箱涵顶进施工技术要点浅析

张 旭

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

1 工程概况

某工程为供排水工程,其中供水线路全长8.5km，采用双钢管（D=500mm，δ=8mm）；供水管线穿越铁路处采用顶进预制混凝土箱涵穿越法进行施工。

2 方案部署

现场采用一次顶入法，即在线路一侧设置工作坑，在工作坑底板上预制整体的钢筋混凝土框架涵身，借事先修筑好的后背，用千斤顶顶推涵身前进，每顶推300mm为一个施工单元,然后挖去箱内土方，校正涵身。在既有线顶进涵洞作业前，必须加固线路，确保行车安全和施工安全。顶进就位后进行封口填埋。

3 工作坑施工要点

1）开挖工作坑根据现场调查情况，设置在线路一侧，可减少挖土数量，且场地较空旷，交通便利。

2）工作坑两侧边坡为1:0.75～1:1.5,而靠近铁路路基一侧的边坡应保持缓于1:1。工作坑顶边，距铁路中心线不小于10m。

3）工作坑的尺寸除根据涵洞结构尺寸确定外，并在涵身底板前留1.5m空顶长度，以备启动后，调整顶进方向及设备出现的问题，在涵身底板后部留3.5m的空地，以布置横梁及其他顶进设施。工作坑的大小，以工作底板两侧以外各加宽大于1m为准，上部以工作底板标高与地面之高差按坡度计算确定,并于一侧设一下宽5m坡道作为施工通道。

4）工作坑内根据现场实际设集水井进行排水，渗水量较大时采用井点降水，以确保坑底及顶进过程中基底土壤干燥。工作坑底密实平整，并有足够的承载力，否则加固处理。

4 底板施工要点

1）工作坑底板具有足够的刚度和稳定,采用C20混凝土底板，钢筋护面，为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混凝土锚梁。

2）底板中心线与涵洞设计中心线一致。底板长度，其中前端比箱身长1m，后端与后背相连，两侧比箱身各宽0.4m。

3）为了消除箱身顶进启动后与进入路基前的空顶阶段的方向偏差，在滑板两侧设40cm×40cm×40cm方向墩,间距5.6m，墩身与箱身间留5～10cm的间隙，以便导向。

4）润滑隔离层:

在工作坑底板顶面铺设润滑隔离层是为了防止工作坑底板与预制涵洞箱身底板相粘连和减少首次启动顶力。润滑隔离层由石腊油和塑料薄膜组成。工作坑滑板顶面干燥后，采用滑石粉浆浇洒在底板上，均匀刮平，待凝固后再洒一层滑石粉，接着在上面铺上一层塑料薄膜，薄膜接缝处压茬0.2m以上并使接茬口朝路基方向。滑石粉浆采用在滑石粉中掺废机油，按比例1:1.5加热调匀。

5 箱身预制施工要点

5.1 模板与支撑架

箱身预制模板采用钢模，为保证混凝土表面光滑，采用混凝土镜面控制工艺内贴PVC板，增加涵洞整体的美观。施工时先在预制场地上安装好箱身底板模板，绑扎钢筋、灌注混凝土后，安装内模和外模。模板支撑采用轮扣式脚手架支柱式支撑，左右前后间距0.9m,柱子间上下及纵横剪刀撑按轮扣式脚手架固定间距布置。

为了减小箱涵顶进时的阻力，在涵洞箱身两侧墙前端2m范围内的外模向外放1cm，使前端保持正误差，尾部为负误差，形成倒楔形且模板支立应直顺平整，杜绝出现鼓肚、错茬现象。

5.2 混凝土的灌注

涵洞箱身混凝土先箱身底板，当箱身底板混凝土强度达到设计强度的75%后，再灌注上部边墙及顶板的混凝土。箱身采用钢筋混凝土标号为C25，采用商品混凝土或自拌混凝土，底板直接用斗车运送混凝土灌注,边墙和顶板用吊车吊送混凝土入模。

混凝土灌注过程中，应注意灌注的时间进度和震捣的时间控制，震捣时捣固棒不得斜插和直接接触模板，以提高混凝土拆模后表面的光洁度，减少混凝土表面气泡。常温下拆模后，混凝土表面用塑料膜包裹，起到养护作用，当气温低于5℃时，模板外挂二层麻袋保温，并用塑料薄膜包裹，不至于散热及散失水分。

6 线路保养加固及安全措施

在既有线顶进涵洞作业前,必须加固线路，确保行车安全和施工安全。顶进中，线路保持正确的水平与方向位置，如发生变动及时调整。利用列车间隔时间施工，事先与车站联系，取得同意，才能施工。

顶进过程中,由于箱身高程的变化，及箱身顶进时带动土体，使线路高程往往逐渐升高或降低或左右股钢轨顶的不平，直接影响行车安全，故必须认真检查，及时调整，其方法如下:

1）保持线路水平是保养工作的主要项目，为保持水平,在横梁与枕木之间保留一定的调整余量，常用1～5cm厚木板垫塞。钢轨底部分用“穿袖”木契打紧。借以调整线路轨顶水平。

2）当线路方向不良时,可将槽钢下木契打紧后，松开附近几个吊轨螺栓，及方向不良范围内横向支承，用起道机拨道。

3）要随时上紧松动的吊轨螺栓。加强对线路的观察。发现异常时及时整修。

7 设备安装、调试、吊装箱涵及试顶施工要点

箱身和后背建成后，即可安装顶进设备，按下列步骤进行安装、调试、试顶:

7.1 设备安装

配备需要的千斤顶台数，应按箱身起动推力的1.2～1.5倍设置。顶进设备的液压系统包括高压油泵、油箱及其辅助装置，油泵应与千斤顶配套。液压系统的各部件，要进行单体试验，合格后方可安装，全部安装后必须进行试运转，详细检查油路、千斤顶及操纵箱达到要求方可使用。

7.2 调试

调试工作是全面检查液压元件是否可靠，千斤顶功能有无异常，管路有无泄漏，测定起动推力，检查后背的变化情况等。

7.3 吊装、运输

由于箱涵单节几何尺寸较大，在吊装及运输时选择40T轮式吊车及拖板车进行吊装运输。在吊装过程中注意避免涵身与其它硬性物体相碰撞而造成角隅等局部受损。在吊卸时对厂前道路进行交通管制，设置明显交通标志。箱涵吊卸就位时注意保持线缆准确，并及时进行调整。

7.4 试顶

试顶工作以顶动箱身为止。因此在试顶时要加强箱身中线、水平和纵向位移的观察，同时还要注意观察后背和底板的变化。试顶工作是操纵所有千斤顶一起顶出，顶块触到，当克服箱身的起动阻力，箱身被顶动，压力迅速下降，此时在压力表上读到的最高压力值,经换算后的是该箱身的起动推力。试顶时应做到:

①在各有关部位及观测点处均有专人负责，随时注意变化情况；

②开泵后每当油压升高5～10MPa时须停泵观察，发现异常，及时处理；

③当千斤顶活塞开始伸出，顶柱（顶铁）压紧后立即停顶，经检查各部位情况，无异常现象可再开泵，直至箱身起动。

④试顶完成后还要进行一次全面检查，如各部情况均属良好便可进行正式的顶进作业。

7.5 顶进组织和工艺

1）箱身在工作坑底板上空顶时，注意箱身轴线方向，刃角一经吃土，要组织加快出土的速度，实行三班倒连续作业，保持箱身不断顶进，如由于某种原因迫使暂时停止箱身顶进时，也要间续地顶动箱身，以防止箱身阻力过大。

2）每班交接时，对千斤顶、油泵液压系统、顶铁、顶柱、后背、刃角等设备，要经过检查保持状态良好，掌握箱身的方向及高程状况后，才能开始操作继续顶进。在顶进过程中要始终作好记录，随班交接。

3）顶进箱身要在列车运行间隙进行，严禁在列车通过线路时顶进。为了保证安全，顶进施工人员、线路防护人员驻站联络员应相互用对讲机加强联系，使洞内外密切配合，保持一致。

7.6 顶进挖土及运土

本箱身顶进时由于设置了中刃角，为加快顶进的速度，缩短对线路行车的影响，采用上下两组人工三班倒挖土，采用小型装载机装土倒入翻斗车运走。开挖过程中，随着顶进的进度在箱身底板和滑板间用枕木接长车道。每次挖土进尺按0.5m左右,保证刃角切入土层内不小于10cm。

7.7 安放顶铁、顶柱

顶前将不同的规格尺寸顶铁、顶柱进行排列组合，在顶进过程中按顶进长度进行安放。

事先要准备好足够的拖运和起重设备，安装横梁、顶铁顶柱，配合顶进施工。

7.8 测量观测

以箱身轴线和另一条与之平行的基线设置控制基线，基线桩应与后背有一定的距离，以避免由后背变形而引起观测不正确。

在箱身顶板处两侧设置两处水平观测点。布置观测点时要保证通视,避免顶进施工对观测的干扰。

在顶进过程中，箱身每前进一定的顶程，对箱身的轴线和高程进行观测，并要详细做好记录，如发现偏差，及时通知顶进指挥人员采取措施，纠正偏差。

8 小结

采取以上方法有效地保证了给排水工程箱涵顶进施工质量，得到了甲方和监理的一致好评。