顶进框架涵施工方法_secret.doc

顶进框架涵施工方法
本工程施工中包括10处框架涵的顶进施工，框架涵均与线路正交。当地地下水位较低，对顶进施工无大影响，大部分地点通过潜水泵排水可解决，个别部位通过井点法降水。
按设计要求采用中继间法进行顶进施工，大开槽式工作坑，碎石垫层及C15混凝土底板。由于框架涵的孔径在2.5-6.0m之间，结合设计要求及实际情况采用板桩式后背。箱体在底板上分节预制，预制采用大块钢模板和组合钢模板，外模采用插模法施工，支架为碗扣式支架，泵送混凝土进行浇筑。
顶进施工工艺见顶进框架涵工艺流程图所示。
1、工作坑开挖及基底处理
首先上报有关单位，并了解施工点附近地上和地下的电力及信号线的具体位置，制定路局有关部门认可的、可靠的防护方案。
动工前先进行测量放样，使工作坑与顶进涵的中心线一致。在工作坑两侧设基桩，桩距槽边不小于1.5m，以防止坍土埋桩，并在坑的附近设水准点。平面位置应保证放坡开挖后靠近铁路侧的边坡上角距离铁路钢轨不小于2.5m。工作坑的尺寸应结合底板的大小，并考虑排水沟及选用的后背形式。
板桩后背应先将后背处的钢轨打好之后，再开挖工作坑。人工配合挖掘机开挖，边坡坡度1：1.5，并设槽台，施工运土道设在工作坑的后面。开挖施工中在基坑周边布置排水沟和集水坑，利用水泵将坑内的积水排除，便于顶进施工。

顶进框架涵工艺流程图
开挖工作坑
场地布置
线路加固
浇筑后背梁、工作底板
修筑后背
分节预制箱身
安装顶进设备
前节起动
前节顶进
增加顶铁
前节再次顶进
箱身就位
填道碴恢复线路路
设置观测设施
准备顶进设备
制造拖板
设置排水系统
挖运土
记录数据
测量中线水平
记录观测数据
测量中线水平
施工准备
浇水养护
做箱身防水层
后节起动
后节顶进
前节回镐
挖孔桩施工

基坑开挖到位后，应保持底部平整和密实，为保证地基具有足够的承载力，利用冲击夯对地基进行处理，并铺设碎石垫层。为保证工程施工，在工作坑上面设置面积大于工作坑尺寸的工作棚。
2、线路加固
（1）挖孔桩
为了对既有线路进行防护，在线路两侧进行挖孔桩施工。人工利用小机具进行挖孔，分节立模浇筑护壁混凝土，利用型钢焊成的简易门式机架配合出碴筒出土。
具体施工工艺见《附件 挖孔桩施工》
（2）由于顶进涵处的铁路为两股道，且列车较密集，因此对既有铁路的加固和防护措施尤为重要。
由于顶进涵的孔径不同，因此线路加固采用两种方法：
①孔径大于3m的涵洞采用下列方法加固：
施工前将加固段的混凝土枕换成木枕，并对横担工字钢按规定进行绝缘处理。由于为浅覆土顶进施工，可以用3-5-3扣轨式纵挑横抬梁加固（见图1、图2所示），横抬梁由高300mm工字钢组成，间距1.5m，纵梁由I40工字钢组成，两端横担在挖孔桩上，纵梁与横抬梁用φ25mm“U”型螺栓固定。
为减小阻力并改善纵梁及抬梁的受力条件，在横抬梁下设置滚轮。施工中可根据实际情况适当加密（滚轮托）抬梁的数量，起到均匀分布列车荷载的作用。

图1

图2
②孔径在3m以内的涵洞，可采用类似的方法进行加固处理。由于跨径较小，纵梁可放置在枕木垛上，不必设置桩基，工字钢横抬梁也可一适当的减少数量。
（3）为防止顶进施工中线路横移，可在各束扣轨梁间加设枕木撑，抬梁的终端设枕木挡墙。也可在加固时在抬梁下垫槽钢，每3-5根抬梁安装一组卷扬机，穿以滑轮组，当线路发生横向移动时，用卷扬机加以调整。
3、工作坑底板修筑

基底处理后，铺设石灰土基础和C15混凝土底板，混凝土的浇筑同时应考虑后背梁施工。为防止底板与石灰土基础之间的相对滑动，在底板下设锚梁。底板浇筑后用1：3的水泥砂浆压实抹光，以减小顶进中的阻力。
工作坑底板应满足下列条件：
（1） 底板中心线：应与顶进涵设计中心线一致。
（2）平整度：为减小顶进时起动的顶力，底板应尽量平整，可利用网格控制底板高程
（3）仰坡：为了防止顶进中的扎头现象，将底板做成1%左右前高后低的仰坡形式。
（4）导向措施：为避免箱身中心线在箱身顶进入土前偏离既定方向，在底板两侧距预制涵体位置5-10cm处设置混凝土导向墩，以便于导向。
4、后背的制作
后背是顶进过程中反推力的提供者，它必须具有足够的强度和稳定性，由于10处顶进框架涵的孔径有较小，重量不大，因此采用板桩式后背以求施工安全。
框架涵的板桩式后背采用钢轨桩，钢筋混凝土后背梁。钢轨桩后背主要由P43钢轨、后背梁和后背填土三个部分组成。利用DZJ40型振动锤插打钢轨，钢轨要深入工作坑底面4.0m以上，每隔2m设一组钢筋拉杆（见图3所示）。为提高整体性，后背梁和底板浇筑成整体。

图3

5、箱身预制
（1）箱身预制之前，在工作坑底板表面作隔离润滑层，具体作法：
①在底板表面均匀地涂一层润滑剂，润滑剂为石蜡掺机油（机油含量为25%），厚度3mm左右。〈〈详文〉〉
②在石蜡表面均匀地撒一层厚度约1mm的滑石粉。
③用塑料薄膜平整地覆盖于滑石粉表面，薄膜可用塑料胶带粘接成整体。
（2）润滑隔离层做好之后，就可以进行立模、绑扎钢筋和混凝土的浇筑。箱身混凝土分两次浇筑，首次浇筑底板；第二次浇筑外墙和顶板。采用插模法施工，插模法施工是将侧向加固工字钢的下端利用底板侧面的预埋螺栓固定，上端利用钢筋拉杆对拉，在两工字钢间插入外模，在浇筑混凝土的过程中随混凝土面的升高，外模也不断接高。
（3）在箱身的预制过程中应注意：
①钢筋的焊接采用焊接骨架，对于绑扎钢筋骨架则应具有足够的刚
度，钢筋安装时应防止钢筋沾上油或石蜡，以免影响混凝土和钢筋的结合。
②按设计规定设置预埋件，特别是需要安装刃脚的顶板、底板和侧墙等处。当采用型钢挖土平台时，再相应位置应预埋钢板。
③当存在施工冷缝时，应对混凝土新旧结合面进行凿毛处理，然后刷一层水泥素浆，随即灌以3-5cm与混凝土同标号的砂浆，再浇筑新混凝土。
④顶板浇筑完毕后浇水覆盖养护，并按设计规定设置防水层和保护层，并做成排水坡，防水层一般为三油两毡或三油一毡一麻。箱身外侧的防水同样应按设计规定进行，一般为两到沥青。
6、顶进作业
（1）顶进辅助构件
①刃脚采用拼装式钢刃脚，由厚度为10-20mm的钢板焊制而成，见图4所示。
②顶铁由1-3cm铁板及10cm、20cm、60cm、80cm长的特制顶铁组成，顶铁截面如图5所示。

（2）顶进准备
顶进设备的安装：
①要根据计算的最大顶力来确定顶进设备。
②千斤顶的顶力，可按额定顶力的60-70%计算，还应有适当数量储备。初步选用天津威力工程千斤顶厂的QYS500和QYS300型双作用千斤顶。
③千斤顶的布置，要以箱身中心线为对称轴，左、右、中布置。
④千斤顶与后背梁之间必须加横梁，以增大背后梁的受力面积。
⑤液压传动系统的动力机构、高压油泵箱及其辅助装置的布置，应尽可能使油泵与千斤顶配套。
（2）顶进前的要求：
①检查验收箱身，其混凝土强度应达到设计要求。
②完成对既有线路的加固。
③按设计规定安装刃脚。
④顶进设备及液压系统安置并调试正常。
⑤现场备有足够抢险物资。
⑥观测记录人员及仪器到场。
⑦夜间要有足够的照明亮度。
⑧清理工作坑，拆除与箱身连接的脚手架、电线等，清理地面上的杂物。
当以上要求全部满足后，就可以开动高压油泵，进行试顶，以检查顶进设备、后背和箱身有无异常。开泵后，每当油压升高5-10Mpa时，
须停泵观察，如有异状应及时处理；当千斤顶活塞开始伸出，顶柱（铁）压紧后应立即停止，进行检查，如没有异常现象，可再次开动高压油泵，直到箱身起动。
（3）顶进作业
采用中继间法进行顶进施工，即箱体分节预制，每节间设短程千斤顶（中继千斤顶），前节依据后节为后背，建立中继顶压站（见图6所示），中继间的千斤顶达到最大顶程后，前节箱体停进而进行后节箱体的顶进。此时，前节中继千斤顶随后节箱体的前进而压缩回稿。
对于中继间法顶进施工过程中可能出现的扎头或错台现象，可采用下列方法解决：扎头现象可采用预制时加大船头坡度（仰坡）的方法；错台可通过下挖坑道掏土沉降的方法调整，即在箱体两端一定范围内挖土加支墩，同时开挖坑道。
图6

当箱身达路基边坡时，停止顶进并组织人力进行挖运土，此时应当注意：
①挖土分两层进行，每次挖土进深，应根据当地土质和线路加固情况确定，不超挖，一般再20-50cm左右，按千斤顶顶程的大小进行挖掘。

②如没有中刃脚时，侧刃脚仍需保留，并预留10cm厚土层切土前进，以利于顶进方向的控制。挖土平台上不得积存土。
③挖土时应掌握土坡的平整，并保持与刃脚坡度一致，严禁出现逆坡。
④列车通过时，挖土人员应暂停挖土，并应撤离路基开挖面一米以外。
⑤观测人员应与挖土工作紧密配合，随时根据箱身顶进的偏差情况，改进挖土方法，减少和消除偏差的发生。
⑥挖土时，如发生塌方影响行车安全，应迅速组织人力抢修加固。
⑦当前方刃脚处完成以进尺长度后，开动油泵使千斤顶推进箱身前进，箱身前进后用反向千斤顶将主千斤顶的活塞拉回原位，在空挡处增放顶铁，等下一次开镐，如此循环施工。
（4）顶进时的注意事项：
①每次顶进前，应细致检查液压系统，顶柱（铁）安装和后背的变化情况。
②运土应与前节箱体的顶进循环交替进行，后节箱体每前进一顶程，即应切换油路，并将顶进千斤顶活塞拉回复原，补放小顶铁。
③安装顶柱（铁）时，应与顶力轴线一致，并与横铁垂直，应做到平、顺、直。
④顶进中设专人用仪器进行跟踪测量，如发现左右偏差或高差相差较大时，要及时进行调整，可用增减一侧顶力或用挖土方法来调整。
⑤应当尽量工期安排避免在雨季施工，无法避开雨季施工时，应切
实做好防洪及排水等安全设施。
⑥顶进施工前，应将施工组织设计方案报路局有关部门审批，并且办理各项有关手续。顶进过程中，指派专人对线路进行几何动态及列车运行的防护联系，发现异常，立即停止顶进，并调整线路，以确保行车安全。

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