2005年7月福建省厦门市千秋业水泥制品有限公司，为了满足市政府对厦门市文远路地下人行通道工程提前完工期限的要求，承担了开发预制装配化钢筋混凝土箱涵的任务。经过2个月的努力，与工程工期相比缩短一个月完成任务，得到各级政府管理部门的好评。现工程良好运行已逾一年多，说明厦门市文远路地下人行通道应用预制装配化钢筋混凝土箱涵的设计、制造、施工是成功的。现把主要情况在本文中予以介绍，作抛砖引玉的作用，推动我国预制装配化钢筋混凝土箱涵的发展。
一、开发预制钢筋混凝土箱涵的意义
预制装配化钢筋混凝土箱涵与现浇钢筋混凝土箱涵比较具有下列竞争优势：
1、箱形管道可以根据工程的地理环境等各项条件，合理地调整箱涵的宽度和高度，满足输送介质的流量要求和合理地占用地下空间。而圆形断面的管道不具备这样的优点，在大型地下管道中，同等流量条件下，圆形管道与箱型管道相比，会占用更多的空间，开挖更多的土方。所以一定条件下箱形管道有它独特的优点。
2、现场浇筑钢筋混凝土箱涵，施工作业时间长、湿作业工作量大、需较长的混凝土养护增强时间，开槽后较长时间不能回填，在城市中不利于道路缩短施工工期、快速放行的要求。
根据这次在厦门市文远路地下人行通道中第一次采用预制装配化钢筋混凝土箱涵的施工，虽然安装经验不足，但11块箱涵安装只用了2天时间，与现浇工期相比减少了20多天。
3、在现场制作中，地下水对施工有较大影响，需将地下水降至底板标高以下，增加施工成本，也不利于生态环境的保护。
4、现场制作的混凝土抗渗性能不如工厂内制作的混凝土，局部容易发生渗漏，影响管道的使用功能。
5、现场制作的钢筋混凝土箱涵按一定长度（约20m）分段，分段间采用橡胶止水带连接，其缺点有：
a. 橡胶止水带耐压力差，如输送液体介质，只能在低压状态下工作，一般只用于无压管道；
b. 现场制作的管道分段间隔长度大，地基如有不均匀沉降、或受外荷载（如地震）作用，易发生折断，因此管道纵向基础承载力要求高，纵向配筋量要加大。
预制装配化钢筋混凝土箱涵长度1.0m～3.0m一节，每节间采用橡胶圈连接，与钢筋混凝土圆管的接头相同，具有良好的折角及位移的抗渗性能，一般称之为“柔性”接头。能承受1.0MPa～2.0MPa及以上的抗渗要求，在地基发生不均匀沉降或受外荷载作用、管道产生位移、折角时，仍能保持良好的抗渗性能，抗地震功能极强。也可利用接口在一定折角范围内具有的良好抗渗性，可铺设为弧线形管道。
6、现场制作生产条件差，结构计算中要加大安全度，因此材料用量也要增加。
7、预制装配化钢筋混凝土箱涵与现场浇制钢筋混凝土箱涵相比也有不足之处，如：
a. 大型箱涵体大质重，运输安装需要大型运输和吊装设备，增加工程支出费用。
这是影响预制装配化钢筋混凝土箱涵应用的主要拦路虎，如不能降低其自重，一会增加大型箱涵制作难度、二会加大工程成本，不利于预制装配化钢筋混凝土箱涵的推广应用。这是这次研制工作中的重点，必须对此有所突破。
b. 预制装配化钢筋混凝土箱涵接口多，对接口的设计、制作、施工要能满足抗渗的要求。
预制装配化钢筋混凝土箱涵的开发是地下管道中一种新型管材的补充，在特定条件下有它的竞争优势，在适宜的条件下，应大力提倡推广应用预制装配化钢筋混凝土箱涵。
二、预制大型钢筋混凝土箱涵需注意的几个问题
1、成本控制
工厂预制现场装配的方式，由于运输及吊装费用的发生，增加了箱形管道的成本费用，一般情况下会使工程成本加大，增加推广应用的难度。这次厦门工程的实践说明，只要采取一定措施，施工总费用的增加可以控制在能接受的范围内。
2、合理的壁厚和配筋设计
目前现浇钢筋混凝土箱涵的壁厚较厚、配筋较多，这是由它的结构特性和施工特性所决定的，预制钢筋混凝土箱涵不能完全仿照现浇钢筋混凝土箱涵的壁厚和配筋。以往试制的预制装配化钢筋混凝土箱涵，没有根据工厂制作的特性，相应减薄壁厚和减少配筋，以至预制装配化钢筋混凝土箱涵材料没有得到节省，而运输、吊装费用增加，使工程总费用增大，这就不能显示预制装配化的优点，故而也不能得到推广应用。
预制装配化钢筋混凝土箱涵在工厂内制作，应发挥工厂制作产品质量稳定性、可靠度高的优势，可以减小壁厚和降低配筋量，有效降低生产制作箱涵的成本，减轻单件制品的重量。
3、适宜的接口，确保接口的密封达到管道工作性的要求
大型箱涵的接口密封性是至关重要的，以往的箱涵采用平接口或企形接口，以砂浆作为堵漏材料，密封性不可靠。当前环保及人文要求都大为提高，接口不具备有效的密封性，在工程中不宜使用。因此接口的设计应给予足够的重视，接口密封性能要达到管道工程的使用要求。
三、厦门文远路地下人行通道预制装配化钢筋混凝土箱涵结构形式
结构设计按“给水排水工程结构设计规范（GB69-84）”及“给水排水工程埋地矩形管管道结构设计规程（CECS 145：2002）”执行。
1、预制装配化钢筋混凝土箱涵的接口：
预制装配化钢筋混凝土箱涵的接口按照抗渗漏要求分为三个等级：（1）不得渗漏接口，常用于输水管道；（2）不宜渗漏接口，常用于排污水管道和地下人行通道；（3）渗漏不严格要求接口，常用于排雨水管道。
按上述接口等级，预制装配化钢筋混凝土箱涵的接口分别可设计为平口、刚性企口、柔性油膏企口接口、橡胶密封圈柔性企口接口等形式。当前常用的为刚性企口接口，但今后应发展橡胶密封圈柔性企口接口或柔性油膏企口接口，特别是在作为输送污水管道时更应采用柔性接口。
厦门文远路箱涵为地下人行通道，对接口有较高的抗渗要求。虽然在人行地道结构上可以采取措施，不使渗透的水流滴至行人身上，但箱涵的接口是按不得渗漏等级设计的，采用单胶圈柔性密封接口。
2、 壁厚及长度的确定
内宽5000mm、内高3100mm箱涵为特大型箱涵，如采用普通钢筋混凝土结构，现浇箱涵的顶板与底板壁厚一般为350～550mm，取2m长为一节，单节箱涵重量将在35t以上，由于超重，生产和安装施工都会有较大困难，增加生产、运输及施工成本。
按照厦门千秋业水泥制品有限公司的生产和吊运能力，预制装配化钢筋混凝土箱涵的重量以不超过25t为佳。因此箱涵结构设计时，顶板厚度定为270mm、底板厚度300mm、侧板厚度250mm，每节长度2.0m，单节重量24.5t 。
3、配筋
（1）配筋计算原则
a. 计算除考虑使用阶段荷载外，一般尚应对施工荷载进行验算；
b. 内力计算沿纵向截取单位长度，按弹性地基上的闭合框架进行；
c. 顶板、底板与侧板的连接可假定为刚接点；
d. 以构件的截面重心线作为计算轴线；
e. 内力计算时，忽略腋角的影响；
f. 一般情况下不进行纵向的强度计算。
（2）工况条件
箱涵顶部至设计地面高度 Hs=0.9 m；
开槽施工，土壤内摩擦角30°；
地下水位在地面以下1m；
内水压力不列入荷载组合。
（3）配筋图
以顶板中点弯矩作为配筋控制值，M1=159.7459kN-m；钢筋中心的保护层厚度为40mm，h0=210mm；C35混凝土；HRP335钢筋。
四、预制装配化钢筋混凝土箱涵制作工艺
图9 箱涵制作主要工序
五、安装施工及完工后的文远路人行地下通道图片
(a) (b)
(c) (d)
照片3
（a）—正在外运的箱涵；（b）--正在安装的箱涵；（c）--地道出入口；（d）--完工后的地道
六、结语
1、随着国家城市建设的发展，预制装配化钢筋混凝土箱涵应用会越来越广泛，在当前阶段研制预制装配化钢筋混凝土箱涵有较大意义。它也是管道装配化快速施工的重要一环，实现装配化是城市基础设施建设中急需发展的施工技术。
2、 本次研制中，箱涵壁厚较大程度地减薄，自重大为减轻，使大型钢筋混凝土箱涵工厂预制化得以能实现。
3、 首次在钢筋混凝土箱涵中采用柔性橡胶圈密封接口，与传统刚性企口接口相比，接口的密封更加可靠有效，较好地解决了非圆形钢筋混凝土管道构件的接口抗渗问题。
4、 厦门市千秋业水泥制品有限公司这次研制是成功的，产品质量优异、材料用量较大节省、施工时间大为缩短、成本与现浇施工基本相当。
5、为加速推广应用预制装配化钢筋混凝土箱涵，建议中国混凝土与水泥制品工业协会协同有关部门，组织力量、携手协力、创造条件，在全国各地更多地研制开发，使这种已在国外广为应用的预制装配化钢筋混凝土箱涵产品在我国也得到更快地发展。
产品研制单位：厦门市千秋业水泥制品有限公司
