顶管公路隧道箱涵制作

蒯龙飞

（山西朔州路桥建设有限责任公司，山西 朔州 036002）

一般开挖好工作坑后，在坑内做好滑板，在滑板上涂刷好润滑隔离层，覆盖塑料薄膜后，即可进行箱涵制作。预制箱涵的内容及其先后程序：①安装模板（刚模或木模）；②绑扎箱涵底版钢筋和一部分竖墙钢筋；③浇筑底板和一部分竖墙混凝土；④混凝土养护；⑤支护外模；⑥浇筑接高竖墙和顶版混凝土；⑦支护外模；⑧接高竖墙和顶版钢筋；⑨混凝土养护；⑩拆除所有外模；輥輯訛安装钢刃角和挖土工作台；輥輰訛涂刷箱涵外墙面及顶版部分的防水层。

若有分两次顶进的箱涵，必须在工序2中设置接头处的橡胶止水带。在箱涵制作过程中应注意以下几方面。

1 模板的制作

尽量采用钢模，或把薄钢板钉在木框上做成铁皮模板，但在反复使用过程中，必须注意整形，确保平整光滑。在模板制作和安装过程中，要确保强度和刚度。内膜的支撑尽量采用型钢或钢管，内外模的连接可用对拉螺栓，拆模后，螺栓孔均应堵塞并妥善处理，以免漏水。箱涵尺寸的允许误差，外包尺寸前端应为正公差。

2 钢筋绑扎

应严格按照设计图纸和绑扎钢筋，亦可采用片状焊接骨架。绑扎钢筋力求横平竖直，钢筋骨架不得扭曲歪斜。不准在绑扎钢筋过程中油污钢筋。

3 混凝土的浇筑

为了使箱涵框架既具有一定的强度，又有足够的抗渗性能，对箱涵框架混凝土的浇筑工艺应重视，务必保证箱涵框架的混凝土浇筑一次成功。箱涵混凝土的标号一般不得低于30号，跨度较小的单孔箱涵，可以采用25#。30号混凝土中的水泥用量通常在350~380 kg/m3，振捣工作要仔细，不得漏震。对施工缝的处理，应严格按照技术规程要求进行。混凝土的养护至关重要，养护不当的箱梁框架，往往产生分布很广的裂缝——在侧墙上形成的竖向环缝。

4 箱涵框架裂缝的出现及其防御措施

浇筑好的箱涵混凝土在干燥空气中结硬时，往往会出现因脱水过多而导致体积收缩，裂缝是有混凝土中的水泥砂浆引起的，所以必须严格控制混凝土的水灰比，水灰比越大出现裂缝的机会就越多。特别是在北方地区的夏季浇筑底板混凝土，拆模后不久就会看到裂缝，有时宽度竟达0.3~0.5 mm。究其原因，主要是先浇筑底板混凝土，后浇筑的立墙混凝土收缩时会受到底板混凝土的牵制，而且后浇筑混凝土的温度增加（水化热所致），加大了与底板温差，使得开裂现象相当普遍，甚至很严重。为了防止收缩过大，除设计中要考虑在纵向布置温度钢筋外，还必须在施工中采取如下措施：

（1）低温入模。在夏季浇筑混凝土时，适当采用低温骨料和用水；冬季施工的温度控制在5~7℃浇筑混凝土后24 h内不进行蒸气养护，借以抑制混凝土中水化热的增长。

（2）增加混凝土密实度。采用合理的积级配合较低的水灰比，加强振捣和避免漏振。

（3）加强混凝土的养护。拆模后立即用麻袋或草包覆盖，并淋水和保持水分。夏季切忌暴晒，冬季养护室加温要缓慢。

5 钢刃的安装

在箱涵框架前得顶板、侧墙或底板上安装钢刃角，可以避免前方土体的坍塌，并能保障铁路路基的稳定。在顶进过程中必须保持钢刃角插在土体中的状态，不得在超前刃角挖土。刃角可用15~20 mm厚的钢板焊接制成，用预先埋设在箱涵前端部得螺栓固定，安装时必须保持平整，不得歪斜。

6 挖土平台的设置

对断面高度较大的箱涵设置挖土平台后，可以方便挖土和有效地控制开挖上的土体稳定。土体不同，平台结构可以作成不同形式，一般可设置在高速的1/2处。

7 箱涵外表面的喷涂防水层

箱涵框架预制完成后，往往在其外表（顶版两侧外壁）喷一层石蜡，要求将石蜡加热融化后用喷枪喷洒，也可用人工涂刷，但力求均匀。石蜡层既能起防水作用，又能减低箱涵外表和土体之间的摩阻力，该工序不可省略。

箱涵顶进施工的顶进系统设备由液压和传力两大部分组成。

8 液压部分的组成

液压系统：①动力机构—高压油泵；②操纵机构—控制阀、调节阀门；③执行机构—千斤顶、油管系统；④辅助部分—油箱及压力表等。

（1）高压油泵一般选用油压高、流量大的油泵。所选用的油泵与所用千斤顶的工作油压相适应，流量与所带动的千斤顶数量相适应。一般采用柱塞式高压油泵，具有效率高、压力和功率都大的特点。通常柱塞泵设计压力为32MPa，使用时一般维持在20MPa左右为佳，若用得过高，会引起油管焊接点漏油或油管开裂。

（2）常见的千斤顶有两种，一种为单作用油缸千斤顶；另一种为双作用油缸千斤顶。单作用油缸千斤顶的活塞杆仅作单顶进运动，而反向运动要借助外力进行，常靠配置拉镐来实现活塞杆的反向运动，使用不够方便，故用得较少。双作用千斤顶配有双作用油缸，千斤顶可以自动回缩，由于这种千斤顶具有进、回两个油路，顶进时高压油泵进油推动活塞杆，到达规定限值后，可以通过操作手柄以退油方式使活塞杆退回原位。

在施工组织设计中，配备的千斤顶应根据顶力的大小、活塞面积、工作压力等综合考虑。一般宜选用活塞面积大、工作压力小、顶程较大的千斤顶。

千斤顶的台数，是按油泵及连接油管所能承受的压力，先确定1台千斤顶的实际顶力，然后再计算千斤顶的最少台数，并配置一定的备用量。

千斤顶一般设在箱涵底板处得钢板托架上，避免因千斤顶与土壤接触形成刮土现象。布置时应以箱涵中心线为对称轴，按型号在两侧对称布置。受力不对称（斜箱涵）时，需先计算阻力的合力作用线，再对称布置千斤顶。

9 传力设备

顶入法是依靠后背提供反作用的，随着箱涵逐渐顶进，在千斤顶和背后之间距离愈来愈大，需设置大量传力设备以保证箱涵的继续顶进。一般用的传力设备有：

（1）铁顶。根据千斤顶的顶程，更换不同的尺寸的顶铁。例如：使用顶程为20 cm的千斤顶，顶铁的尺寸一般为10，15，20，30，40，60 和 80 cm等规格。此外，还辅以不同的钢垫板供填塞空隙用。

（2）顶柱。可用钢板或型钢组焊而成，截面呈方形，常用规格为0.5，1，2，4 m等尺寸。在起重设备方便的情况下，可用8 m或10 m的长顶柱，也使用直径为50 cm左右钢筋混凝土管柱桩顶柱的。

（3）横梁。用工字钢或钢板焊接而成，设置在箱涵底版端部和千斤顶之间，其中作用是把千斤顶的集中力，经横梁均布地传递到箱涵底板上。这种横梁又称作活动横梁。

另一种固定横梁，是顶柱的横向联接梁，通常每隔8 m设置一道顶柱横梁，顶柱与横梁之间用螺栓连接，以确保顶力的均匀传递，从而使顶柱的受压稳定。

线路加工的措施有：①吊轨梁法。这种加固法多在建筑高度受限制时适用，有时也可以与其他线路加固法结合使用。它是把钢轨分布在路线钢轨两侧的同一水平上，把支承线路钢轨的枕木用直径22 mm的U型螺栓和角钢悬挂在吊轨梁上。当轨轨型与线路相同时，即吊轨要高出正线轨面25 mm，妨碍行车，所以，必须预先在线路钢轨下面铺砌垫钢板，抬高线路钢轨轨面。②铺设横梁。横梁应根据轨底到箱梁顶的高度用工字钢组成，铺设间距一般取1.5 m左右。

10 结束语

为了在箱涵顶进过程中确保铁路运输的正常进行，还有很多种的方法例如高低度下承式便梁等。在箱涵顶进施工过程中，为了确保工点上方铁路安全运行，必须事先对铁路线路进行加固。路线加固的几种较为行之有效的方法有吊轨梁法、横梁加固法、纵横梁加固法、轨束梁法等。