箱涵中繼間法頂進(jìn)施工技術(shù)

箱涵中繼間法頂進(jìn)施工技術(shù)劉學(xué)軍（五公司）摘要：本文已襄渝二線工程ZDK567+4921-3.0m鋼筋混凝土框架頂進(jìn)箱涵為例，介紹了在確保既有線運營安全的情況下，對既有線路加固、開挖工作坑、后背制作、滑板制作、箱身預(yù)制、頂進(jìn)施工等框架箱涵頂進(jìn)施工工藝進(jìn)行了闡述，并對頂進(jìn)過程中需注意的問題進(jìn)行了論述，最后對糾偏措施做了介紹，以推廣該技術(shù)。關(guān)鍵詞：箱涵，頂進(jìn)施工，糾偏措施橋涵頂進(jìn)施工是利用機(jī)械設(shè)備的頂推力，將預(yù)制好的橋涵結(jié)構(gòu)主體，頂推穿越既有建筑物或既有結(jié)構(gòu)設(shè)施下伏土體的一種施工方法。其適用于在不斷絕交通的前提下穿越公路、鐵路、城市的道路。具有對既有交通影響小、減少土方開挖量、少占地、安全、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢在工程實踐中被大量采用。為確保被頂線路的行車安全及施工安全，必須在頂進(jìn)作業(yè)之前對既有線路（一般指鐵路和公路）進(jìn)行加固。頂進(jìn)施工有一次頂入法、對頂法、中繼間法、對拉法、解體頂進(jìn)法、開槽頂進(jìn)法、多箱分次頂進(jìn)法、頂拉法等多種。施工前應(yīng)視情況因地制宜合理選用經(jīng)濟(jì)實用的方法。結(jié)合工程實際，重點介紹中繼間法的施工方法和體會。1、工程概況襄渝二線鐵路安康至梁家壩段，在蒲家至雙龍區(qū)間ZDK567+492處，設(shè)計有一孔凈空為3m寬,3.5m高鋼筋混凝土蓋板箱涵，與既有電氣化鐵路無縫線路正交的頂進(jìn)箱涵，涵身全長32.24m，涵身分五節(jié)。本涵設(shè)計3~7涵節(jié)（3+4x5m）采用分段中繼頂進(jìn)施工，即3~7涵節(jié)分節(jié)段并排預(yù)制，中繼頂進(jìn)。出入口及1~2涵節(jié)為整體式基礎(chǔ)鋼筋混凝土蓋板涵。涵頂覆土為粉質(zhì)粘土厚度1~5m。此段既有線路為曲線段，坡度-7.8%。,線路采用60kg/m鋼軌,軌枕為1760根/kmo根據(jù)施工現(xiàn)場實際和現(xiàn)有施工機(jī)具情況，決定采用中繼間法施工，頂進(jìn)施工前采用P50鋼軌組合縱橫梁吊軌對既有線加固。2施工工藝2.1開挖工作坑工作坑是預(yù)制和頂框架的工作場地工作坑的位!應(yīng)根據(jù)鐵路兩側(cè)地J場地大小及土質(zhì)情況全面慮并要有利于施2、運輸及庸設(shè)置。該涵工作坑設(shè)截路左側(cè)采用P50鋼軌樁結(jié)合M7.5漿砌片石后背工作坑的開挖尺寸按以下原則確定：工作坑長度=框架底板長度+千斤頂長度+橫梁厚度+后背地梁厚度+0.5m=23+1.5+0.5+0.5=25.5m

工作坑寬度=框架底板寬度+2x方向支墩寬度+0.30m=3.7+2x0.20+0.30=4.40m工作坑至鐵路外側(cè)鋼軌的距離不少于2?50m,并保證路基邊坡穩(wěn)定。工作坑開挖采用人工開挖，在四周挖集水坑，并在兩側(cè)挖截面為300mmx300mm排水溝。2.2后背制作根據(jù)箱涵衡所需最大的頂力來設(shè)計后背。后靠須根據(jù)疊箱涵頂進(jìn)最大頂力和一定的變最來進(jìn)行設(shè)計后背的強(qiáng)度□岡度。（1）、頂力計算｛按橋規(guī)第2-386條（2-132）式｝:P=K偵f+（N+N）f+2Ef]式中：P-最大頂力（t）K-系數(shù)，取K=1.2N-涵頂上荷載（t）。由于采用架空頂進(jìn)，故該項為0。f-涵頂部表面荷重與頂部之間的摩阻系數(shù)，取f=°.3。N2-涵身自重（t）。N2=QL+loG），式中Q為單位長度涵身自重（t/m）,L為頂進(jìn)涵長（m）,10（t）為機(jī)具、人群、刃角以及未能及時運走的土重等施工荷重。f2-涵身底板與基底土摩阻系數(shù)，取f2=0.8。E-涵身兩側(cè)土壓力（t）。52"5°一2L3f52"5°一2L3f7 （L必a+btg45。一一

一、-」I2）b-頂涵高度（m）;a-頂涵fjg（m）;箱底土壓。2=印H2,式中&=。3,y-土容重，取丫=16kNm3,fKP-普氏土壤堅固系數(shù)，取0.8;中-土內(nèi)摩擦角，取40°。f3-側(cè)面摩阻系數(shù)，取f=0.8.（340。\E=16x4.44xtg245。一一I2）P=1.2xto+（0+3502.1+100）x0.8+2x94.35x0.8（2）、后背受力檢算23x0.8)一( 40。\3.7+4.44tgI45。-一]74.4%〔=94.35kN+ /23639kN按設(shè)計后背尺寸進(jìn)行檢算。后背的抗力主要來自三個方面：后背土壓力、后背自重產(chǎn)生的阻力、滑板與涵節(jié)相連后的阻力。填土為砂性土，單位長度的主動土壓力：E「=2『H2K廣19x4.52x3,2=577kN/mF=EL=577x6.1=3520kN后背自重產(chǎn)生的阻力：F=Gf=6.85x24x6.1x0.6=602kN滑板與后背相連的阻力：F2=G2f=22x6.1x0.2x24x0.6=386kNF=F+七+F2=3520+602+386=4508kN>4152kN(設(shè)計最大頂力)(3)、后背施工：后背由后背墻和后背填土組成。后背墻是頂進(jìn)千斤頂頂力作用的主要受力結(jié)構(gòu)，其作用很重要，必須保證安全、可靠，故施工質(zhì)量一定要保證。后背墻采用C20混凝土澆筑，為加強(qiáng)后背墻的整體性，在后背受力面增設(shè)16鋼筋網(wǎng)，間距按20x20cm布置，且與滑板連成整體。后背填土根據(jù)后背尺寸設(shè)計，盡量利用工作坑后側(cè)邊坡的原狀土，不足部分借土填筑。2.3滑板制作滑板按設(shè)計采用20cm厚C20鋼筋混凝土澆注,頂面下設(shè)一層鋼筋網(wǎng)，為增大滑板與地面的摩擦力，滑板下每3m設(shè)地錨梁一道，與滑板一同澆灌。地錨梁寬40cm，高40cm。地錨梁直接挖槽澆注。滑板與后背梁連接采用18mm鋼筋間隔20cm布置。滑板表面光滑，并做成3%。的前高后低仰坡?；屙斆嬖O(shè)置潤滑隔離層，由潤滑層和塑料薄膜組成，其作法為:滑板頂面干燥后，直接澆一層3mm厚的摻入15%的機(jī)油石蠟。待石蠟?zāi)毯?，撒一層?.2mm~1.0mm的滑石粉，再在其上鋪兩層塑料薄膜，薄膜接縫處壓茬0.2m并使接茬口朝頂進(jìn)方向。2.4箱身預(yù)制在工作坑底板潤滑層上預(yù)制鋼筋混凝土箱身。根據(jù)地形條件,五節(jié)箱身采用串聯(lián)式和并聯(lián)式并用的箱身預(yù)制方法，其中三節(jié)采用串聯(lián)式，兩節(jié)采用并聯(lián)式。首先做好測量定位工作應(yīng)使串聯(lián)的各節(jié)箱身中心線、滑板中心線和頂進(jìn)箱涵中心線在同一直線上。并聯(lián)箱身橫移采用在底板上設(shè)置滑道用卷揚機(jī)及滑車組牽弓I的辦法。施工順序:測量定位-綁扎底板和底刃腳鋼筋一灌注底板底刃腳混凝土一養(yǎng)護(hù)一安裝內(nèi)模一綁扎側(cè)墻及頂板鋼筋一安裝外模一灌注側(cè)墻及頂板混凝土一養(yǎng)護(hù)一拆模一安裝鋼刃腳一做箱身防水層及潤滑設(shè)施。在箱身頂板和側(cè)墻前端均安裝鋼制刃腳，鋼刃腳由15mm鋼板制成,鋼刃腳與箱身前端預(yù)埋螺栓相聯(lián)結(jié)，上刃腳保持水平，刃腳要擰緊牢固、安裝準(zhǔn)確，否則對頂進(jìn)中高程變化影響較大。底刃腳為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，刃腳端采用鋼板裹腳，底刃腳混凝土與箱身底板混凝土同時澆筑。箱身及底板鋼筋焊接時，在施焊地點鋪設(shè)一塊石棉板,以免燒壞潤滑隔離層。箱身頂面除做防水層之外，還用混凝土做10cm厚的保護(hù)層,并做成排水坡。側(cè)面除涂瀝青外,還要涂刷石蠟，減少頂進(jìn)阻力。2.5頂進(jìn)施工2.5.1框架箱涵頂進(jìn)施工工序挖土T清底T測量T開鎬T頂進(jìn)T換頂鐵T接長車道T測量校正T下一個頂進(jìn)循環(huán)。2.5.2千斤頂?shù)牟荚O(shè)采用TDW-200型千斤頂，頂程30cm,根據(jù)設(shè)計箱涵最大頂力P=451t,利用公式nkPi>P計算出千斤頂?shù)目偱_數(shù)（k為頂力利用系數(shù),一般取0.7;Pi為單個千斤頂?shù)脑O(shè)計頂力），得出每個中繼間需布置3臺千斤頂。千斤頂設(shè)在兩節(jié)涵身之間或末節(jié)涵身與后背之間，千斤頂對稱布置。2.5.3中繼間的處理為了防止頂進(jìn)過程中相鄰各節(jié)箱體在垂直方向上產(chǎn)生嚴(yán)重錯牙，增加中繼間的抗剪能力,在前后節(jié)箱體間設(shè)置剪力楔，即在前節(jié)箱體邊墻端面內(nèi)埋入3mm厚薄鋼板制的空盒,并涂上潤滑機(jī)油，在后節(jié)箱體正面預(yù)埋短鋼軌楔（采用43kg/m鋼軌，長度50cm）,楔子插入空盒中,箱體在頂進(jìn)時楔子在盒內(nèi)滑移，楔子埋設(shè)要平順，豎向要留有15mm的空隙。為防止頂進(jìn)過程中土壤擠進(jìn)涵身，需在箱體外的頂、側(cè)三面設(shè)置鋼護(hù)板，即沿前節(jié)箱體接縫處預(yù)埋20mm厚的鋼護(hù)板，鋼護(hù)板長度延伸至后節(jié)箱體30cm（在千斤頂最大行程時），為了防止頂進(jìn)過程中巨大的摩擦使鋼護(hù)套脫落，采用在混凝土中預(yù)埋鋼筋穿孔與鋼護(hù)板焊接形成一個整體。2.5.4頂進(jìn)作業(yè)五節(jié)框架箱涵分別從頂進(jìn)方向往后背方向編號為1號、2號、5號,采用并列的兩節(jié)編號為3號、4號。頂進(jìn)施工時，每鎬頂程30cm冽車限速45km/h。先依次頂進(jìn)1號、2號框架節(jié)，再拉入并聯(lián)的3號、4號框架節(jié),都利用5號做后背。如此循環(huán)往復(fù),直至箱涵就位。在頂進(jìn)的過程中，箱身每前進(jìn)一個頂程,即要對箱身的軸線和高程進(jìn)行觀測，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)偏差及時通知指揮人員采取措施，進(jìn)行糾偏。對于后背變形情況的觀測，可在橫向位置設(shè)觀測點。2.6恢復(fù)線路頂進(jìn)施工完畢后，即可使線路恢復(fù)正常拆除線路加固部分，并會同當(dāng)?shù)毓?wù)部門共同檢查線路情況，合格后辦理撤消要點計劃手續(xù)。3糾偏措施3.1軸線偏差頂進(jìn)過程發(fā)生左右偏差,可通過增減一側(cè)頂力、超欠挖土或頂進(jìn)時楔緊一側(cè)頂鐵而另一側(cè)留有空隙來調(diào)整。3.2高程偏差1） 箱身〃扎頭”調(diào)整:底刃角增加向里上翹的角度;吃土頂進(jìn)，開挖基底時欠挖8cm~10cm,將高出部分壓入箱底調(diào)整;扎頭嚴(yán)重時，可通過換填碎石、灌注速凝混凝土、打入短木樁等方法增加承載力調(diào)整;用舊鋼軌支頂涵身前端，經(jīng)過幾次頂換可調(diào)整;設(shè)置混凝土薄帶（薄帶中埋置短軌）來逐步調(diào)整。2） 箱身“抬頭”調(diào)整:調(diào)整刃腳角度;兩側(cè)適當(dāng)范圍超挖;底刃腳前超挖，逐步調(diào)整。所有糾偏措施都必須建立在及早發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，倘若造成過大的偏差后,再行校正則較為困難。因而為防止過大的方向和高程誤差，除加強(qiáng)觀測，認(rèn)真預(yù)防外，還必須及時校正。同時要根據(jù)開挖的土質(zhì)提前判斷前面土質(zhì)狀況，并提前