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1、玖龙东莞基地涵洞A工程 箱涵顶进施工 编制单位：吉林省松江路桥建筑有限责任公司 一、概述 n箱涵顶进施工又叫城市地道桥施工。 n当穿越铁路、公路及城市市区道路不便断 绝交通，而现场条件又不能修筑便道时； 或修筑便道工程量较大、街道狭窄、两侧 建筑物多、可能造成大量拆迁时，设计通 常采用地道桥方案。 n涵洞A工程贯通办公区与六期门岗，其中顶涵 部分长度13.5m。 n顶涵的施工原理： 将涵洞结构先在工作坑内进行预制，然后通 过后背（承力系统）、顶进设备（千斤顶） 将涵体顶入到设计位置。 结合本工程实际情况，箱涵顶进施工分为： 工作坑、后背、箱涵预制、顶进设备及顶进 方法选择等四个方面。 （如为穿
2、越铁路还需增加铁路加固一项） 二、工作坑 n、工作坑的平面布置 工作坑是为预制和顶进箱涵而设置。工作坑的大小、 基坑的深度、工作坑设置的位置要根据现场的实际 情况、箱涵的规模、顶进长度、顶进方式、出土方 式等确定。本工程工作坑设置在办公区一侧。 工作坑底部取决于滑板的大小，而滑板的大小又与顶 进方式有关。 本工程设计滑板宽度为：8.90m，因而，工作坑底的 施工宽度=8.90m+两侧排水沟实际宽度=12m，工 作坑底的施工长度=设计滑板长度=17m。 详见附图：滑板平面图、箱涵顶进立面图 滑板平面图 箱涵顶进立面图 、滑板结构 滑板是施工、顶进作业所必须的临时设施，既是顶进 箱体浇筑的基础，又
3、是箱体顶进时的滑道。 滑板施工注意事项： 1、滑板要有适当的强度和刚度 本工程设计滑板厚度20cm，并配纵向12mm螺纹钢筋 。同时对软弱地基采取打松木桩和片石垫层处理。 为防止地基软化，滑板两侧（或四周）需做排水沟进 行24小时不间断排水。 2、滑板底部与土层要有足够的摩擦力，以防止箱体起动 时带动滑板。 一般情况是在滑板底部相隔一定间隔设置反梁，本工程 设计因考虑已进行片石换填，认为摩擦力已足够，因而 没有设计反梁。 3、保证必要的平整度。 由于箱体在滑板上直接浇筑，尽管设置了隔离层，箱体 仍和滑板紧贴，滑板不平整，箱体起动时就会产生错动 增大摩阻力。 4、做好润滑隔离层。 本工程设计的润
4、滑隔离层共有三道，分别为：滑石粉、 塑料薄膜、石蜡。目的是起隔离、减少摩阻力的作用。 三、后背 本工程后背设计如下图：（单位为cm） 后背是箱涵顶进施工中的重要的临时结构它承受顶进时的 水平顶力，对施工顺利与否关系极大。如果后背不牢固，顶进 时发生较大移动，就有可能把框架顶偏，甚至造成不能继续顶 进的严重后果。 顶进时，板桩式后背的填土的水平抗力承受全部千斤顶的 顶力，而重力式后背则由墙的自重与土的摩阻力及部分土的抗 力最受顶进时的顶力。因此必须对顶进时顶力进行正确判定， 以合理的安排顶进设备及确定后背类型及规模。 本工程后背设计方案为复合式后背，由板桩式（钢轨桩）+ 重力式（浆砌片石）两种后
5、背形式复合而成。即打双排拉森钢 板桩，中间用槽钢或钢管顶撑串联，连同挡墙自重式结构一起 共同传力。因本工程地质为淤泥土，承载力很低，设计采用填 沙包处理，以增大后背自重，从而达到提高后背承载力的效果 。 四、顶进设备选择 、顶力计算 涵身顶进时所需克服的阻力之和即为顶进时所需的顶力 。顶力的确定须考虑顶进长度、土质、地下水、箱涵外形及 施工方法等因素。 按公式可计算出顶进所需最大顶力： P=P1+P2 其中：P1=2KQf2（覆土摩擦力） P2= KN1fl+(N1+N2)f2+2Ef3+RA （箱涵摩擦力） 整个框架自重约409.67t，涵顶距路面平均高差为1.2m。 Q(箱顶覆土重量）=6
6、.1x1.2（覆土厚）x13.5x2.0（比重 ） =197.64T P1=2x1.2x197.64x0.75=355.75T 顶进时错开路上车辆行驶，故涵顶活载N1=0 侧压E =12(ql +q2)htL 式中ql= e rH ，为箱顶土压； q2= e r (H 1+ht)为箱底土压。 其中ht为箱身高度，H1为路面与箱涵顶平均高差 ，L为箱涵长度。 因此ql=0.3x1.9x1.2 =0.684 q2=0.3x1.9x6.2 =3.534 静土压力系数e取03， r偏大取1.9tm3。 E =12(ql +q2)htL =0.5x（0.684+3.534）x5.0 x13.5 =142
7、.36 故P2=K(N2f2+2Ef2 +RA) =1.2x(409.67+10)x0.75+2x142.36x0.75+0.484x50 =662.99T 最大顶力P=P1+P2 =355.75+662.99 =1018.74T 、千斤顶选择： 选用SYQ320千斤顶4台，其额定顶推力为 4x320=1280T1018.74T,满足要求。 五、箱体预制施工 、箱涵底板施工 本箱涵底板一次完成混凝土浇筑。 内模板采用=1.8cm厚9层防水胶合板，外模板采用 =1.8cm厚9层普通胶合板。底板厚度为55cm，外侧用短钢管 夹紧打入土中并支撑基坑边坡土壁上，间距50cm。 施工缝留设在距底板90c
8、m高的侧墙上，支模时应一并支设 成型。内侧倒角模板处支撑采用钢管进行对撑，用钢丝对拉稳 固。 绑扎底板钢筋完毕，按设计要求预留侧墙钢筋，支设底板 模板。 经监理工程师检查验收后进行混凝土浇筑。 混凝土采用搅拌运输车从商品混凝土站运至浇筑地点，使 用泵送机泵送入模，插入式振动棒振捣密实。 混凝土在浇筑过程中应派专人对模板及支撑情况进行观察 ，若发现松动变形及时进行处理。 第一次基础底板混凝土浇筑成型后，将端头模板拆除，采 用泡沫板将第二次浇筑的混凝土在变形缝处与第一次浇筑的混 凝土隔开。 箱涵侧墙上的施工缝处嵌入通长止水钢板。 、箱涵墙体及顶板施工 箱涵墙体和顶板施工也按底板单元以变形缝为界分开
9、，并 与底板上下保持一致。先绑扎箱涵墙体钢筋，经监理检查验收 后支设箱涵墙体模板。同样箱涵墙体内模板采用=1.8cm厚9 层防水胶合板，外模板采用=1.8cm厚9层普通胶合板。以 8080木枋为竖向背楞，间距30cm，横向48钢管辅以双向 1470cm对拉螺杆进行对拉加固，底排螺杆距底面不得大于 30cm。箱涵墙体和 顶板模板在支设时，考虑连续安装，箱涵墙体模板在变形缝处 使用加密拉杆固定箱涵墙体两端挡模。顶板支模搭设门型支撑 架，双向间距90cm，顶板模板采用=1.8cm厚9层防水胶合模板 拼装而成，以8080木枋作背楞，间距30cm，48钢管脚手架 作支撑体系。模板拼缝采用夹双面胶带的方法
10、进行封堵，以防 漏浆。顶板模板经监理检查验收后，绑扎顶板钢筋。 在混凝土浇筑前，应清理模板内杂物及垃圾，并冲洗干净 。经监理工程师检查验收后浇筑混凝土。混凝土采用搅拌运输 车运至现场，箱涵墙体混凝土应分层浇筑，分层振捣，分层厚 度不得大于50cm，为保持箱涵体平衡，混合料从一侧边墙送入 达到分层厚度后，然后转入另侧边墙送入，依次交替分层浇筑 ，定人定位用插入式振动棒振捣。箱涵墙体浇注完成后，停留1 -2个小时再接着浇注顶板混凝土，从一端向另一端逐渐浇注成 形。 混凝土浇筑完达到拆模强度后，拆除内外侧模板，抽出对 拉螺杆，采用1：2水泥砂浆将对拉螺杆孔封堵。为确保美观， 水泥砂浆须掺入适量粉煤灰
11、和白水泥，经现场试配，使封堵颜 色与箱涵体混凝土颜色色泽一致后，方可进行封堵填抹。 顶板混凝土浇筑后，待混凝土强度达到设计强度的70后 方可拆模。 六、顶进施工 、顶进前的准备工作 顶进施工前应做好如下准备工作： 1 ）、做好顶进施工范围内的防、排水工作，增强土体稳 定，尽可能避免雨季施工。 2 ）、检查预制涵身的混凝土强度，当混凝土强度达到 80%以上方可进行顶进施工，并在顶进前做好预制涵身的防水 层施工。 3 ）、本涵采用4台320t千斤顶作为顶进设备，顶进前应 全面检查千斤顶功能有无异常，管路有无泄露，调整电接点压 力表和压力继电器的保安值，调整溢流阀的作用压力。并进行 试顶工作，试顶一
12、般以顶动框架为止。试顶中，在各有关部位 及观测点处均应有专人负责，随时注意变化情况；开泵后当油 压每升高5 MPa10 MPa时须停泵观察，发现异状，及时处理 ；同时还要注意观察后背和底板的变化。 顶进施工 顶进即是开动高压油泵，使千斤顶产生顶力，推动箱身前 进，每镐的顶程，通常情况下为700mm。箱身前进后使千斤 顶的活塞回复原位，在空档处填放顶铁，以待下次开镐，如此 循环往复，直至箱身就位。 当箱身在工作坑底板上移动时，不论孔跨多少，其程序都 相同。 即： 当箱身与地基接触后，要进行二次挖运土方工序，二次挖 土为先期采取人工开挖，随着箱体的逐步顶进，当工作面能适 应铲车回转时则采用铲车挖运
13、和人工配合挖土。 顶进涵开挖一般采用随挖随顶。已挖好的开挖面不能长时 间暴露，挖完后立即顶到位置，防止因长时间暴露而引起塌方 。 开挖时，开挖面底部不得超过预制涵身的底面。其开挖程 序见下图。 顶进施工中的重点控制 顶进过程中必须严格控制如下几点： 1、涵身起动后，开始为不切土的空顶，此时需要控制好涵 身顶进的方向，切不可麻痹大意，以免造成较大的偏差，造成纠 正困难。 2、涵身沿正确方向入土后，至入土1/2长度前，是顶进孔 道决定性阶段，此时要严格控制中线、水平，及时观测、及时进 行纠偏；入土1/2长度后，纠偏摆动要小，注意防止出现“扎头 ”，涵身底板要吃土顶进。 3、安放顶铁、顶柱要做到三个
14、一致，即轴线一致、长短搭 配一致、位置一致。为减少顶柱的自由长度和增加稳定性，每间 隔4m顶柱要设横梁一道，每顶柱间用方木顶紧，顶柱上填一层50 -100cm的土层并夯实。 4、顶进过程中要对中线、水平安排专人进行观测，每50cm 顶程对中线及4个角的标高进行观测，避免出现顶偏及“抬头 ”、“扎头”现象。 标高控制采用连通器的办法（即水平管）来进行观测：用 透明的细塑料管弯成槽型固定在涵身两端头边墙上，管内装 易流动的有色液体，在边墙上标出设计坡度所要求的位置检 查时只需看两端液面是否与标示位置一致，即可判断高程的变 化。 顶进中的纠偏方法 顶进中如发生顶偏及“抬头”、“扎头”现象需要及时处
15、理。 方向调整 在滑板上顶进时，可利用方向墩控制和调整；进入路基后 ，可用增减顶力或开关某一翻顶镐来调整。 “抬头”调整 涵身抬头量不大时将开挖面挖到与涵身底面一致即可 。涵身抬头量过大时分几次在涵身前挖1 m2 m(宽高) 的坑，让船头坡带动土体挤入坑内以达到降低抬头量的目 的 抬头量过大时，还可以在箱体上压重物进行负重顶进。 “扎头”调整 首先在箱体预制时，在底部1m内设置5%的船头坡，可以 有效防止“扎头”现象的发生。如碰到软基出现严重“扎头 ”现象时需采用紧急处理措施,如：换填、注浆、打水泥（生 石灰）桩、快干砼，甚至基底投入轨枕、钢轨滑道的处理方 法。 七、质量通病及预防措施 针对箱涵工程以往出现的质量通病采取以下几个方面的预 防措施： 1、砼表面局部缺浆粗糙或有许多小凹坑（即麻面）。 预防措施：模板清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等
