顶进涵施工.docx
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顶进涵施工
顶进涵施工
13.6.1工艺概述
顶进涵是采用钢筋混凝土箱形结构在旁位预制后顶推就位的下穿既有道路等设施的涵洞。
其原理是在基坑内滑板上面预制箱涵，待对既有道路设施进行必要加固后，利用液压千斤顶顶推箱涵到达设计位置，然后在箱涵前后两端施工洞口附属结构，基本原理示意图见见图13.6.1-1。
图13.6.1-1顶进涵顶进工艺侧立面图
13.6.2作业内容
顶进涵施工主要作业内容有：
工作坑开挖、滑板制作、涵身预制、既有铁路和公路等设施加固、顶推系统设计与施工、顶进作业、出入口端翼墙施工、线路恢复等。
13.6.3质量标准及检验方法
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424－2010）
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415－2003）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752－2010）
13.6.4工艺流程图
顶进涵施工工艺流程见图13.6.4-1：
图13.6.4-1顶进涵施工工艺流程图
13.6.5工序步骤及质量控制
一、施工准备
1.技术准备
⑴认真阅读和审核设计图纸及相关设计要求，熟悉并分析施工现场地质资料及水文情况，调查了解季节和地下水位的关系。
⑵编制顶进涵单项施工方案，对开挖超过2m的工作坑，应编制安全专项施工组织设计及应急预案，对开挖超过5m的工作坑，应组织相关专家进行方案的评审后实施。
⑶做好相关施工技术交底，并向作业人员进行技术交底和相关知识的培训教育。
⑷测量放样：
平整场地后，粗测工作坑的平面位置。
⑸调查开挖区域及周边地下管线分布情况，对影响施工的管线做好改移和保护方案，重要管线需提前向有关部门提报施工方案并取得批复。
⑹完成顶进设备的标定和检验工作。
2.材料准备
钢筋、混凝土原材料及模板等数量满足需要，质量符合要求。
3.机具准备
盖板涵洞施工需要的机械主要有：
挖掘机、混凝土运输车、钢筋加工机具、木工机具、混凝土浇筑机具、液压油顶、接长杆、钢便梁等。
二、测量放样
⑴测量放样时应选取经联测后符合要求的基准水准点和平面控制点为依据，测定工作坑中心线、方向和高程。
工作坑临时放样点应在场地平整完成以后进行，临时平面点位应距离基坑开挖上边缘5m左右，并设置明显的标志，避免开挖和运输机械的破坏。
⑵根据测量放样的临时平面点，采用石灰粉等绘出基坑开挖的上口边线，基坑开挖交底中应明确开挖坡度，以便控制基底开挖边线满足施工需要。
⑶工作坑基底高程应根据框架涵底高程、滑板和垫层厚度等确定。
三、基坑开挖
⑴按地质水文资料，结合现场情况，决定开挖坡度和支护方案、开挖范围和防、排水措施。
⑵工作坑可采用垂直开挖、放坡开挖，支撑加固或其他加固的开挖方法。
在有地面水淹没的工作坑，可修筑围堰、改河、改沟、筑坝排开地面水后开挖。
⑶工作坑位置和平面尺寸：
工作坑近线路侧边线距离路基坡脚为2～3倍基坑开挖深度，以基坑开挖后应在路基受力影响线以外为准，工作坑远离线路侧边线根据涵洞长度、顶进设备尺寸以及接长杆的长度确定，一般不小于3m。
工作坑宽度宜按框架涵平面尺寸每边放宽不小于2m。
⑷基底应进行承载力检测，对达不到承载力要求的地基，必须进行处理并符合要求后方可进行下步施工。
对符合要求的原土地基使用机械开挖时，不得破坏基底土的结构，可在设计高程以上保留30cm厚度由人工开挖。
⑸基坑开挖完成后，应进行平面和水准测量。
四、后靠及滑板施工
⑴根据箱涵顶进所需最大的顶力来设计后靠。
后靠须承受箱涵顶进最大顶力和一定的变形量，进行设计后靠的强度和刚度。
一般后靠的后座力是利用土体的被动土压力抵消后靠的后反力来设计后靠。
必要时，为了满足后靠的足够稳定，可以加高后面的土体高度以增加在后靠的被动土压力。
⑵为保证后靠原状土的稳定，可在工作坑边线插打钢板桩后开挖工作坑。
顶进前在钢板桩前横向设置钢筋混凝土或型钢顶撑梁以确保后靠的整体受力。
⑶滑板承受箱涵自重和箱涵顶进时克服滑板与箱涵间摩阻力而产生的拉力，因此必须有足够的抗压和抗拉强度。
滑板采用厚度25cm的C25混凝土制作，为保证滑板在顶进过程中的稳定，浇筑混凝土前，基底应插打[10槽钢，槽钢梅花形布设，间距以2m为宜，槽钢入土深度0.8m,伸入混凝土长度0.2m。
⑷滑板顶面标高用细线对角拉线控制，并保证顶面的平整度，2m范围内平差不超过3mm。
底板顶面需做成前（靠近路基侧）高后低的仰坡，整体前后高差为3～5cm。
⑸为消除框架涵身启动后、进入路基前的空顶阶段的方向差，在涵身两侧滑板上设置导向墩。
导向墩采用∠75×75角钢，底板灌注的同时插入，沿顶进方向间距为2m。
导向墩高出滑板顶面40cm，深入滑板下50cm，并与框架涵身预留5～10cm的间隙。
⑹清洗干净滑板顶面，干燥后，直接浇洒一层3mm厚的石蜡。
浇洒时，在底板长度方向每米挂一道铁丝，作为石蜡厚度的浇洒标准，浇完一格，用刮板刮平。
铁丝拆除后的槽痕用喷灯烤熔整平。
石蜡凝固后，撒一层0.2～1.0mm后的滑石粉，在其上铺一层塑料薄膜，塑料薄膜接缝处压茬20cm，并使接茬口朝顶进方向。
五、涵身预制
⑴涵身预制参照框架涵施工工艺。
框架涵身施工模板及支撑见图13.6.5-1。
⑵在预制框架桥身底板时，在框架身底板前端做成船头坡，以便顶进时将高出箱底的土体压入箱底，增加其承载能力，防止低头。
涵身预制时在箱身前端的底板和侧板上预埋螺栓以便在顶进时与箱身前端钢刃脚相联结。
图13.6.5-1框架涵身施工模板及支撑图
六、支撑便梁施工
⑴便梁支撑体系宜采用桩基础，当跨度和高度较小时也可采用枕木垛。
桩基础一般采用挖孔桩，施工同挖孔桩施工工艺，桩长和桩径应符合设计要求。
⑵挖孔桩桩顶应设置钢筋混凝土桩帽，桩帽顶面表高应根据便梁高度和线路高程确定。
⑶钢便梁的长度应根据顶进涵跨度确定，强度和刚度应满足设计要求。
钢便梁采用吊机架设，对电气化铁路，架设时应注意对接触网和回流线的保护。
七、顶进作业
⑴框架涵身混凝土强度达到设计强度的100%后方可进行顶进作业。
⑵根据计算的框架桥涵顶进时所需顶力，适当选取顶进设备数量（包括备用顶进设备）。
接长杆采用钢筋混凝土、型钢等型式制作，其强度和施顶时稳定性应满足要求。
⑶千斤顶按框架涵身轴线对称布置，施顶方向必须与桥轴线平行，避免偏顶。
⑷顶进设备安装、调试完毕后，确定液压系统稳定可靠、电气操作灵敏准确便可进行试顶。
试顶时，在各有关部位及观测点均派人负责观察，注意情况的变化。
开泵后，每当油压升高5～10Mpa，即停泵观察，发现异常，即使采取措施进行处理。
当千斤顶活塞伸出，顶柱压紧后停止顶进，检查各部位情况，无异常再开泵，直至框架身起动。
试顶后，进行一次全面的检查，如各部位情况正常，方可进行正式的顶进作业。
⑸顶进前，在框架涵顶板和底板上标出中线点，以固定的中线点观测核对框架身的方向。
顶进时采用挖掘机配合人工挖土，挖土进尺控制在0.5m以内。
按千斤顶的行程，挖一个行程土方，及时顶进框架涵身，应始终保持刃脚至少吃土0.1m，并开挖面坡度不陡于1：
0.8。
列车通过时，挖土机械和人员应离开开挖路基面5m以外。
列车通过后，线路观察人员仔细检查路基开挖面有无裂缝及坍塌现象，确认无危及安全因素后，方可继续挖运土方。
中心和标高观测在每次顶进后立即进行，以便产生偏差后及时采取措施进行调整。
⑹在工作坑底板上顶进时，依靠导向墩控制顶进方向。
进入路基后，采用增减顶力和控制两侧挖土进尺进行调整。
框架身抬头时，根据抬头量的大小，采用挖土挖到与框架底齐平或进行一定量的超挖来调整。
低头时，在底板前端换填碎石，边换边顶，或在底板底增加欠挖土方进行调整。
八、顶进施工注意事项
⑴顶进作业前，做好严密的施工组织安排，使顶进作业不至间断。
⑵顶进与挖土循环交替进行，不得同时作业。
⑶顶进时严禁顶柱和后背站人，以防顶柱弹出或后背碎裂意外伤人。
⑷顶进过程中，做好顶进记录，随班交接，交接班时，应严格检查顶进设备的工作状态。
九、线路恢复
⑴框架身顶进就位，在确保行车安全的条件下，尽快恢复线路。
按需备足道碴和上碴的工具，清除框架身顶面的填土，全部以道碴代替，控制好轨底标高，并捣固密实。
⑵道碴补充完毕后，按线路维修要求，全面维修达到标准，始可恢复运行。
13.6.6施工机械及工艺装备
顶进涵主要施工机械设备见下表13.6.6-1。
表13.6.6-1顶进涵主要施工机械设备表
序号
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
1
吊机
25t
辆
1
2
钢筋加工机械
/
套
1
3
电焊机
500
台
3
4
木工机械
/
套
2
5
液压千斤顶
250t
套
8
根据实际调整
6
钢便梁
25m
套
1
根据实际调整
7
振捣棒
50/75
台
4/2
13.6.7作业组织
顶进涵施工作业人员配置见表13.6.7-1。
表13.6.7-1顶进涵施工作业人员配置表
序号
工种
单位
数量
备注
1
钢筋工
人
8
2
架子工
人
4
3
张拉操作工
人
4
4
电焊工
人
4
5
起重工
人
2
6
木工
人
6
7
混凝土工
人
6
8
线路工
人
4
9
普工
人
15～20
13.6.8材料消耗
⑴顶进涵主体结构的材料主要有：
钢筋、混凝土、保护层垫块等。
⑵临时、周转材料主要有：
模板、支撑脚手架钢管、拉杆、吊装钢丝绳、钢板桩、石蜡、道碴、钢便梁、型钢（[10槽钢、∠75角钢及δ10钢板）等。
13.6.9生产效率
顶进涵在机械和人工保证的情况下，总体工期应控制在4个月以内，工期效率见表13.6.9-1。
表13.6.9-1框架涵工期效率表
序号
工程部位
工程细目
工期（d）
备注
1
工作坑
工作坑开挖
2
2
后靠钢板桩
1
3
滑板制作
3
4
涵身预制
底板模板
1
5
底板及底边墙钢筋
10
6
底板混凝土
1
7
内模板及支撑
10
8
边墙及顶板混凝土
4
9
顶进
钢便梁支撑体系、安装
28
涵身混凝土等强
10
顶进设备安装、预顶
1
11
顶进
8
12
端、翼墙
端、翼墙模板
4
13
端、翼墙混凝土
2
14
线路恢复
线路恢复
1
15
附属工程
出入口铺砌、锥体
5
16
线路顺接
5
17
合计
86
13.6.10安全生产及环境保护
一、施工安全措施
⑴应遵照执行《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）、《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）和《铁路工程既有线施工安全技术规程》。
⑵每道工序开始前，及时做好安全技术交底，并在实施过程中督促检查，严格坚持特殊工种持证上岗。
⑶基坑开挖前，应根据开挖深度和土质情况拟订合理的开挖方案。
开挖过程中，对易坍塌土体，应密切进行监测，确保基坑稳定。
⑷施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的规定执行。
⑸进行定期和不定期的安全检查，及时发现和解决不安全的事故隐患，杜绝违章作业和违章指挥现象，同时加大安全教育及宣传力度。
⑹操作人员必须按照机械说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察、工作后的保养制度，严禁机械带病运转、超负荷运转。
⑺当有爆破作业时，爆破器材使用和存放必须符合《爆破安全规程》，库存量及平面布置经过当地公安机关批准。
⑻箱涵接长杆吊运，及起吊重物下面严禁站人。
箱涵顶进时，接长杆上面严禁站人，防止接长杆弹出伤人。
⑼箱涵正面土体挖除时，严禁从下往上开挖，防止土体下塌伤人。
二、环境保护措施
1、水污染的防治措施
⑴施工废水、生活污水按有关要求进行处理，不得直接排放。
⑵清洗骨料的水和其他施工废水，采取过滤，沉淀或其他方法处理后方可排放，以此避免污染河道和周围环境。
⑶施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。
2、噪声污染的防治措施
⑴机械车辆途经居住场所时应减速慢行，不鸣喇叭。
⑵在比较固定的机械设备附近，修建临时声屏障，减少噪声传播。
⑶合理安排施工作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工不得使用噪声大的机械。
3、固体废物污染的防治措施
⑴施工现场的生活垃圾和建筑垃圾，集中堆放，统一弃于指定地点，不得随意弃放。
⑵报废材料应立即运出现场并进行掩埋等处理。
对于施工中废弃的零碎配件，边角料，水泥袋、包装箱等及时收集清理并搞好现场卫生，以保护自然环境与景观不受破坏。
⑶尽量不使用难于降解的材料作为包装物品，施工中用于养护的塑料薄膜在用完后不得随意弃掉，应及时回收，统一处理。
4、生态环境保护措施
⑴营造良好环境，在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理，同时在生活区周围种植花草、树木，美化生活环境。
⑵对有害物质（如燃料、废料、垃圾等）采取焚烧或其他措施处理后运至指定地点进行掩埋，防止对动、植物及水土环境造成损害。
13.6.11其他
施工过程中如发现地下文物，应停止施工，立即上报地方文物部门现场处理。
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