地道涵洞顶入法施工方法

地道涵洞顶入法施工方法
朱金海卢海峰
关键词：顶入法顶力试顶顶进靠背
摘要：顶入法施工是在铁道地道涵洞一侧开挖工作坑、预制箱体、设计足够强度的后背，安置千斤顶，依据顶力大于箱体周边摩擦力的原理将箱体顶进就位，由于其具有工艺简单、操作方便、容易控制顶进时箱体的偏差等优点，是目前桥涵顶进法中最常用的一种方法。
1、工程概况
前进路地道桥涵是9m单孔框构桥涵，位于津浦线K186+68处，箱体与津浦下行线正交90º。箱体尺寸为27.9×10.4×5.9m，箱体两侧设“L”型砼挡墙。框体主体为C35钢筋砼，抗渗等级为S8。
2、施工方法
2.1 打井降水
根据地质勘测结果，该处地下水位标高为2.7~2.9m，土层主要为亚粘土层，设计工作坑基底标高为-1.08m，若保证箱体预制及顶进过程中工作坑内无水，水位必须降至基底标高0.5m以下，总降水深度达4.48m，采用大口降水方案，降水井采用φ400砼无砂管，井间距为14m，井深为20~26m，工作坑中间设1观察井。抽水设专人负责，循环定时抽水。通过观察井测量降水情况，当水位降至基底标高0.5m以下时，即可进行工作坑开挖。
2.2 打后背工字钢桩
后背桩采用45a工字钢桩，间距5根/米，桩长11m，持土深度（基底以下）6m，设拉锚6道，拉锚长18m，埋深2.5m。
2.3 工作坑开挖
基坑开挖采用挖掘机挖土，人工配合刷坡清底，自卸汽车运土。在坡脚打入长2m，直径150mm圆木桩，间距1.5m，打入3m长竹排两层挡土，基坑周围用砖砌30*30排水沟，将明水汇集至降水井内抽出。
2.4 滑板、后背梁制作
滑板与后背梁浇筑为一体，基础采用20cm厚碎石填平夯实。再浇筑20cm厚C20钢筋砼，呈1.5‰纵坡，钢筋采用φ8双向间距为200，每隔3m设地锚梁一道，后背梁厚1.0m，高2.0m，预制箱体两侧20cm处设钢轨导向墩，间距3m一个。使滑板与箱体有效隔离，润滑层制作采用三层塑料薄膜，二层滑石粉，为便于箱体绑筋弹线，在润滑层上做2~3cm厚砂浆找平层。
2.5 预制箱体
钢筋搭接采用100kw对焊机焊接，焊接接头处必须无横向裂纹，且轴线弯折不大于4º，轴线偏移不大于0.1d且不大与2mm，底、顶板钢筋绑扎时为使钢筋上下网片不变形，设4道φ16钢筋焊接马墩（梯子形状）。拐角处采用∠75×75角钢加固。支模分两步进行，先支底板至边墙40cm以上，然后再支侧墙和顶板，为防止侧墙施工缝渗水，在侧墙砼接缝处设止水钢板，厚2mm，宽40cm，两侧墙通长设置。
箱体砼采用商品砼由输送泵管直接输送到模内，分两次浇筑，第一次浇底板，第二次浇侧墙和顶板，浇筑侧墙砼前将侧墙施工缝处杂物（底板上40cm处）浮浆及松散石子清除干净，将钢筋上残留砂浆用钢刷刷干净。然后用同标号的砼砂浆洒在接缝处，再浇筑侧墙，箱体砼浇注由一端开始向另一端进行浇筑，用振捣棒捣实。浇筑完毕后底顶板用塑料薄膜覆盖、浇水养护。
养护7天后，砼强度已达90%（实测），拆模（此时从内侧浇水养护）。顶板侧墙作防水层。防水层采用SS-1防水涂料满涂3遍，顶部防水层上做5~8cm厚C40豆石砼保护层，内设12#钢丝网片，网孔间距3×3cm。
2.6 安装顶进设备
本工程箱顶仅有线路及加固材料重量，顶进阻力主要来自底部摩擦，采用箱体顶力经验公式 P=μ×N
式中 P—顶力（KN）
N—箱体自重（KN）
μ—顶力系数通常取1.4
则P=1.4×1387.5×9.8=19036.5KN 合1942.5T
采用200T千斤顶16台，能达到最大顶力3200T，系数为1.647。千斤顶布置如下横断

千斤顶布置横断面示意图
2.7 线路加固
线路加固采用纵挑横抬法进行加固。
2.8 顶进安全措施
A、路基防护采用钢板桩防护，路基两侧打入9m长45a工字钢桩加固，间距5根/m。
B、现场设醒目标示牌，提醒进入现场有关人员时时注意自身和行车的安全。
C、施工现场设专人负责安全巡视，以口笛、对讲机、警铃、信号灯等形式联系顶进及挖土操作的工作人员。
D、接到来车预告时，工作面上的一切施工人员必须即刻撤离现场，避让到安全地段，停止顶进和挖土，由专职安检人员负责督促落实。
E、施工人员必须服从铁路现场值班人员的统一指挥，每班专设一人与铁路现场值班人员联系，发现问题随时通知施工现场指挥人员，以便采取相应措施。
F、夜间施工，线路两侧安装照明设备，箱体前端设10盏1000W碘钨灯，分两排由两侧往线路中间照明，保证施工范围内施工人员能及时发现可能的线路故障。
G、现场准备一些木板、方木、塑料编织袋、石碴，当遇到边坡坍塌时，以便及时做好抢险工作，加强线路维护，保证列车畅通无阻。
3 小结
3.1 箱体起动时顶力系数是0.86；入土时顶力系数为0.67；脱离滑板后最大顶力系数是1.2。
3.2 箱体预制时建议劳力组织分两班轮流作业，砼浇筑采用商品砼，这样能缩短箱体预制工期，为赶在雨季之前箱体顶进就位争取时间。
3.3 实际顶进时间8天，每镐顶程为0.4m，总顶程为34m，每天顶进长度为4.25m。
3.4 顶进时关键是出土速度，铲运机的机器性能及司机的熟练程度必须保证。
3.5 竹胶板具有表面光滑、支模速度快等优点，但对侧压力过大的侧墙来说，必须克服其刚度不够的缺点。