框架橋下穿高速公路頂進(jìn)施工方法探討

【摘 要】咸陽市政道路框架橋下穿西寶高速公路施工，施工期間要保證高速公路半幅通行，為確保高速公路安全通車，基坑開挖采用土釘墻支護(hù)和整體框架橋明頂施工，滿足高速公路路基邊坡穩(wěn)定的要求，縮短了施工時間，在實踐中取得良好的效果。

【關(guān)鍵詞】框架橋；頂進(jìn)；土釘墻；路基邊坡

一、工程概況

陽光大道釣臺路工程是咸陽市城市規(guī)劃道路由三號橋向南到西寶高速公路以南，是開發(fā)區(qū)新建一條重要道路。西寶高速公路在該段是路基填方，設(shè)計為釣臺路下穿西寶高速公路。西寶高速公路G40是連霍高速東西大動脈過境陜西的重要通道，設(shè)計為雙向四車道，全副寬24m，中間綠化帶寬2m，路肩寬1×2m?？蚣軜蚪Y(jié)構(gòu)類型為：7.5+12+12+7.5m整體式鋼筋混凝土箱型立交。立交中心線與高速公路交角10度，箱型立交結(jié)構(gòu)總斜長43.66m，高8m。

圖1 土釘墻支護(hù)及防護(hù)設(shè)施

箱涵分兩段預(yù)制，每段預(yù)制長度為13.18m，分別在西寶高速公路兩側(cè)預(yù)制，分次頂進(jìn)，中間接頭部分采用現(xiàn)澆濕接縫法施工防水。在頂進(jìn)施工期間高速公路半幅通車(非頂進(jìn)施工區(qū)域)，半幅進(jìn)行斜角正頂法頂進(jìn)施工。

二、施工工藝

基坑周邊打井降水→工作坑圍護(hù)及開挖→滑板制作→框架橋澆筑→后背墻施工→高速公路路基開挖→土釘墻施工→滑板制作→安裝頂進(jìn)設(shè)備→框架橋頂進(jìn)→臺背回填→恢復(fù)高速公路路面→改線通車→另一側(cè)路基開挖(拆除A型土釘)→土釘墻施工→滑板制作→安裝頂進(jìn)設(shè)備→框架橋頂進(jìn)→接頭混凝土澆筑→臺背回填→恢復(fù)高速公路路面→通車。

三、施工方法

（1）工作坑開挖。為保證工作坑開挖后基地處于無水狀態(tài)，采用井點降水，井深按照設(shè)計水力梯度線高程定為20m，同時根據(jù)設(shè)計水力梯度線在基坑周邊按照間隔15m布置降水井，降水至開挖深度下1.5m以下，然后開挖工作坑。（2）滑板、導(dǎo)向墩的施工。為保證涵箱頂進(jìn)順利，滑板應(yīng)具備足夠的剛度和穩(wěn)定性因此滑板下必須間隔一定距離配有錨梁與滑板形成整體?；搴穸炔灰诵∮?00mm，并配制構(gòu)造鋼筋網(wǎng)(一般為)，滑板中心與涵箱中心一致?；灞砻鎽?yīng)平整光滑。涵箱與滑板之間加一層石蠟并撒上滑石粉，在鋪設(shè)塑料布作為隔離措施，目的：一是避免涵箱與滑板粘結(jié)，二是減小摩擦力。為控制涵箱頂進(jìn)方向，在滑板兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向墩，作為糾偏受力依托，導(dǎo)向墩必須與滑板梁形成整體，間隔3000～4000mm，其內(nèi)側(cè)與鋼筋混凝土涵箱中心線平行，伸入滑板下600～800mm，高于滑板300mm以上，內(nèi)側(cè)表面設(shè)予埋鐵件。然后在高速公路兩側(cè)的工作底板上各自預(yù)制框架橋。（3）框架橋預(yù)制。涵箱的予制在滿足設(shè)計要求同時還應(yīng)增設(shè)縱向加強鋼筋，以提高涵箱整體剛度，在千斤頂作業(yè)面增設(shè)予埋鐵件，以防止受力面局部承壓破壞。在涵箱前端設(shè)予埋鐵件，以便焊接成鋼刃角，鋼刃角一般厚度18～20mm，長度一般取千斤頂一個行程，800～1200mm。予制涵箱前端刃角應(yīng)向外保持寬度正誤差，不應(yīng)出現(xiàn)前窄后寬現(xiàn)象，底板前端下部應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況確定設(shè)置長為1～1.2m的船頭坡，坡度為5～10％。由于本框架橋設(shè)計為斜交，預(yù)制時在底板施工時必須在后面把底板做成與框架橋主線垂直，以便于千斤頂?shù)牟贾?。?）后背墻施工。后背墻采用鋼筋混凝土擋土墻，擋土墻后面回填漿砌片石。為防止在頂進(jìn)時混凝土開裂，在擋土墻前面設(shè)置1cm厚鋼板，高度60cm。（5）土釘墻施工。土釘墻施工前與高速公路管理部門聯(lián)系，確定高速公路通行方案，安全警示標(biāo)志的安裝，指定專人疏導(dǎo)交通。高速公路路基土釘墻支護(hù)構(gòu)造如下圖2。

圖2 土釘墻支護(hù)構(gòu)造示意

支護(hù)構(gòu)造要求：土釘墻坡度為1:0.1，土釘必須和面層有效連接，應(yīng)設(shè)置加強鋼筋等構(gòu)造措施，土釘?shù)拈L度按水平層從上而下為12m、15m、16m、16m、16m、12m、12m共7層，橫向、豎向間距1.3m，層與層之間采用梅花布置，鋼筋采用Φ22Ⅱ級鋼；水平加強鋼筋采用2Φ22Ⅱ級鋼，斜向加強筋采用2Φ18Ⅱ級鋼；坡面鋼筋網(wǎng)采用Φ8Ⅰ級鋼200@200布置，上下層鋼筋網(wǎng)的搭接長度不小于30cm；注漿材料為M10水泥砂漿；坡面噴射混凝土采用C25厚度為12cm。土釘墻施工順序：按1.5m為一次施工開挖工作面，修整邊坡，埋設(shè)噴射混凝土厚度控制標(biāo)志；噴射第一層混凝土；鉆孔安設(shè)土釘、注漿，安設(shè)連接件；綁扎鋼筋網(wǎng)，噴射第二層混凝土；設(shè)置坡頂、坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。土釘墻施工注意事項：一是上層土釘注漿體噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計強度的70％后方可開挖下層土方及下層土釘施工?；娱_挖和土釘墻施工應(yīng)按要求自上而下分段分層進(jìn)行。二是噴射混凝土作業(yè)應(yīng)分段進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上，一次噴射厚度不小于40mm。噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，距離宜為0.6～1.0m。噴射混凝土終凝2h后，應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間根據(jù)氣溫確定，宜3～7d。三是噴射混凝土面層中的鋼筋網(wǎng)敷設(shè)須在噴射一層混凝土后敷設(shè)，鋼筋保護(hù)層厚度不宜小于20mm；鋼筋網(wǎng)與土釘應(yīng)連接牢固。四是土釘注漿材料選用水泥砂漿，水泥砂漿配合比宜為1:1～1:2(重量比)，水灰比宜為0.38～0.45；水泥砂漿應(yīng)拌合均勻，隨伴隨用，一次拌合的水泥砂漿應(yīng)在初凝前用完。五是注漿作業(yè)前應(yīng)將孔內(nèi)殘留或松動的雜土清除干凈；注漿開始或中途停止超過30min時，應(yīng)用水或稀水泥潤滑注漿泵及其管道；注漿時，注漿管應(yīng)插入距孔底300～500mm處，孔口部位宜設(shè)止?jié){塞及排氣孔；土釘鋼筋應(yīng)間隔1m設(shè)立定位支架。（6）頂進(jìn)設(shè)備選擇與安裝?？蚣軜蝽斶M(jìn)施工采用液壓千斤頂作為施力設(shè)備，千斤頂型號及數(shù)量的選擇，根據(jù)框架橋頂進(jìn)時所克服的各種阻力之和確定。頂進(jìn)設(shè)備中的頂柱和橫梁可采用型鋼組焊接，按千斤頂行程模數(shù)配置，每3m設(shè)一根鋼橫梁，傳力柱與鋼橫梁用螺栓連成受力框架，傳力柱位置與頂力線一致，與橫梁及靠背梁垂直?？蚣軜蝽斄τ嬎悖篜=μN，式中：P—頂力，KN；μ—頂力系數(shù)，一般為1.2～1.5；N—箱涵重力，KN。本框架橋自重46000KN，最大頂力P=46000×1.5=69000KN，該工程選用TDW—320×1500臥式千斤頂(型號KD—30)，每個千斤頂作用力3200kN，頂端直徑500mm，最大行程800mm。千斤頂選用22臺，最大頂力P=3200×22=70400KN滿足要求。傳力系統(tǒng)。由于千斤頂最大行程為800mm，框架橋前進(jìn)30m，它與后背間須設(shè)立一系列傳力系統(tǒng)來保證力的傳遞。前橫梁采400mm×20mm鋼板3塊(長度為底板正作長度)；頂鐵用4根43kg/m鋼軌焊接，端部用10mm厚鋼板焊牢，頂鐵長度分0.4m、0.8m、1m、2m；傳力柱采用Φ550混凝土的預(yù)應(yīng)力管，長度為4m、6m，端部上下用螺栓連接一體；后橫梁為400mm×20mm沿后背梁全長設(shè)置。制作時每個接觸面必須平整，外形尺寸一致，以免運行過程中箱涵發(fā)生偏差。傳力系統(tǒng)隨框架橋與后背距離的變化及時組裝。（7）后澆帶處理。頂涵作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)對兩段混凝土構(gòu)筑物前端壁端進(jìn)行鑿除，露出墻壁鋼筋，在墻體中間周圍鑿出凸臺或踏步臺。如設(shè)膨脹橡膠條，鋼筋焊接連接，澆筑混凝土，成型后外壁進(jìn)行防水處理。

實踐證明，框架橋施工在不中斷高速公路行車的情況下，采用土釘墻支護(hù)加固路基，框架橋采用明頂法施工，即保證了高速公路的行車安全，有縮短了高速公路的半幅通行的時間；該實例成功應(yīng)用，可以在類似的基坑開挖施工中予以借鑒。

參 考 文 獻(xiàn)

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