運河北路框架涵頂進施工

朱晉

摘要：簡述運河北路框架橋涵工程概況及施工要求，繼而細化施工流程，探討框架涵頂進施工工序及質(zhì)量控制要點。

關(guān)鍵詞：框架涵 頂進施工

1 工程概況

運河北路立交道路中心與既有寧啟鐵路法線夾角為22.05°，立交道路中心與既有揚州電廠專線法線夾角為6.5°。運河北路涵身采用（8+13+13+8）m四孔分離式框架，A框架涵身長30.6m，兩側(cè)帶3m長U槽；B箱、C箱、D箱涵身長均為21.2m，既有寧啟線左側(cè)帶3.0m長U槽；E箱涵身長9.0m，既有揚州電廠專線右側(cè)帶3.0m長U槽；F箱、G箱涵身長均為9.0m，涵身外高7.8m。南京側(cè)邊孔8.0m箱身設(shè)計最大基底應(yīng)力為141.8MPa，大于該箱身基底處土層的基底應(yīng)力120KPa，不滿足設(shè)計要求，該孔箱身基底采用高壓旋噴樁加固。改建立交橋采用頂進施工，工作坑設(shè)在既有寧啟線北側(cè)，線路采用D24m便梁防護，便梁支墩采用挖空樁基礎(chǔ)，挖孔樁及支墩施工時采用簡易支墩D24m便梁防護，基坑內(nèi)采用集水井降水，必要時采用井點降水。

2 施工程序

2.1 工作坑開挖 所有管線遷改完成，基坑圍護和基坑降水做好以后進行基坑開挖。基坑開挖采用挖機分層開挖，坑底預(yù)留30cm人工開挖，工作坑兩側(cè)澆筑C25混凝土排水溝和集水井抽水，保持工作坑干燥無水。

為保證基坑邊坡的穩(wěn)定，基坑開挖前在基坑坡頂上設(shè)置沉降觀測點，并定期專人觀測做好記錄。基坑開挖后，在靠鐵路側(cè)邊坡及時抹4cm厚砂漿并專人每天不少于兩次檢查，發(fā)現(xiàn)裂縫立即用水泥漿封閉，另一側(cè)坡頂上覆蓋固定好彩條布防護，以防雨天雨水沖刷邊坡，影響邊坡穩(wěn)定。

2.2 碎石墊層、制作滑板、后背梁、預(yù)制箱身 基坑開挖到位后，及時按圖施作碎石墊層、滑板、后背梁。

滑板采用C25混凝土，內(nèi)置φ12鋼筋網(wǎng)片。在滑板下每隔兩米設(shè)一防爬槽，嚴格按壓實度要求控制滑板砼振搗質(zhì)量。每兩米觀測一次表面平整度，將凹凸差控制在3mm內(nèi)。施工過程中，高程通過方格網(wǎng)進行控制：在基坑內(nèi)埋設(shè)直徑16mm的鋼筋頭，細分為2×2m方格網(wǎng)，在灌筑砼的過程中以點找平來控制滑板面高程。砼初凝后，將石蠟機油涂在表面做潤滑層，以提高表面的平滑度。為避免框構(gòu)滑板粘連滑板增大啟動阻力，須在潤滑層上黏鋪一層塑料薄膜。同時，嚴格按圖紙和規(guī)范施工，確保后背梁的結(jié)構(gòu)尺寸和施工質(zhì)量，保證頂進時提供足夠反力。

箱身預(yù)制工序：將箱身底板模裝設(shè)在工作坑滑板上→底板鋼筋綁扎→底板混凝土灌注→養(yǎng)護→內(nèi)模安裝→側(cè)墻及頂板鋼筋綁扎→外模安裝→側(cè)墻及頂板混凝土灌筑→養(yǎng)護→拆模→鋼刃腳安裝→作箱身防護層及潤滑設(shè)施。

箱身混凝土采用我分部混凝土攪拌站C40混凝土，混凝土運輸車送到現(xiàn)場，汽車泵車泵送入模。分底板和側(cè)墻、頂板兩次澆筑，振搗采用插入式振搗器，振搗時振搗棒不能碰到模板。砼澆筑完成后，采取土工布覆蓋并灑水進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14天。砼強度達到2.5Mpa以上拆除非承重墻模板，強度70%以上拆除其余支架模板。箱身頂面需鋪設(shè)TQF-1防水層及C40細石聚丙烯纖維混凝土保護層，箱身兩側(cè)外墻與土接觸部分涂聚氨脂防水涂料兩層。

2.3 箱身頂進

2.3.1 箱身頂進前的準備工作。①頂力計算及油頂布置。本橋與鐵路成正交，根據(jù)現(xiàn)場實際地形及施工條件，頂進采用機械挖土，人工進行配合。箱身最大頂力按下式估算，以合理配置油頂數(shù)量。

P=k[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA]

其中：P——最大頂力（kN）； N1——橋涵頂上荷載，取0；f1——橋涵頂面與頂上荷載的摩擦系數(shù)；N2——橋涵自重（kN）；f2——橋涵底板與基底土的摩擦系數(shù)，取1；E——橋涵兩側(cè)土壓力（kN）；f3——側(cè)面摩擦系數(shù)，取0（邊挖邊頂?shù)氖┕し椒?，不考慮側(cè)面摩擦力）；R——鋼刃角正面阻力，取0；k——系數(shù)，采取1.2。

立交箱身頂力計算及油頂布置計算如下：最重立交箱身自重16164.0kN（混凝土622.41立方），初步計算最大頂力16164×1.2=19396.8kN，安裝3200kN油頂10臺， 每臺油頂最大頂力19396.8÷10≈1939.7kN，占油頂允許最大頂力的60.6%，液壓墊效果未作充分考慮。在液墊作用下，預(yù)制箱身的最小頂力為16164×0.4=6465.6kN。②頂進前準備及其他要求。A箱身頂進前鑿除墻身外側(cè)拉桿螺栓，用水泥砂漿修補后，箱身兩側(cè)與土接觸部分涂聚氨酯防水涂料兩層，箱身頂部做好TQF-1防水層及C40聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土保護層。B核對后背梁與箱身尾部距離，頂桿與箱尾后背要垂直，檢查液墊管路，保證液墊管暢通。C箱身砼強度達到100%后，方可開始試頂，設(shè)專人觀察后背變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止，及時加固處理。

2.3.2 線路加固，便梁架設(shè)。頂進時線路采用D24便梁防護加固。詳見線路加固。

2.3.3 頂進施工。①組織檢查：檢查準備工作是否到位。比如查看線路是否需要加固；確認后背及頂進設(shè)備是否正常運行；液壓系統(tǒng)和現(xiàn)場照明系統(tǒng)是否安裝到位；全面記錄儀器設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)，并記錄人員布置情況；施工人員與鐵路行車單位聯(lián)系情況。②頂進：啟動高壓油泵，驅(qū)動液壓千斤頂產(chǎn)生頂推箱身前進的頂力。一般千斤頂每鎬的頂程在190～800mm之間，而實際工作中每鎬最大頂程不宜超過500mm。千斤頂頂推箱身前進后其活塞復(fù)位，將頂鐵安置于空擋處為下次開鎬做準備。照此循環(huán)往復(fù)，直至箱身就位。

頂進施工質(zhì)量控制要點：

①在工作坑滑板上空頂進箱身。頂進過程中重點控制箱身水平中線。箱身一吃土，挖土和出土盡量加快進度。另外，為確保頂進施工的連續(xù)性，必須組織三個生產(chǎn)班組以倒班制連續(xù)作業(yè)。②兩個班組交接前檢查液壓系統(tǒng)、頂進設(shè)備是否完好無損，確保千斤頂、油泵液壓系統(tǒng)、頂鐵、頂柱、后背、刃角、平臺等儀器設(shè)備的運行狀態(tài)能夠滿足作業(yè)要求。另外重點觀察記錄箱身高程及當時的方向，以便交接后保持原狀繼續(xù)作業(yè)。頂進階段實時記錄的現(xiàn)場數(shù)據(jù)一律隨班交接，以確保頂進施工能夠良好接續(xù)。③頂進過程中，嚴禁無關(guān)人等站立在頂柱或后背上，確保人員安全。④在列車運行間隙安排箱身頂進作業(yè)?，F(xiàn)場監(jiān)控人員必須嚴密監(jiān)視列車通行情況，列車通行時及時通知現(xiàn)場停止作業(yè)。為確?，F(xiàn)場人員安全，有必要觀測樁設(shè)置在便梁支墩上對D24便梁支墩位移情況進行量測，以免影響列車通行。⑤線路上部設(shè)線路工檢查施工便梁及線路情況，并全面記錄現(xiàn)場參數(shù)；及時糾正線路在頂進過程中出現(xiàn)橫向變形，采取措施妥善養(yǎng)護。⑥橋涵頂進最終容許誤差：中線誤差小于等于20cm；高程誤差不超過頂程的1%，偏低在20cm以內(nèi)，偏高在15cm以內(nèi)。

2.3.4 挖土及出土：頂進箱身挖土在D24m便梁架設(shè)好拉槽施工后，以小挖機挖土，人工配合，翻斗車外運至頂進箱身前端，由長臂挖機挖出，渣土車運輸。

開挖時注意如下事項：列車通過時不挖土，避免列車通過時震動大，造成塌方。挖土人員應(yīng)離開開挖面5米以外；機械設(shè)備發(fā)生故障時不挖土；挖土時如發(fā)生坍方，影響行車安全時，應(yīng)迅速組織搶修加固。

2.3.5 安放頂鐵（或頂柱）：頂鐵或頂柱垂直于橫梁，并且與箱身軸線保持一致。各行頂鐵、頂柱長度一致，并且與千斤頂成一直線。

實時關(guān)注頂進長度，及時補充或置換頂鐵或頂柱。現(xiàn)場操作時，通常用螺栓橫向連接頂柱。橫梁每3～5m頂柱安裝一根，以確保均勻傳力和橫向穩(wěn)定。頂進過程中，為避免頂住崩出傷人，必須密切關(guān)注頂柱受力情況。

如果接觸箱身底板及后背梁的橫梁頂鐵之間存在間隙，須借助薄鐵板楔緊，同時采用1：3的稀水泥砂漿對灌縫進行填補，使頂鐵楔緊。各行頂鐵頂柱松緊度保持一致。切忌用鐵錘猛擊頂鐵使其楔緊，否則會使鐵墊板卷邊，反而不易楔平楔嚴。有卷邊飛刺的部位先修整再繼續(xù)施工。

頂進前，按照規(guī)格和尺寸要求對頂鐵和頂柱進行排列組合，方便頂進時根據(jù)頂程填補或更換。

安裝頂柱，應(yīng)事先做好安排，準備好足夠的拖運和起重設(shè)備，使用一臺汽車吊安裝橫梁，頂鐵、頂柱，配合頂進施工。

2.3.6 測量工作：準確掌握箱身的頂進方向和高程，在頂進的后方設(shè)置觀測點，及時觀測。箱身頂進就位后，按圖紙采用級配碎石回填，盡快拆除便梁，恢復(fù)線路。

參考文獻：

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