城市地道桥箱涵顶进施工原理及方法概述

玖龙东莞基地涵洞A工程——

城市地道桥箱涵顶进施工原理及方法概述编制单位：吉林省松江路桥建筑有限责任公司一、概述箱涵顶进施工又叫城市地道桥施工。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。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。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。

（如为穿越铁路还需增加铁路加固一项）

二、工作坑<一>、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<二>、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

<一>、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=K[N1fl+(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）=6.1x1.2（覆土厚）（比重）

=197.64TP1=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=1／2(ql+q2)htL

式中ql=erH，为箱顶土压；

q2=er(H1+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=0.3=0.684q2=0.3=3.534

静土压力系数e取0．3，r偏大取1.9t／m3。

E=1／2(ql+q2)htL=0.5x（0.684+3.534）=142.36

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<二>、千斤顶选择：选用SYQ320千斤顶4台，其额定顶推力为4x320=1280T>1018.74T,满足要求。五、箱体预制施工

<一>、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δ=1.8cm厚9层防水胶合板，外模板采用δ=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90cm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。

<二>、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，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δ=1.8cm厚9层防水胶合板，外模板采用δ=1.8cm厚9层普通胶合板。以80×80木枋为竖向背楞，间距30cm，横向φ48钢管辅以双向φ14＠70cm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δ=1.8cm厚9层防水胶合模板拼装而成，以80×80木枋作背楞，间距30cm，φ48钢管脚手架作支撑体系。模板拼缝采用夹双面胶带的方法进行封堵，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

<一>、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5MPa～10MPa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。

<二>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。<三>顶进施瞒工中的西重点控弓制顶进过钥程中必块须严格财控制如明下几点夕：1、涵捧身起胖动后届，开厕始为裹不切扑土的亭空顶旱，此墓时需等要控瓦制好薯涵身值顶进之的方雹向，虎切不镜可麻堡痹大片意，婶以免抚造成甚较大云的偏丝式差，白造成珍纠正叔困难或。2、涵身沿东正确方向宣入土后，冤至入土1/冬2长度前明，是顶击进孔道央决定性寄阶段，权此时要谁严格控冲制中线票、水平怎，及时摄观测、钉及时进跨行纠偏狗；入土1/侦2长度后当，纠偏峡摆动要洗小，注寒意防止旬出现“莫扎头”周，涵身暂底板要遭吃土顶永进。3、安环放顶愁铁、越顶柱贷要做半到三莫个一蛮致，怜即轴槽线一窝致、之长短妖搭配原一致宝、位多置一毁致。番为减府少顶慕柱的抚自由前长度率和增贱加稳锈定性茶，每止间隔4m顶柱要设泪横梁一道诊，每顶柱故间用方木茂顶紧，顶爷柱上填一恰层50-1谎00cm的土层并薯夯实。4、顶进过榨程中要对睬中线、水顾平安排专姓人进行观熔测，每50cm顶程对趴中线及4个角扮的标焦高进尚行观浊测，方避免狡出现驼顶偏总及“挣抬头款”、狮“扎类头”派现象御。标高控制晶采用连通捧器的办法湾（即水平母管）来进档行观测：采用透明的索细塑料管坦．弯成槽侵型固定在妹涵身两端狱头边墙上参，管内装拔易流动的但有色液体泛，在边墙粪上标出设填计坡度所型要求的位坦置．检查摔时只需看挺两端液面尺是否与标铜示位置一卸致，即可只判断高程铸的变化。<四>顶进中俱的纠偏她方法顶进中丙如发生偿顶偏及相“抬头之”、“赴扎头”佛现象需漆要及时勒处理。方向调加整在滑暂板上忧顶进施时，宝可利设用方烛向墩么控制薄和调若整；川进入宝路基葛后，械可用宇增减染顶力下或开摩关某励一翻师顶镐辅来调教整。“抬头”敲调整涵身抬头女量不大时团．将开挖候面挖到与虹涵身底面创一致即可原。涵身抬割头量过大辽时．分几膜次在涵身都前挖1m×盼2m(宽×高)的坑，让抗船头坡带塌动土体挤箩入坑内．惩以达到降还低抬头量棉的目的础抬头量过缺大时，还区可以在箱办体上压重牌物．进行弊负重顶进赴。“扎头眉”调整首先在箱感体预制时思，在底部1m内设栽置5%的船头坡携，可以有庭效防止“隔扎头”现睛象的发生碰。如碰到女软基出现有严重“扎咐头”现象牙时需采用桌紧急处理屑措施,如：换魂填、注推浆、打袄水泥（器生石灰秤）桩、尤快干砼咽，甚至蝴基底投泰入轨枕滔、钢轨愿滑道的动处理方狱法。七、质量在通病及预堡防措施针对箱涵绵工程以往流出现的质刊量通病采顷取以下几工个方面的泽预防措施后：1、砼伯表面龟局部筛缺浆述粗糙着或有耍许多浩小凹拾坑（爆即麻他面）泛。预防轰措施案：模窜板清情理干细净，仁不得坚粘有幼干硬被水泥鼓砂浆报等杂虚物。展木模笔板在灵浇筑鼓砼前屡，应冈用清拳水充乒分湿袜润，役清洗钩干净饶，不申留积侍水，六使模忘板缝伟隙拼绪装严树密，温如有匙缝隙跌应用六油毡密条、朵塑料景条、时纤维回板或谣水泥控砂浆饲等堵录严，送防止问漏浆材。砼齐必须它按操射作规盟程分升层均衰匀振狱捣密仍实，检严防碌漏振赴，每暗层砼度均匀勺振捣浓至气纳泡排呜出为代止。治理方法蹲：麻面主班要影响砼崭外观，对丝式于表面不娘再装饰的江部位应加描以补修。耗即将麻面狮部位应清萌水冲刷，纱充分湿润踏后用水泥允素浆或1：2的水泥砂孔浆找平。2、露筋乐。预防措和施：浇恳注砼前堵，应检舟查钢筋客位置和横保护层爸的厚度元是否准确，暖发现薯问题赢及时漂修整千。为邻保证疑砼保砍护层银的厚键度，离要注闪意按盆间距疫要求侨固定该好垫策块。掠为了籍防止贩钢筋惑移位飞，严检禁振逗捣棒挺撞击候钢筋秩。拆牧模时淘间要慢根据秃试块怠试验演结果臂正确绍掌握棋，防皂止过阻早拆垮模。酒操作郑时不镰得踩般塌钢养筋，背如钢闪筋有汉踩弯惧或脱榆扣者持，应层及时而调直扑和绑熊好。3、混凝洲土塑性懒裂缝。预防措施叼：配制砼浆时应严格央控制水灰醉比和水泥壁用量，选婚择级配良钟好的石子穗，减小空踪蝶隙率和砂蹦率，同时幸要捣固密山实，以减澡少收缩量渣。浇注砼负前将基层若和模板浇顿水湿透。娃砼浇注后风对裸露表靠面应即使每用潮湿材砖料覆盖，夫认真养护商。在气温罪高，湿度俊低或风速与大的天气境施工，砼拾浇注后应威及时进行迁喷水养护辛，使其保洁持湿润；谱大面积砼群宜浇完一通段，养护眨一段，此冤时要加强燃表面的抹依压和养护骗工作。砼鞭养护时可备采用覆盖诵湿草袋，歌塑料薄膜庭等方法，日当表面出唉现裂缝时牵，应及时糠抹压一次砌，再覆盖朽养护。4、模淡板施全工缺少陷。胀模，倾夫斜变形，离拼装后的要模板平整倒度差。预防措金施：采跃用对拉滥螺栓，崖水平支棒撑，斜宾支撑等划措施，裤保证模咸板不能芦胀模。愤对变形资不能使攀用的模讲板进行雷更换，夕以保证税拼装后密的模板铜符合要显求。每膊层砼浇舒注厚度荐控制在50逐cm左右隙。5、砼构筑释物表面蜂投窝。预防措督施：砼半搅拌时削严格控塑制配合林比，经套常检查功，保证娇材料计傍量准确收。下料充要分层池，每层吉厚度控跪制在50cm，并分层剪捣固。振悉捣砼拌和灿物时，插姨入式振捣彻器移动间堤距不应大锹于其作用朴半径的1.5倍，振扎捣器与亦相邻两释段之间法应搭接帜振捣3～5cm。砼振捣偏时，必须透掌握好每挺点的振捣扬时间，振闪捣时间与裙混凝土坍仁落度有关给，一般每访点的时间禁控制在15～30s，合贿适的冠振捣拥时间竞也可沿由下糟列现烧象来丧判定急：砼猾不再弓显著肢下沉夜，不熟再出摸现气椒泡，痛表面弃出浆蝴呈水帆平状暑态。马并将纹模板边角填雹满充实。记浇注砼时吴，应经常江观察模板欲、支架、坛堵缝等情扇况，如发悲现异常，鲜应立即停动止浇注，辱并应在砼皱凝结前修勿整完好。米治理方也法：砼有咐小蜂窝，让可先用水兄冲洗干净致，然后用1：2或1：2.5水泥砂浆闻修补，尽割量剔成喇陶叭口，外病边大些，者然后用清纠水冲洗干舟净湿透，钞再用高一找级标号的梯砾石砼捣粘实，加强菌养护。八、箱塞涵顶进盐应急预得案<一>、现状拐调查根据茂行业迎同类激型工项程统豆计，垮箱涵扒顶进归质量储问题舅如下扫排列席图示劲：从排列图束可以看出畜：高程和章中线是影刊响箱涵顶炸进施工质掩量的主要焦问题。<二>、原因分庙析影响箱涵货顶进施工江质量的末劣端因素如距下关联图害：其中要因虽有：1、人蜻员培缺训不喂到位足；2、降水不踩足；3、滑板岭断裂三很种。<三>、施工对镇策序号要因对策目标措施1、人员培训不到位顶进前进行培训合格率100%1、学习分析测量反馈数据指导挖土作业。2、熟记顶进施工挖土要求。3、对施工人员进行培训，实行考核上岗制度。2、降水不足保证降水的连续性保证顶进期间地下水位于箱涵底板下1.5m1、在框架桥两侧明渠降水。2、安排专人负责井管降水。3、管理人员加强检查力度。3、滑板断裂采用气囊和千斤顶联合顶升使箱体水平满足顶进施工要求1.在箱体后端底板下布置气囊，气囊下换填碎石垫层。2.在箱涵墙角下布置千斤顶，千斤顶上布置2平方米钢板，千斤顶下地基换填，密布枕木和工字钢。<四>、实施茄对策A、顶进前生培训聘请经毅验丰富钱的工程居师对一治线人员窃进行顶录进培训冻。1、学垂习分撤析测垫量反绑馈数筑据指胡导顶鞭进挖害土作射业。纠正袭箱涵区“扎猜头”余的方债法：①、战适当层增加盐抬头避力矩籍，即合增加斧边墙羞刃脚图的吃湾土量跨，使蔬箱涵效获得罗向上歇的分均力。②、加沫大底板饭刃脚吃唉土量，搜利用刃服脚向上蔬爬升。③、在箱掘体底板尾苏部堆土配声重，使箱睁涵重心后颗移。④、桥蜻体严重倦“扎糕头”育时，采裕用底板宁强行吃胞土顶进育、向底然板前端粥回填生艇石灰块忽、打生别石灰桩创使桥体厕抬头。纠正抬曾头的方碧法：①、底板妹前端适当悦超挖。②、将边蝇墙吃土垫量减少援到最低幼限度，歪但不得朱挖空边悦墙外土玻体，依主靠桥体州巨大重糟量使桥欲体下降诉。③、在臣底板前绍端堆土豪配重，班箱涵底不板尾部酱不能堆外土，使友箱涵重携心前移波。④、顶债进时将翠挖掘机疤停在桥碍体前部坐。2、熟克记顶湾进施耽工挖制土要殃求。①、每债次挖土授进尺控抢制在0.7m。②、尼严格妻根据成测量组数据元指导章掌握裂刃脚训切土鼻量。③、因控土分坡面党要与验侧刃拜角坡事面保茫持一算致和古平顺秩。④、开挖拔做到“四唯不挖土”作（车辆泼通过时不贡挖土、开福镐顶进时浴不挖土、屯机械设备在发生故障沿时不挖土侍、未下达垦开挖命令报时不挖土抬）。3