多孔大跨框架涵整體頂進(jìn)施工技術(shù)

張新華

（中鐵一局集團(tuán)有限公司，西安710054）

1 工程概況

本工程位于廊坊至滄州高速公路連接線工程307國(guó)道至滄州工業(yè)新區(qū)段，為滄東工業(yè)區(qū)南北主干道下穿朔黃鐵路而設(shè)，結(jié)構(gòu)跨度為10＋16＋16＋10m（四孔框構(gòu)），框構(gòu)主體寬度57m（正向?qū)挾龋?；邊墻厚?.0m（垂直）；頂板厚：1.0m，底板厚：1.1m，框構(gòu)軸向主體長(zhǎng)度：25.3m（垂直鐵路），前懸臂板寬度：4.5m（垂直鐵路），后人行道板寬度：1.0m（垂直鐵路），結(jié)構(gòu)凈高：6.0m；結(jié)構(gòu)全高：8.1m.

圖1 框架主體結(jié)構(gòu)立面圖

2 方案選擇

原設(shè)計(jì)方案：框架涵地基全部采用砂漿通過注漿加固；框架涵結(jié)構(gòu)物穿頭端面按普通平面處理；線路加固擔(dān)在框架涵上鋪設(shè)普通鋼板.

項(xiàng)目部結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)方案做了以下幾個(gè)方面的優(yōu)化：

（1）為了有效控制地基沉降，將地基注漿加固改用注漿固化加混凝土條形基礎(chǔ)的方法，保證了框架涵不掉頭和下沉.

（2）框架涵結(jié)構(gòu)物穿頭端面設(shè)計(jì)船頭坡，有利于框架涵頂進(jìn)，減少阻力，防止偏移.

（3）把普通鋼板改成槽鋼，線路加固梁下設(shè)計(jì)安裝滑輪和滾杠，把滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦，減少了摩擦力，保證了頂進(jìn)的穩(wěn)定和安全，確保了朔黃重載、繁忙運(yùn)煤鐵路的安全運(yùn)行.

3 總體方案

首先施工具有足夠剛度和穩(wěn)定性的滑板，根據(jù)框構(gòu)的頂力、基坑的深度設(shè)置頂進(jìn)后背墻體系，然后進(jìn)行框架涵的整體預(yù)制、線路的防護(hù)及加固，最后進(jìn)行4箱框構(gòu)整體頂進(jìn).

4 施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 特殊軟地基處理

頂進(jìn)框構(gòu)主體以下采用壓漿固化對(duì)地基進(jìn)行加固，壓漿固化深度需穿透軟土層至框構(gòu)底板底以下8.0m.注漿范圍限于路基頂進(jìn)開挖范圍，底板下8.0m，邊墻外側(cè)10m之內(nèi)的粉質(zhì)粘土層，線路下面采用布置斜孔，斜插入線路下面進(jìn)行輻射注漿，其它地方采用垂直注漿，梅花樁布置，間距1.0m.加設(shè)2條59＊2＊1m混凝土條形基礎(chǔ)，加固后的地基，其基本承載力為：150kPa.

路橋過渡段采用注漿進(jìn)行加固處理，加固范圍：頂進(jìn)前沿鐵路方向框構(gòu)結(jié)構(gòu)主體外緣框構(gòu)底部向下各10m的路基；頂進(jìn)后加固范圍為沿鐵路方向框構(gòu)結(jié)構(gòu)主體外緣各2m的路基本體.

在工作坑兩側(cè)間距4米設(shè)置直徑為50cm的降水井，工作坑與線路之間距滑板邊緣1.5m處沿工作坑邊緣均勻布置11個(gè)直徑30cm的降水井.集水管出口與路基坡腳的排水溝相連，保證排水暢通.

4.2 滑板

滑板采用C30鋼筋混凝土，兩側(cè)每3m處設(shè)導(dǎo)向墩及錨梁，并與滑板一起澆筑.滑板中心線與橋設(shè)計(jì)中心線一致，底板寬度比箱身兩邊墻外沿各寬0.8m，底板長(zhǎng)度，前端較箱身長(zhǎng)1m，后端與后背梁相連，并加設(shè)連接鋼筋，增加整體性，工作底板設(shè)置向頂進(jìn)方向1.5‰的上坡.

潤(rùn)滑層采用機(jī)油與滑石粉3∶7比例，鋪設(shè)厚度3mm然后鋪一層塑料薄膜，薄膜接縫處壓茬0.2 m并使接茬口朝路基方向.

4.3 后背墻施工

后背擋土墻采用M5漿砌片石，長(zhǎng)51m，后背梁采用C30鋼筋混凝土，長(zhǎng)51m.后背梁與工作底板同時(shí)施工保證成一整體，其前端承力面，必須保證平直且與頂進(jìn)軸線垂直，以利于下一步頂進(jìn)設(shè)備的布置及保證頂進(jìn)質(zhì)量.

4.4 箱體預(yù)制

箱體預(yù)制分兩次完成，第一次澆完頂板下倒角處，第二次澆完上倒角及頂板.

箱體預(yù)制施工流程：在工作底板上彈出底板鋼筋線→綁扎底板及邊、中墻鋼筋→立底板及邊、中墻模板→澆筑底板及邊、中墻混凝土→底板及邊、中墻混凝土養(yǎng)生→綁扎頂板鋼筋→立頂板模板→澆筑頂板混凝土→頂板養(yǎng)生→拆?！渖矸浪畬印漤敺雷o(hù)層.

4.5 主要設(shè)備配置

頂進(jìn)采用42臺(tái)500t千斤頂，同時(shí)配置挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸車各4臺(tái)，MGJ－50型工程鉆機(jī)4臺(tái).

4.6 頂進(jìn)施工

4.6.1 線路加固施工方案（見圖2，圖3）

吊軌采用3－5－3制，鋼軌接頭需錯(cuò)開1.0m以上，兩端伸出路基防護(hù)樁外4.0m，吊軌與枕木用φ20U型螺栓聯(lián)結(jié)，鋼軌采用50kg／m軌.橫梁采用Ⅰ40b工字鋼，鋪設(shè)間距1.0m，接頭錯(cuò)開1.5m.縱梁采用Ⅰ40b工字鋼，三根一組，接頭錯(cuò)開1.5m以上，縱梁與橫梁用φ20U型螺栓聯(lián)結(jié)，縱梁兩端支承于枕木垛上.

圖2 線路加固正面圖

圖3 線路加固俯視圖

為增大縱梁的剛度，頂進(jìn)前端沿鐵路方向設(shè)置支承樁，支承樁采用直徑1.25鉆孔灌注樁，樁間距6.0m.為避免頂進(jìn)過程中鐵路軌道變形，以及防止頂進(jìn)挖土造成頂進(jìn)前端土體坍塌，頂進(jìn)前端鐵路中心線外9.0m處平行鐵路需設(shè)置抗移樁，采用直徑1.25m的鉆孔灌注樁，樁間距4.0m.

型鋼及鋼軌注意盡量減少拼接接頭數(shù)量，避免在軌下拼接，并且進(jìn)場(chǎng)后對(duì)歪曲變形較大的應(yīng)及時(shí)清理.

4.6.2 箱體頂進(jìn)

箱體整體頂進(jìn)，當(dāng)頂進(jìn)至挖孔樁失效時(shí)，橫梁穩(wěn)定支撐于前端挖孔樁及箱體后，拆除放坡影響范圍內(nèi)挖孔樁，繼續(xù)頂進(jìn)；箱體頂進(jìn)至設(shè)計(jì)里程后，拆除箱體范圍內(nèi)樁及縱梁，后拆除頂進(jìn)范圍內(nèi)橫梁，恢復(fù)線路.每次頂程不可過大，頂程控制在0.4～0.5m.頂進(jìn)應(yīng)在列車通行間隙進(jìn)行，列車通過時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)行頂時(shí)作業(yè).

4.6.3 頂進(jìn)過程中的方向控制及糾偏

（1）在箱身底板處的邊墻外側(cè)，各設(shè)一臺(tái)500t千斤頂，借以校正空頂階段的方向.

（2）為防止“扎頭”，可在箱身前端底板下設(shè)置“船頭坡”.

（3）箱身入土后，應(yīng)注意挖土斷面務(wù)求正確，使頂入挖成的土孔要與箱身方向一致.

（4）箱身方向左右偏差調(diào)整的方法：向左偏，即關(guān)閉減少右側(cè)千斤頂，如向右偏則反之.箱身前端向右偏，則將右側(cè)頂鐵楔緊，左側(cè)頂鐵預(yù)留間隙，開泵后，則右側(cè)先受力頂進(jìn)，左側(cè)不動(dòng).箱身前端向右偏，即在右側(cè)刃腳前超挖20～50cm，左側(cè)保持刃腳吃土20cm.支撐一端支在箱身邊墻上，一端支在開挖面上，頂進(jìn)時(shí)迫使其向被頂一側(cè)調(diào)整.

（5）糾正箱身“抬頭”的方法.兩側(cè)挖土不夠?qū)挘自斐上渖怼疤ь^”，故可在兩側(cè)適當(dāng)多挖.箱身“抬頭”量較大，則在底刃腳前超挖20～30cm，寬度與箱身相同，同時(shí)使上刃腳不吃土，在頂進(jìn)過程中逐步調(diào)整，在未達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)，便應(yīng)酌情停止超挖以免又造成箱身“扎頭”.

（6）糾正箱身“扎頭”的方法.吃土頂進(jìn)，挖土?xí)r，開挖面基底保持在箱身底面以上8～10cm，利用船頭坡將高出部分土壤壓入箱底，糾正“扎頭”.用增加箱身后端平衡重的辦法，改變箱身前端土壤受力狀態(tài)，達(dá)到糾正“扎頭”的目的.但應(yīng)注意增加重量后的逐步卸載問題，否則會(huì)出現(xiàn)“抬頭”現(xiàn)象.同理亦可用于糾正“抬頭”現(xiàn)象.

5 結(jié) 論

通過以上科學(xué)合理的組織施工，安全可靠的技術(shù)措施，優(yōu)質(zhì)高效的完成了頂進(jìn)施工任務(wù).該項(xiàng)目為多孔大跨度頂進(jìn)框構(gòu)橋是目前國(guó)內(nèi)較大的框構(gòu)橋頂進(jìn)施工，為大跨度頂進(jìn)框構(gòu)橋施工方面積累了成功經(jīng)驗(yàn).