(zhuǎn)孔區(qū)域直徑為70mm，上端焊接40mm寬、10mm高的鎖塊，插銷插入翻轉(zhuǎn)孔后，鎖塊與預埋管件卡槽恰好銜接，可防止吊裝時雨水方涵因受力不均發(fā)生傾斜，導致吊臂脫離翻轉(zhuǎn)孔。翻轉(zhuǎn)作業(yè)時雨水方涵以翻轉(zhuǎn)架插銷為軸線，逆時針旋轉(zhuǎn)90°完成翻轉(zhuǎn)施工。

3.工藝實施

3.1 雨水方涵吊裝翻轉(zhuǎn)施工

（1）施工準備。①雨水方涵吊裝施工區(qū)域基礎為回填碎石，為保證施工安裝，施工前采用壓路機對路面進行碾壓整平，保證基礎堅實，并在上層鋪設黃土進行覆蓋。②施工前對吊索具及翻轉(zhuǎn)架的安全性能進行檢查，并對易磨損處涂油進行潤滑。③施工前對雨水方涵進行混凝土強度回彈試驗，強度達到設計強度的80%時即可進行翻轉(zhuǎn)吊裝。

（2）吊裝翻轉(zhuǎn)施工。雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工由兩臺起重機配合翻轉(zhuǎn)架共同作業(yè)完成。①起重機于雨水方涵一側(cè)駐位，通過吊索將吊架與300噸汽車吊的吊鉤連接，同時將吊架連動桿連接在25噸起重機上，穩(wěn)定后開始吊裝施工。300噸起重機緩慢將翻轉(zhuǎn)架移動至雨水方涵上方，25噸起重機緩慢提升連動桿，使吊臂緩緩打開。300噸起重機調(diào)整翻轉(zhuǎn)架高度，使吊臂插銷與與翻轉(zhuǎn)孔中心處于同一高度，緩慢下放連動桿，吊臂緩慢閉合，插銷準確插入翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)，并拆除25噸起重機與連動桿間吊索具，檢查插銷與翻轉(zhuǎn)孔緊密卡合后方可進行吊裝。②吊裝作業(yè)時，300噸起重機緩緩提升雨水方涵，距地面約10cm高度時停止，靜置20s，觀察翻轉(zhuǎn)架及吊索具及雨水方涵有無破損或裂縫，確定安全后繼續(xù)提升方涵，穩(wěn)定后轉(zhuǎn)向堆放區(qū)域移動。③雨水方涵移動至堆放區(qū)域上方后，采用鋼絲繩將雨水方涵預埋吊環(huán)與25噸起重機吊鉤相連接，雨水方涵緩慢提升至距地面2m高度，25噸起重機提升方涵，使雨水方涵受力，重心發(fā)生傾移，以翻轉(zhuǎn)架插銷為軸逆時針翻轉(zhuǎn)90度，完成翻轉(zhuǎn)施工。穩(wěn)定后緩慢下放雨水方涵，安放至堆放區(qū)域。④將連動桿與25噸起重機輔鉤連接，輔鉤緩慢提升，將吊臂充分打開，插銷與翻轉(zhuǎn)孔脫離后，緩慢移動吊架，繼續(xù)進行下一塊吊裝施工。

4.控制重點及措施

4.1 預埋翻轉(zhuǎn)管件

原平臥預制工藝設計預埋吊環(huán)位于雨水方涵頂墻，優(yōu)化施工工藝后，采用豎向預制方式，吊環(huán)位于側(cè)墻位置，需將模板吊環(huán)位置開口。澆筑混凝土時若不進行封堵則會導致模板開口處漏漿。

模板支立完成后，使用聚丙烯泡沫板制作一套擋板，擋板上按照吊環(huán)尺寸預留圓孔，使吊環(huán)與擋板緊密貼合，并使用玻璃膠填補接口處縫隙。然后使用木楔將擋板緊密貼合在模板上。此措施可有效防止模板開口處出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，保證了預制施工質(zhì)量。

4.2 翻轉(zhuǎn)吊裝工藝控制措施

吊裝施工需將吊架插銷插入翻轉(zhuǎn)孔內(nèi)進行施工，吊架為固定尺寸，制作完成后無法進行調(diào)整，故預埋翻轉(zhuǎn)管件水平高度及中心位置必須精確，兩側(cè)翻轉(zhuǎn)孔位置若存在偏差將導致無法進行吊裝施工。

直立預制雨水方涵高度為3.6m，翻轉(zhuǎn)孔位于方涵中心處，即翻轉(zhuǎn)孔中心點標高為1.8m。先將制作完成的預埋管點焊至槽鋼上，槽鋼底端至預埋鋼管中心長度為1.8m，安裝時將槽鋼底端垂直立于底胎畫好的外片模板線上，使預埋管件與模板緊密貼合，水平位置同樣由兩側(cè)外片模板線計算確定。固定后拆除槽鋼，支立模板。

4.3 翻轉(zhuǎn)吊裝工藝控制措施

翻轉(zhuǎn)吊裝施工，首先要對設備選型進行慎重考慮，根據(jù)現(xiàn)場實際施工條件，考慮雨水方涵單體重量及吊裝安放距離，合理選擇起重機型號。施工過程中要確保吊架與雨水方涵翻轉(zhuǎn)孔準確對接后再起吊，翻轉(zhuǎn)過程中要確保吊臂處于閉合狀態(tài)，翻轉(zhuǎn)過程須緩慢進行，避免雨水方涵重心瞬間偏移造成危害。

4.4 成品保護措施

雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工過程中，受風力影響吊架會有輕微晃動，導致雨水方涵頂部與吊架相互碰撞，對雨水方涵造成磕碰。故在施工前需對吊架進行處理，使用海綿塊將吊臂內(nèi)側(cè)包裹，施工過程中發(fā)生碰撞時進行緩沖，使吊架不直接與方涵發(fā)生碰撞，保護成品質(zhì)量。

5.工藝優(yōu)化對比分析

原設計平臥式預制方式預制雨水方涵，施工時需要先對雨水方涵底墻進行預制，然后再支立側(cè)墻及頂墻模板進行預制施工，預制完成后內(nèi)芯及外片模板均需逐片拆除，且內(nèi)芯模板支撐工藝復雜，施工工藝繁瑣、預制施工不連續(xù)、施工工期較長，混凝土表觀質(zhì)量較差。

采用豎向預制方式，可實現(xiàn)內(nèi)芯模板整體吊裝支拆，鋼筋綁扎、混凝土澆筑施工一次完成；四面墻均為直立側(cè)墻，預制混凝土表觀質(zhì)量較好；節(jié)省施工工期，提高了施工效率，減少了施工成本。并發(fā)明創(chuàng)新出全自動翻轉(zhuǎn)架，解決了后期翻轉(zhuǎn)吊裝施工難題。通過實際翻轉(zhuǎn)吊裝施工證明，翻轉(zhuǎn)架工藝可以實現(xiàn)雨水方涵翻轉(zhuǎn)施工，施工工藝操作簡單，施工效率較高，且對雨水方涵質(zhì)量無影響。

6.結(jié)語

雨水方涵施工采用豎向預制工藝、自動翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)工藝進行施工，取得了較好的效果。既保證了施工質(zhì)量及安全，簡化了施工工藝、縮短了施工工期，同時降低了施工成本，取得了較好的經(jīng)濟效益。為今后進行類似工程施工提供借鑒。