箱涵中继间法顶进施工技术.doc

箱涵中继间法顶进施工技术桥涵顶进施工是利用机械设备的顶推力,将预制好的桥涵结构主体,顶推穿越既有建筑物或既有结构设施下伏土体的一种施工方法。其适用于在不断绝交通的前提下穿越公路、铁路、城市的道路。具有对既有交通影响小、减少土方开挖量、少占地、安全、快速、经济等优势,在工程实践中被大量采用。为确保被顶线路的行车安全及施工安全,必须在顶进作业之前对既有线路(一般指铁路和公路)进行加固。顶进施工有一次顶入法、对顶法、中继间法、对拉法、解体顶进法、开槽顶进法、多箱分次顶进法、顶拉法等多种。施工前应视情况因地制宜,合理选用经济实用的方法。结合工程实际,重点介绍中继间法的施工方法和体会。1、工程概况 xx二线铁路xx至xx段，在xx至xx区间ZDK567+492处，设计有一孔净空为3m宽,3.5m高钢筋混凝土盖板箱涵,与既有电气化铁路无缝线路正交的顶进箱涵，涵身全长32.24m，涵身分五节。本涵设计37涵节（3+45m）采用分段中继顶进施工，即37涵节分节段并排预制，中继顶进。出入口及12涵节为整体式基础钢筋混凝土盖板涵。涵顶覆土为粉质粘土厚度15m。此段既有线路为曲线段,坡度-7.8,线路采用60 kg/m钢轨,轨枕为1 760根/km。根据施工现场实际和现有施工机具情况,决定采用中继间法施工,顶进施工前采用P50钢轨组合纵横梁吊轨对既有线加固。2施工工艺2.1开挖工作坑工作坑是预制和顶进框架的工作场地,工作坑的位置,应根据铁路两侧地形,场地大小及土质情况全面考虑并要有利于施工、运输及后背设置。该涵工作坑设在线路左侧,采用P50钢轨桩结合M7.5浆砌片石后背。工作坑的开挖尺寸按以下原则确定：工作坑长度=框架底板长度+千斤顶长度+横梁厚度+后背地梁厚度+0.5m=23+1.5+0.5+0.5=25.5m工作坑宽度=框架底板宽度+2方向支墩宽度+0.30m=3.7+20.20+0.30=4.40m工作坑至铁路外侧钢轨的距离不少于250m,并保证路基边坡稳定。工作坑开挖采用人工开挖,在四周挖集水坑,并在两侧挖截面为300mm300mm排水沟。2.2后背制作根据箱涵设计所需最大的顶力来设计后背。后靠须根据承受箱涵顶进最大顶力和一定的变形量,来进行设计后背的强度和刚度。（1）、顶力计算按桥规第2386条（2132）式： 式中：P最大顶力（t）K系数，取K1.2涵顶上荷载(t)。由于采用架空顶进，故该项为0。涵顶部表面荷重与顶部之间的摩阻系数，取。涵身自重（t）。，式中Q为单位长度涵身自重（tm），L为顶进涵长（m），10（t）为机具、人群、刃角以及未能及时运走的土重等施工荷重。涵身底板与基底土摩阻系数，取。E涵身两侧土压力(t)。b顶涵高度（m）；a顶涵宽度（m）；箱底土压，式中，土容重，取，普氏土壤坚固系数，取0.8；土内摩擦角，取40。侧面摩阻系数，取。（2）、后背受力检算按设计后背尺寸进行检算。后背的抗力主要来自三个方面：后背土压力、后背自重产生的阻力、滑板与涵节相连后的阻力。填土为砂性土，单位长度的主动土压力：后背自重产生的阻力：滑板与后背相连的阻力：（设计最大顶力）（3）、后背施工：后背由后背墙和后背填土组成。后背墙是顶进千斤顶顶力作用的主要受力结构，其作用很重要，必须保证安全、可靠，故施工质量一定要保证。后背墙采用C20混凝土浇筑，为加强后背墙的整体性，在后背受力面增设16钢筋网，间距按2020布置，且与滑板连成整体。后背填土根据后背尺寸设计，尽量利用工作坑后侧边坡的原状土，不足部分借土填筑。2.3滑板制作滑板按设计采用20cm厚C20钢筋混凝土浇注,顶面下设一层钢筋网,为增大滑板与地面的摩擦力,滑板下每3m设地锚梁一道，与滑板一同浇灌。地锚梁宽40cm，高40cm。地锚梁直接挖槽浇注。滑板与后背梁连接采用18 mm钢筋间隔20 cm布置。滑板表面光滑,并做成3的前高后低仰坡。滑板顶面设置润滑隔离层,由润滑层和塑料薄膜组成,其作法为:滑板顶面干燥后,直接浇一层3 mm厚的掺入15%的机油石蜡。待石蜡凝固后,撒一层厚0.2 mm1.0 mm的滑石粉,再在其上铺两层塑料薄膜,薄膜接缝处压茬0.2 m并使接茬口朝顶进方向。2.4箱身预制在工作坑底板润滑层上预制钢筋混凝土箱身。根据地形条件,五节箱身采用串联式和并联式并用的箱身预制方法,其中三节采用串联式,两节采用并联式。首先做好测量定位工作,应使串联的各节箱身中心线、滑板中心线和顶进箱涵中心线在同一直线上。并联箱身横移采用在底板上设置滑道用卷扬机及滑车组牵引的办法。施工顺序:测量定位绑扎底板和底刃脚钢筋灌注底板底刃脚混凝土养护安装内模绑扎侧墙及顶板钢筋安装外模灌注侧墙及顶板混凝土养护拆模安装钢刃脚做箱身防水层及润滑设施。在箱身顶板和侧墙前端均安装钢制刃脚,钢刃脚由15 mm钢板制成,钢刃脚与箱身前端预埋螺栓相联结,上刃脚保持水平,刃脚要拧紧牢固、安装准确,否则对顶进中高程变化影响较大。底刃脚为钢筋混凝土结构,刃脚端采用钢板裹脚,底刃脚混凝土与箱身底板混凝土同时浇筑。箱身及底板钢筋焊接时,在施焊地点铺设一块石棉板,以免烧坏润滑隔离层。箱身顶面除做防水层之外,还用混凝土做10 cm厚的保护层,并做成排水坡。侧面除涂沥青外,还要涂刷石蜡,减少顶进阻力。2.5顶进施工2.5.1框架箱涵顶进施工工序挖土清底测量开镐顶进换顶铁接长车道测量校正下一个顶进循环。2.5.2千斤顶的布设采用TDW-200型千斤顶,顶程30 cm,根据设计箱涵最大顶力P=451t,利用公式nkPiP计算出千斤顶的总台数(k为顶力利用系数,一般取0.7;Pi为单个千斤顶的设计顶力),得出每个中继间需布置3台千斤顶。千斤顶设在两节涵身之间或末节涵身与后背之间,千斤顶对称布置。2.5.3中继间的处理为了防止顶进过程中相邻各节箱体在垂直方向上产生严重错牙,增加中继间的抗剪能力,在前后节箱体间设置剪力楔,即在前节箱体边墙端面内埋入3 mm厚薄钢板制的空盒,并涂上润滑机油,在后节箱体正面预埋短钢轨楔(采用43 kg/m钢轨,长度50 cm),楔子插入空盒中,箱体在顶进时楔子在盒内滑移,楔子埋设要平顺,竖向要留有15 mm的空隙。为防止顶进过程中土壤挤进涵身,需在箱体外的顶、侧三面设置钢护板,即沿前节箱体接缝处预埋20 mm厚的钢护板,钢护板长度延伸至后节箱体30 cm(在千斤顶最大行程时),为了防止顶进过程中巨大的摩擦使钢护套脱落,采用在混凝土中预埋钢筋穿孔与钢护板焊接形成一个整体。2.5.4顶进作业五节框架箱涵分别从顶进方向往后背方向编号为1号、2号、5号,采用并列的两节编号为3号、4号。顶进施工时,每镐顶程30 cm,列车限速45 km/h。先依次顶进1号、2号框架节,再拉入并联的3号、4号框架节,都利用5号做后背。如此循环往复,直至箱涵就位。在顶进的过程中,箱身每前进一个顶程,即要对箱身的轴线和高程进行观测,并做好记录,发现偏差及时通知指挥人员采取措施,进行纠偏。对于后背变形情况的观测,可在横向位置设观测点。2.6恢复线路顶进施工完毕后,即可使线路恢复正常,拆除线路加固部分,并会同当地工务部门共同检查线路情况,合格后办理撤消要点计划手续。3纠偏措施3.1轴线偏差顶进过程发生左右偏差,可通过增减一侧顶力、超欠挖土或顶进时楔紧一侧顶铁而另一侧留有空隙来调整。3.2高程偏差1)箱身“扎头”调整:底刃角增加向里上翘的角度;吃土顶进,开挖基底时欠挖8 cm10 cm,将高出部分压入箱底调整;扎头严重时,可通过换填碎石、灌注速凝混凝土、打入短木桩等方法增加承载力调整;用旧钢轨支顶涵身前端,经过几次顶换可调整;设置混凝土薄带(薄带中埋置短轨)来逐步调整。2)箱身“抬头”调整:调整刃脚角度;两侧适当范围超挖;底刃脚前超挖,逐步调整。所有纠偏措施都必须建立在及早发现的基础上,倘若造成过大的偏差后,再行校正则较为困难。因而为防止过大的方向和高程误差,除加强观测,认真预防外,还必须及时校正。同时要根据开挖的土质提前判断前面土质状况,并提前采取预防措施。4实施效果与体会本箱涵从顶进开始到线路恢复正常历时7 d,由于预防措施提前到位,尽管地质条件不好,但箱身结构在顶进过程中无破损挤裂,扎头现象和左右偏差较小,并及时给予调整,箱涵就位后经检测均满足验标要求,线路安全可靠。通过施工实践体会到,顶进施工应具备以下几个条件:1)因地制宜、经济合理的施工方案;2)施工现场的精心组织;3)有效的现场顶进测、控手段;4)切实可行的纠偏方法;5)万无一失的安全保障措施。