箱涵頂進施工技術要點淺析

張 旭

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

1 工程概況

某工程為供排水工程,其中供水線路全長8.5km，采用雙鋼管（D=500mm，δ=8mm）；供水管線穿越鐵路處采用頂進預制混凝土箱涵穿越法進行施工。

2 方案部署

現場采用一次頂入法，即在線路一側設置工作坑，在工作坑底板上預制整體的鋼筋混凝土框架涵身，借事先修筑好的后背，用千斤頂頂推涵身前進，每頂推300mm為一個施工單元,然后挖去箱內土方，校正涵身。在既有線頂進涵洞作業前，必須加固線路，確保行車安全和施工安全。頂進就位后進行封口填埋。

3 工作坑施工要點

1）開挖工作坑根據現場調查情況，設置在線路一側，可減少挖土數量，且場地較空曠，交通便利。

2）工作坑兩側邊坡為1:0.75～1:1.5,而靠近鐵路路基一側的邊坡應保持緩于1:1。工作坑頂邊，距鐵路中心線不小于10m。

3）工作坑的尺寸除根據涵洞結構尺寸確定外，并在涵身底板前留1.5m空頂長度，以備啟動后，調整頂進方向及設備出現的問題，在涵身底板后部留3.5m的空地，以布置橫梁及其他頂進設施。工作坑的大小，以工作底板兩側以外各加寬大于1m為準，上部以工作底板標高與地面之高差按坡度計算確定,并于一側設一下寬5m坡道作為施工通道。

4）工作坑內根據現場實際設集水井進行排水，滲水量較大時采用井點降水，以確保坑底及頂進過程中基底土壤干燥。工作坑底密實平整，并有足夠的承載力，否則加固處理。

4 底板施工要點

1）工作坑底板具有足夠的剛度和穩定,采用C20混凝土底板，鋼筋護面，為增加滑板下面的抗滑能力，在灌注滑板混凝土前，在基底挖槽灌注C20混凝土錨梁。

2）底板中心線與涵洞設計中心線一致。底板長度，其中前端比箱身長1m，后端與后背相連，兩側比箱身各寬0.4m。

3）為了消除箱身頂進啟動后與進入路基前的空頂階段的方向偏差，在滑板兩側設40cm×40cm×40cm方向墩,間距5.6m，墩身與箱身間留5～10cm的間隙，以便導向。

4）潤滑隔離層:

在工作坑底板頂面鋪設潤滑隔離層是為了防止工作坑底板與預制涵洞箱身底板相粘連和減少首次啟動頂力。潤滑隔離層由石臘油和塑料薄膜組成。工作坑滑板頂面干燥后，采用滑石粉漿澆灑在底板上，均勻刮平，待凝固后再灑一層滑石粉，接著在上面鋪上一層塑料薄膜，薄膜接縫處壓茬0.2m以上并使接茬口朝路基方向。滑石粉漿采用在滑石粉中摻廢機油，按比例1:1.5加熱調勻。

5 箱身預制施工要點

5.1 模板與支撐架

箱身預制模板采用鋼模，為保證混凝土表面光滑，采用混凝土鏡面控制工藝內貼PVC板，增加涵洞整體的美觀。施工時先在預制場地上安裝好箱身底板模板，綁扎鋼筋、灌注混凝土后，安裝內模和外模。模板支撐采用輪扣式腳手架支柱式支撐，左右前后間距0.9m,柱子間上下及縱橫剪刀撐按輪扣式腳手架固定間距布置。

為了減小箱涵頂進時的阻力，在涵洞箱身兩側墻前端2m范圍內的外模向外放1cm，使前端保持正誤差，尾部為負誤差，形成倒楔形且模板支立應直順平整，杜絕出現鼓肚、錯茬現象。

5.2 混凝土的灌注

涵洞箱身混凝土先箱身底板，當箱身底板混凝土強度達到設計強度的75%后，再灌注上部邊墻及頂板的混凝土。箱身采用鋼筋混凝土標號為C25，采用商品混凝土或自拌混凝土，底板直接用斗車運送混凝土灌注,邊墻和頂板用吊車吊送混凝土入模。

混凝土灌注過程中，應注意灌注的時間進度和震搗的時間控制，震搗時搗固棒不得斜插和直接接觸模板，以提高混凝土拆模后表面的光潔度，減少混凝土表面氣泡。常溫下拆模后，混凝土表面用塑料膜包裹，起到養護作用，當氣溫低于5℃時，模板外掛二層麻袋保溫，并用塑料薄膜包裹，不至于散熱及散失水分。

6 線路保養加固及安全措施

在既有線頂進涵洞作業前,必須加固線路，確保行車安全和施工安全。頂進中，線路保持正確的水平與方向位置，如發生變動及時調整。利用列車間隔時間施工，事先與車站聯系，取得同意，才能施工。

頂進過程中,由于箱身高程的變化，及箱身頂進時帶動土體，使線路高程往往逐漸升高或降低或左右股鋼軌頂的不平，直接影響行車安全，故必須認真檢查，及時調整，其方法如下:

1）保持線路水平是保養工作的主要項目，為保持水平,在橫梁與枕木之間保留一定的調整余量，常用1～5cm厚木板墊塞。鋼軌底部分用“穿袖”木契打緊。借以調整線路軌頂水平。

2）當線路方向不良時,可將槽鋼下木契打緊后，松開附近幾個吊軌螺栓，及方向不良范圍內橫向支承，用起道機撥道。

3）要隨時上緊松動的吊軌螺栓。加強對線路的觀察。發現異常時及時整修。

7 設備安裝、調試、吊裝箱涵及試頂施工要點

箱身和后背建成后，即可安裝頂進設備，按下列步驟進行安裝、調試、試頂:

7.1 設備安裝

配備需要的千斤頂臺數，應按箱身起動推力的1.2～1.5倍設置。頂進設備的液壓系統包括高壓油泵、油箱及其輔助裝置，油泵應與千斤頂配套。液壓系統的各部件，要進行單體試驗，合格后方可安裝，全部安裝后必須進行試運轉，詳細檢查油路、千斤頂及操縱箱達到要求方可使用。

7.2 調試

調試工作是全面檢查液壓元件是否可靠，千斤頂功能有無異常，管路有無泄漏，測定起動推力，檢查后背的變化情況等。

7.3 吊裝、運輸

由于箱涵單節幾何尺寸較大，在吊裝及運輸時選擇40T輪式吊車及拖板車進行吊裝運輸。在吊裝過程中注意避免涵身與其它硬性物體相碰撞而造成角隅等局部受損。在吊卸時對廠前道路進行交通管制，設置明顯交通標志。箱涵吊卸就位時注意保持線纜準確，并及時進行調整。

7.4 試頂

試頂工作以頂動箱身為止。因此在試頂時要加強箱身中線、水平和縱向位移的觀察，同時還要注意觀察后背和底板的變化。試頂工作是操縱所有千斤頂一起頂出，頂塊觸到，當克服箱身的起動阻力，箱身被頂動，壓力迅速下降，此時在壓力表上讀到的最高壓力值,經換算后的是該箱身的起動推力。試頂時應做到:

①在各有關部位及觀測點處均有專人負責，隨時注意變化情況；

②開泵后每當油壓升高5～10MPa時須停泵觀察，發現異常，及時處理；

③當千斤頂活塞開始伸出，頂柱（頂鐵）壓緊后立即停頂，經檢查各部位情況，無異常現象可再開泵，直至箱身起動。

④試頂完成后還要進行一次全面檢查，如各部情況均屬良好便可進行正式的頂進作業。

7.5 頂進組織和工藝

1）箱身在工作坑底板上空頂時，注意箱身軸線方向，刃角一經吃土，要組織加快出土的速度，實行三班倒連續作業，保持箱身不斷頂進，如由于某種原因迫使暫時停止箱身頂進時，也要間續地頂動箱身，以防止箱身阻力過大。

2）每班交接時，對千斤頂、油泵液壓系統、頂鐵、頂柱、后背、刃角等設備，要經過檢查保持狀態良好，掌握箱身的方向及高程狀況后，才能開始操作繼續頂進。在頂進過程中要始終作好記錄，隨班交接。

3）頂進箱身要在列車運行間隙進行，嚴禁在列車通過線路時頂進。為了保證安全，頂進施工人員、線路防護人員駐站聯絡員應相互用對講機加強聯系，使洞內外密切配合，保持一致。

7.6 頂進挖土及運土

本箱身頂進時由于設置了中刃角，為加快頂進的速度，縮短對線路行車的影響，采用上下兩組人工三班倒挖土，采用小型裝載機裝土倒入翻斗車運走。開挖過程中，隨著頂進的進度在箱身底板和滑板間用枕木接長車道。每次挖土進尺按0.5m左右,保證刃角切入土層內不小于10cm。

7.7 安放頂鐵、頂柱

頂前將不同的規格尺寸頂鐵、頂柱進行排列組合，在頂進過程中按頂進長度進行安放。

事先要準備好足夠的拖運和起重設備，安裝橫梁、頂鐵頂柱，配合頂進施工。

7.8 測量觀測

以箱身軸線和另一條與之平行的基線設置控制基線，基線樁應與后背有一定的距離，以避免由后背變形而引起觀測不正確。

在箱身頂板處兩側設置兩處水平觀測點。布置觀測點時要保證通視,避免頂進施工對觀測的干擾。

在頂進過程中，箱身每前進一定的頂程，對箱身的軸線和高程進行觀測，并要詳細做好記錄，如發現偏差，及時通知頂進指揮人員采取措施，糾正偏差。

8 小結

采取以上方法有效地保證了給排水工程箱涵頂進施工質量，得到了甲方和監理的一致好評。