塘沽站旅客地道頂進施工關鍵技術的控制

杜子君

1 工程概況

塘沽站旅客地道為站內旅客上下專用通道，車站為提高運輸能力，方便旅客出行，新增加進出站地道各一座，進站框構中心里程 K178+992.0，主體軸線長61.9 m，凈寬 8.2 m，凈高 3.7 m;出站框構中心里程 K178+896.0，主體軸線長61.9 m，凈寬12.2 m，凈高4.3 m。為了不中斷塘沽站正線的正常運行，兩座地道既有正線下的部分為頂進施工，新建線下為現澆施工，頂進部分前端需安裝2.0 m混凝土刃腳，設計頂程25.4 m。

旅客地道頂進段在三站臺北側預制，工作坑邊緣距離三站臺南側邊緣5.0 m，地道由北向南頂進，整個框構主體分成四個部位進行施工(見圖1)。

圖1 旅客地道施工平面示意圖

2 施工方案的實施

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

2.2 施工環境與工作坑

為確保行車安全、周圍房屋結構穩定及旅客安全，在工作坑開挖、洞身預制、實施頂進過程前，根據設計及現場實際情況對工作基坑周邊采用40b鋼板樁進行了防護處理，在靠近線路外側密排打入兩排12 m鋼板防護樁，在預制段靠近線路一側與兩側鋼板樁之間各加兩道工字鋼梁作為斜支撐，防止在土體的側向壓力及列車通過時的動荷載壓力下引起線路下沉或變形而影響行車安全，同時增加集水井，將地下水及時疏導出工作面，以便充分保證施工現場及周圍建筑的安全。

圖2 框架橋頂進施工工藝流程圖

2.3 線路加固

為防止框構在頂進作業過程中對線路造成橫移及下沉，頂進前對線路進行加固處理，確保行車安全。

線路加固采用縱挑橫抬法，縱向采用3—5—3吊軌梁，即鋼軌外側為3扣軌，道心為5扣軌，采用P50軌，吊軌長度37.5 m。鋼軌接頭錯開1 m以上，兩端分別伸出主體以外11.8 m，吊軌梁兩端加裝木梭頭釘固。

2.4 后靠背設計

后靠背位于工作坑后部，是頂進施工時千斤頂的支撐面，承受頂進時的水平反力。后靠背必須具有一定的剛度，壓縮變形盡量小;具有足夠的強度和穩定性，不致因頂力大而坍塌。因此，必須做到安全可靠、經濟合理。

2.5 后靠背施工

后靠背設C30鋼筋混凝土灌注樁13根，鉆孔樁直徑0.8 m，間距1.0 m，樁長16.0 m。為減輕頂進時后靠背的壓力，可將滑板與后靠背連接，即采用C35鋼筋混凝土分配梁，尺寸為1.5 m(寬)×2.0 m(高)，分配梁埋深自滑板面以上0.9 m，滑板面以下1.1 m，設置垂直于頂進方向。分配梁表面順直，且與底板后端平行。

2.6 頂力計算

要設計后背墻截面尺寸，首先要進行最大頂力計算，框構的頂進從開始動起，全部入土，至框構全部入土時所需之力為最大。該力除克服框構主體與土壤間的摩擦阻力，尚應留有一定的富余，以便順利頂進。計算時，應根據頂進框構的長度、土的性質、地下水的情況、框構的外形及施工方法等因素確定，其計算公式如下:

2.7 頂進作業

1)頂進施工程序。

挖土→運土→開鎬→頂進→換頂鐵→測量校正。

2)頂進設備的選擇。

頂進設備的規格、數量和型號，應根據框架尺寸和最大頂力確定，需要配置的千斤頂臺數，按洞身起動推力的1.2倍～1.5倍配置，也可按計算的最大頂力配置，其公式為:

式中:n——需用千斤頂臺數;

P——框構洞身自重和洞身上的附加重量，t;

R——為粘著系數;

T——每臺千斤頂的額定推力，t。

3)頂進準備工作。

a.安裝頂進設備(包括高壓油泵、千斤頂、頂鐵、頂柱)就位。

b.組織有關人員檢查驗收洞身，其混凝土強度必須達到設計強度。

c.架設測量監測儀器設施。

d.檢查線路加固和后靠背情況是否滿足頂進作業的要求。

4)頂進作業。當前方刃腳處挖土完成一進尺長度后，開動高壓油泵，使千斤頂受液壓力而產生頂力，推動框構洞身前進，通常每一沖程頂進約190 mm～800 mm?？驑嫸瓷砬斑M后，用反向千斤頂將主千斤頂的活塞拉回原位，在空擋處增放頂鐵，以待下次開鎬，如此循環往復，直至框構洞身就位。

2.8 頂進過程的質量控制

1)頂進過程控制每0.5 m為一循環進尺，方向的糾偏依靠后靠背左右兩側頂鎬的力度來調整，這就需要由準確的頂進過程現場測量數據來控制。為了提供準確的測量數據，要求測量基點固定，將臨時水準點引到框構頂上一易觀測的明顯部位(頂進框構端部中心位置)，在后靠背一側固定一臺水準儀，固定一名測量人員，人員和設備不再調換，避免設備人員的系統誤差引起方位偏差時產生糾偏。

2)加設可調性分配梁可起到糾正中線偏差的作用。在框構空頂入土前必須將中線調整好，否則入土后糾偏就會隨著頂進的深入而越來越困難。

常規使用的導向墩糾偏裝置是設置一個力點擠回框構的偏離走向，在使用中常常出現導向墩因框構自重較大導致頂力較大而被擠壞，或是導向墩剛性太大而破壞框構的防水層甚至結構層，在此地道頂進中，在頂鐵與框構接觸面加設了可調性分配梁，每頂一鎬前對分配梁中線、頂鐵連續中線、長度都應進行調整，將偏差隨時消除，使其無法積累。在框構就位后量測其軸線是否符合設計要求。

3)提高基底承載力和保持框構上坡趨勢是控制扎頭的關鍵。利用前述的線路加固和吊軌的作用，將框構上部土方、道渣全部消除，減少了施工荷載，并削弱了列車行進對框構的直接沖擊。

2.9 結語

通過對該工程頂進過程關鍵技術的質量控制，在較短的時間內按期完成了整個框構的預制和頂進工作，為今后的同類施工提供一些借鑒。

借此結合施工實踐，我就既有線框構頂進法施工提出如下結論和建議:

1)框構洞身頂進施工要進行詳細的施工調查，編制切實可行的施工方案，組織好施工人員學習，做好技術交底工作，使施工全過程做到心中有數、有條不紊。

2)框構洞身頂進施工中應力求短距離頂進，盡可能少開挖工作坑，少擾動既有線路基，以達到減少防護和支撐工作量的目的，做到既安全又經濟。

3)后靠背設計從最基本的頂力計算入手，認真進行方案的比選和檢算，做出既可靠又經濟的后靠背設計。

4)框構洞身頂進作業要連續進行，不斷頂進;同時控制好頂速和進尺，加強量測。對頂進偏差要及時發現，及時糾正。糾正要逐漸進行，不能急于求成。

[1]武雅俊.淺談地下工程施工技術要求和方法[J］.山西建筑，2010，36(8):171-172.