箱涵顶推施工方案.docx

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箱涵顶推施工方案

5.8箱涵顶推施工

箱涵里程为K23+961.821，位于铁路东北环线下，箱涵长度28.86m，为2×4.5m箱涵。

为不断绝交通，采用顶推法施工。

5.8.1施工准备

顶推之前，根据设计文件，对以下内容进行周密调查核对工作：

施工地点的工程地质及水文地质情况：

土壤种类及物理力学性质、地下水位的高低和流量大小。

被顶推铁路东北环线的地下障碍物情况调查：

了解其用途、规格、位置、基础及使用情况，并通过业主和监理工程师与有关单位进行联系，采取相应的措施。

被顶推路线附近一段的交通状况调查：

了解交通运输情况，并征得有关单位的同意，以便采取加固措施。

施工地点周围环境的调查：

堆土堆料地点、地面排水情况。

向有关单位通报顶推时间，顶推施工前邀请有关单位派员参加。

5.8.2顶推机具设备

顶推施工机具设备的规格、型号及需要量按照框架箱涵尺寸和最大顶力而定。

顶镐数量：

n≥Pmax/0.6PI

Pmax---最大顶力。

PI---单台顶镐设计顶力。

高压油泵：

选用与顶镐要求油压相适应的油泵。

顶柱：

采用型钢组合柱，现场加工制作。

其它配套设备：

均根据现场需要调配。

5.8.3开挖工作坑

5.8.3.1工作坑测量与放线

测设中心线：

工作坑中心线与顶推箱涵的中心线一致，是顶推过程中的基准线。

设置方法是在工作坑两侧钉基桩，基桩距槽边不小于1.5m，以防止塌土埋桩。

设置水准基点：

工作坑附近设临时水准点，坑内设备安装完毕后，在坑内两端也要设1～2个临时水准点。

5.8.3.2工作坑的开挖

在需要顶推的路基南侧修建一个工作坑，工作坑是顶推箱涵的工作基地，箱涵在工作坑内进行预制。

工作坑前端紧靠穿越的铁路，后端布置运土车道，坑内设有底板。

箱涵需在底板上铺设润滑隔离层，然后在其上预制。

工作坑的挖深，根据箱涵基础顶面与地面的高差，挖深为1.0m，根据桥位处地质情况，基坑边坡为1:

0.5。

工作坑采用机械开挖、人工配合清底。

开挖尺寸和位置按设计布置。

靠铁路一侧的边坡，其上角距铁路钢轨不小于2.5m。

坑底四周设置0.3×0.5m的排水沟和集水井，以利施工期间排水。

工作坑成型后，坑边设置安全护栏，用Φ20mm钢筋焊制。

5.8.4修筑滑板

底板中心线：

底板中心线要与顶推线路中心线一致。

平整度：

底板要有较高的平整度，以减小顶推起动时的顶力，否则过大的顶力会将底板拉断或被顶推的箱涵带走。

光滑度：

底板需要光滑，以减小摩阻力，可在底板浇筑后用1:

3水泥砂浆压实抹光。

抗滑能力：

底板要有充分的抗滑能力，以保证在涵体顶推起动时不会随之被带走，滑板混凝土采用C15，厚度为200mm左右，并加锚梁，下为100mm厚碎石垫层。

仰坡：

为控制箱涵在顶推过程中扎头，底板设计为前高后低的仰坡，坡度为1%左右。

导向措施：

为控制箱涵起动后空顶阶段的方向，在底板两边距箱涵预制位置50mm～100mm处设置混凝土方向墩，以便于导向。

润滑隔离层：

其作用是使箱涵不与滑板粘连，便于箱涵起动顶推。

润滑隔离层分两部分，润滑剂和塑料薄膜。

常用的润滑剂为石蜡掺机油（一般机油用量为25%，气温高时酌减），厚度为3mm左右。

润滑层铺设方法是：

将石蜡加热至150℃左右，再掺入机油搅拌均匀后，用扁嘴喷壶浇在滑板上预先放置的两道10号铅丝（每米一道）之间，随即用木刮板刮平，铅丝抽去后的槽痕用喷灯烤合。

浇洒的石蜡面上，洒滑石粉一道，厚约1mm，然后再铺塑料薄膜一层。

为使塑料薄膜层成一整体，用塑料胶粘带（宽50mm）粘接接缝处，可避免搭接时出现的错动现象。

5.8.5安装导轨

采用32kg/m的重钢轨，每组2根，每根长4m，安装时用道钉固定于枕木上，钉距850mm。

导轨安装的要求如下：

导轨前端300mm以内不锭道钉，不埋螺栓，以便于拆除。

箱涵与轨面之接触成直线。

导轨高程、坡度、方向线一定要符合设计要求，安装后要在轨前、轨中、轨尾左右检查6～8点，允许误差：

高≤3mm，低≤2mm。

稳定第一管节后测量加载后之变化，并加以校正。

5.8.6框架桥预制和安设刃角

在滑板上预制框架桥，先做好测量放线工作，使框架身、滑板、顶推桥位的中心线一致，以减少顶推误差，然后弹线、放出涵身大样，进行预制施工，施工期间注意保护润滑隔离层。

模板采用钢模板，横竖带采用10#槽钢加固，设对拉螺栓。

要求模板表面光滑，符合规范要求，模板安装前涂刷机油。

支架采用扣件式钢支架。

为避免在浇筑混凝土侧墙时留下明显的施工缝，外模采用插模法。

这种方法是将工字钢的下端利用底板侧面的预埋螺栓固定，上端用钢筋拉杆对拉，在两工字钢之间插入外模，随着混凝土的逐渐上升外模也不断提高。

设预留孔：

中隔墙和边墙同时浇筑，为在浇筑混凝土时便于捣实，在内模上预留孔口。

钢筋在加工车间制作，现场进行安装，骨架钢筋采用焊接，以保证其整体稳定。

在浇筑混凝土时，注意不能使钢筋错位和变形，不能让钢筋粘上油污及石蜡等，以防止影响其与混凝土的粘着力。

混凝土浇筑：

整个框架桥分两次浇筑，第一次浇筑至全高的2/3处，第二次全部浇筑完，第二次浇筑前要将施工接茬面处理好，将表面浮浆凿去并冲洗干净，然后浇一层30～50mm厚的同强度等级砂浆，再浇筑混凝土。

为降低水化热，采用水化热较低的水泥，同时要适当延长拌合时间，以防止混凝土体出现小裂缝。

确保抗渗质量要求。

涵体尺寸允许误差：

要求前端为正误差，即可以比要求外廓大10mm左右；尾部为负误差，以减少顶推阻力。

拆摸后要加强混凝土养护工作，采用覆盖草袋浇水养护，养护时间不少于14天。

框架顶推施工前要按设计做好防水层，并在外表进行润滑处理，以减少顶推阻力。

钢刃角制作安装，采用16mm厚钢板现场制作安装。

钢刃角与框架体连接采用预埋螺栓固定。

钢刃角安装要保证其外框尺寸不得有负误差，以免增加顶推阻力。

对于顶推三角块施工，混凝土浇筑要与主体同时浇筑，钢板安置要位置准确，表面垂直无倾斜，以保证顶推设备与之密贴。

5.8.7修筑后背

根据现场地质条件，采用板桩式后背，板桩式后背主要由打入钢轨、后背梁和后背填土三部分组成，打入钢轨为50kg/m的旧钢轨。

板桩式后背的优点是先打桩，后开挖工作坑，既可节省大量土方，又能保证桩后土的密实。

后背地梁与工作坑滑板设计成整体，一起浇筑，并与板桩间铺以油毡隔离层，以便顶推工作完成后，拔桩工作顺利进行。

5.8.8铁路加固

铁路加固施工前，必须与运营部门取得联系，双方协商合作，确保行车安全。

铁路加固采用纵横梁及扣轨方案，在线间设置挖孔桩，以增加支撑力、保证土体稳定。

具体加固措施与设计部门及铁路运营单位共同确定。

首先在加固范围内将混凝土轨枕抽换成木枕。

将横梁插入，搭设木枕垛，放上纵梁，用U形螺栓加固。

纵梁连接采用接板螺栓连接，每片梁接头相互错开1m，且避开横梁位置。

铺设扣轨与横梁、木枕进行加固。

挖孔桩施工，孔口要埋设2m护筒，挖出的土方随时运出线外，要突击施工，成孔后及时灌注，然后浇筑帽梁。

5.8.9箱涵顶推力估算

在箱涵顶推时，顶上覆土较浅，荷重较轻，两侧土压力小，则顶力主要来自箱涵底部土的摩阻力，简化计算公式为：

P=μN

式中：

P---顶力，KN；

μ---顶力系数，一般为1.2～1.5；

N---箱涵重力，KN。

经过顶力曲线分析，当箱涵在起动时，P较大；而当起动后的空顶阶段，其顶力则较小，以后随刃脚的入土，顶力逐渐增大，最大顶力发生在箱涵脱离底板后接近箱涵设计位置时，随后逐渐下降。

根据类似工程上的施工经验，一般起动顶力P=（0.6～1.1）N，此值多因滑板的平整度及润滑层的铺装厚度而异，一般采用P=0.8N。

5.8.9顶推设备安装、调试

首先对顶推设备要进行单体试验，合格后再拼装。

顶推设备包括两大部分，即液压系统和传力系统。

5.8.9.1液压系统

液压系统包括：

动力机械---高压油泵。

操作机构---控制阀、调节阀。

执行机构---千斤顶（顶镐）。

辅助装置---油箱、油表、压力表等。

5.8.9.2传力设备

传力设备包括：

顶铁---按千斤顶每次冲程更换，使箱体不断顶推。

活动横梁---随箱体顶推前移，并将顶力均匀地传给顶铁。

固定横梁---顶柱的横向连接梁，能避免其受压失稳，能使顶力均匀分布。

顶柱---箱体顶推远离后背时，靠顶柱传递顶力给后背。

顶镐布置：

正顶均匀布置，斜顶按三角顶块布置。

安装好全部液压系统，包括顶镐、油泵、油箱、油管路及配套辅助设备后，进行检查调试，使其运转正常。

此外对传力设备，包括固定横梁、顶柱、顶铁、活动横梁等也要仔细检查，以满足顶推需要。

5.8.10试顶与顶推

5.8.10.1准备工作

安装顶推设备：

包括高压油泵、千斤顶、顶铁、顶柱的安装就位，以及安装油路。

邀请监理工程师检查验收涵身，其混凝土强度必须符合要求。

安装刃脚。

安装测量设施。

安装作业面与地面线路值班人员之间的联络信号以及施工现场的照明设施。

检查线路加固和后背的情况是否满足顶推作业的要求。

清理工作坑：

包括拆除与涵身相连的一切脚手架、电源线，清理地面上的零星钢筋头、钉子，修整滑车道等。

5.8.10.2试顶

准备工作完成后，进行一次试顶，试顶压力要逐渐增加，升到一定压力后稳定3～5分钟，对设备、框架、后背梁、滑板等进行仔细检查，如一切正常，则继续加压，正式进行顶推作业。

5.8.10.3挖土与运土

箱涵顶推的速度主要取决于洞内挖土和出土的速度。

本箱涵高度较大，人工挖土分上下两层进行，即在箱涵中部设置挖土平台进行挖掘工作。

挖掘的操作要求如下：

每次进尺控制在200～500mm，禁止超挖，保证土墙稳定的关键是使刃脚切入土内，其切入深度一般不小于100mm。

挖土时掌握土坡的平衡，并保持与刃脚坡度一致，严禁出现逆挖，一般取60o坡较为安全。

有下列情况时停止挖土：

顶推至铁路线路底下，列车通过时；顶推的机械设备有故障时。

挖土工作必须与观测工作紧密配合，根据涵身顶推时的偏差情况，随时改进挖土方法。

运土用机动小翻斗车从洞内活动车道上将土运出。

活动车道随着箱涵不断顶推予以接长。

5.8.10.4顶推

当前方刃脚处挖土完成一进尺长度后，开动高压油泵，使千斤顶受液压力而产生顶力，推动箱涵前进，通常每一冲程顶推190～800mm。

箱涵前进后，用反向千斤顶将主千斤顶的活塞拉回原位，在空档处增放顶铁，以待下次开镐。

如此循环往复，直至箱涵就位。

顶推过程中的注意事项：

开始顶推是现场一切工作的中心环节，每次开镐前及交接班时都要检查油泵等液压系统有无故障、挖土是否符合要求、顶铁安装是否合格、后背变形情况。

刃脚一经切土，暂停顶推，组织机械和人员加快挖土和出土的速度，实行连续作业，以保持箱身不断顶推。

如因某种原因而使顶推中断时，也要间歇性地顶动涵身，以防止箱涵在之后的顶推时阻力增大。

故障一旦解除，立即继续操作，保证顶推的连续性。

顶推在列车通过的间隙进行，严禁在列车通过时施工。

顶推时，顶柱和背后严禁站人，以防顶柱弓起崩出或后背产生意外危及安全。

顶推过程中做好纪录，随班交接。

采用的纪录格式见表5-6。

顶推纪录表表5-6

日期

开镐次数

进尺

（m）

累计进尺

（m）

油压

（MPa）

顶力设备

轴线偏位

（cm）

高差

（cm）

备注

5.8.10.5顶推方向及高程控制

顶推框架时，方向和高程容易出现偏差，所以，顶推过程中要始终测量其方向和标高，发现偏差及时调整，以保证其准确就位。

5.8.11收尾工作

顶推完成后即进行收尾工作，其内容包括:

拆除全部铁胀圈并运至工作坑内，整理放齐。

清扫管内杂土。

逐节测量高程、中线，并做好竣工纪录。

接口填石棉水泥以防渗漏。

填料配合比是水:

石棉:

水泥=1:

3:

7，操作是先将石棉水泥混和均匀后，用喷壶向上喷水，边喷水边用手搓匀，拌好后的材料为湿润状态但不成团。

将拌好的材料填入预留管缝内，用铁钎子打入，直至表面呈黑色光泽为止。

拌好的材料要用湿布盖上，使用时不超过60min。

5.8.12施工注意事项

箱涵预制时，要按设计将各部预埋件安装齐全，并做到位置准确。

混凝土质量要达到内实外美，表面光滑。

顶推过程中，挖土要掌握土坡的平整，并保持与刃角坡度一致，严禁出现反坡和超挖，形成框架吃土前进。

要保证地基不受扰动，不影响地基承载力。

当有列车通过或机械设备出现故障不能顶推时，停止挖土，并随时对线路和框架的中线、水平进行测量，以免线路变形危及行车安全和框架就位不准。

顶推前对箱涵进行全面检查，底板和框架四角不得有裂缝，且必须待箱涵结构混凝土强度达到设计要求后方可进行施工。

顶推施工时，操作人员严格按操作规程办事，随时检查顶推设备运转情况，出现故障及时修理。

非操作人员不得进入工作坑，严禁施工人员接近顶柱或跨越顶柱，以防崩铁伤人。

加强安全防护，施工现场和机械设备周围必须设立明显标志，且配置专职安全员，确保施工安全。

指定专人检查线路，经常测量铁路轨距和高度，发现问题立即停止顶推施工，采取加固措施，并随时与铁路运输部门取得联系，确保行车安全。