箱涵頂進技術在鄭州市金水路西延工程中的應用

袁 建 平

(河南中豫路橋工程有限公司，河南 鄭州　450000)

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箱涵頂進技術在鄭州市金水路西延工程中的應用

袁 建 平

(河南中豫路橋工程有限公司，河南 鄭州450000)

介紹了箱涵頂進施工技術的特點、適用范圍及工藝原理，并以鄭州市金水路西延工程為例，闡述了箱涵頂進施工的工藝流程與技術要點，保證了工程施工的安全可靠性。

道路，箱涵頂進施工，管棚，掌子面

0　引言

隨著我國建筑行業的突飛猛進，相關的城市建設也得到了很大的發展，但是，由于城市交通建設的發展滯后，交通不暢已成為嚴重影響和制約城市經濟發展的一個重要問題[1-3]。一方面使原本嚴重的擁堵問題雪上加霜，另一方面交通安全問題變得更加嚴重。因此，把大量的公路與鐵路的平交道口改為立交道口，已成為改善城市交通狀況和確保交通安全的一項緊迫而又繁重的任務[4，5]。根據施工現場實際情況，確定經濟合理、施工快捷的箱涵頂入方法，提供可供參考的分類依據也是目前亟待解決的問題[6]。

1　箱涵頂進施工方法簡介

1.1特點

車輛行駛在道路的平面交叉點位置，往往是減慢車速，甚至發生交通堵塞，一般可采用上下分流，分道行駛的道路布局的辦法解決。通常在火車與汽車立交時，采用下立交形式，即火車在原地面行駛，汽車在下面行駛。地下部分的結構一般建成封閉箱涵形式，其施工方法可以采用基坑放坡開挖和預制鋼筋混凝土箱涵頂進工法，而箱涵頂進工法，其優點是可以保證地面火車正常行駛。

1.2適用范圍

汽車與火車平面交叉，一般采用的辦法是火車仍在原地面行駛，而降低汽車行駛道路路面標高，箱涵凈空，須保證車輛通過最小高度。這種道路布置一般稱為下立交，其下面部分即箱涵施工，一般受地面道路和附近其他城市條件限制，要求鐵路運輸不能中斷，采用箱涵頂進施工方法。當然亦可采用火車在原地面行駛，而汽車路面爬高，穿越火車而過，一般稱為上立交的分流運輸形式[7]。

1.3工藝原理

采用PC箱涵頂進工法施工下立交道路，在基坑內滑板上面將箱涵預制，利用油壓千斤頂頂動箱涵到達設計的位置。然后在箱涵前后兩端連接引道。箱涵內通過汽車在頂板上行駛火車，這種形式一般稱之為下立交道路。

2　箱涵頂進施工技術應用

2.1工程概況

鄭州市金水路西延(嵩山北路—金水路)工程西起西站東街，沿現狀西站路向東，依次下穿嵩山路、鐵路B5線、鐵路京上貨聯線與隴海下貨聯線后路線分為南北兩幅。南半幅設計終點為沙口路與金水路相交處，單向三車道，其中12號箱橋下穿處位于R=300 m的曲線上，金水路始建于1959年，該工程節點處為高填土路基，路面寬約24.2 m,1993年為提高金水路通行能力，該段金水路東側修建加寬橋約7.4 m,西側修建加寬橋最寬處約14.4 m,架空橋梁上部結構均采用簡支T梁，下部結構為樁柱式橋墩，加寬后路面總寬約46 m。由于原有加寬橋橋墩限制，12號箱橋三孔箱涵為分離式，12號-1～12號-3三孔分離框架箱涵在金水路東側預制，每孔箱涵總長為42.02 m,分2節預制，每節21 m,對接處變形縫0.02 m，首節箱涵頂進前端設置2.0 m鋼筋混凝土刃角，以保證頂進過程中兩側土體的穩定。

2.2箱涵頂進

三孔箱涵為分離式，分別進行頂進作業，將每孔箱涵分成2節預制，采用中繼間頂進，以降低最大頂力及后背受力。因受限于場地，一次只能預制4節，三孔箱涵共計6節分兩批預制，第一批預制4節箱涵，12號-1首節在頂進位置預制，從西往東依次為12-1首節、12-2首節、12-1末節、12-2末節。末節均需橫向頂推至對應的縱向頂進位置。待第一批12-1和12-2箱涵頂進就位后，開始預制12號-3 2節箱涵。施工流程見圖1。

2.2.1頂進滑板、出口支撐系統的施工

基坑開挖到位后，要進行地基承載力檢測，要求地基承載力不小于100 kPa，滑板下換填和后背樁基石填土壓實度大于90%，滑板頂面要求平坡、平整、光滑，頂進后背分配梁要與后背挖孔樁密貼，要求樁長、樁直徑滿足頂力要求和設計要求。頂進后背分配梁要求前端面平整，縱橫方向垂直于中線，上下方向垂直于滑板。滑板頂面應均勻涂石蠟，然后再在上面刷廢機油與滑石粉，涂抹要均勻平整。

箱涵出口端需設置抗推梁及支撐樁等支撐系統(見圖2)。由于頂進時由管棚傳遞到出口支撐樁與門框架的力比較大，且管棚上部的路基覆土只有3 m～4 m，需要設置回填土的抗滑錐，需碾壓密實，對出口支撐樁與門框柱起到抗側滑的作用。

2.2.2頂進設備

根據施工場地的設計要求，箱涵縱向頂進最大頂力約5 611 t，因分2節頂進，前節因考慮混凝土刃角重量和箱涵頂進起動阻力，最大頂力為3 687 t，需要用320 t千斤頂18臺，后節頂進最大頂力計算得1 924 t，需要用320 t千斤頂10臺，箱涵橫移在滑板上進行，其最大頂力944 t,需要用320 t千斤頂10臺，以分散頂力。頂鎬與箱體接觸面布置5 cm厚鋼板以防破壞箱體混凝土。頂進過程中，中繼頂位置兩箱體凈距控制不大于70 cm。頂進過程中，傳力柱的擺放需在一條直線上，每換2組4 m傳力柱需加一道分配梁。傳力柱長短需一致，若出現1 cm偏差則會出現分配梁頂壞的意外，若傳力柱有縫隙則需加鋼板墊平。傳力柱上必須用土覆蓋，以防傳力柱繃起，在頂進時傳力柱和千斤頂旁邊不能站人。

2.2.3挖土頂進

頂進挖土采用放坡開挖，土方開挖時按照自上而下，先中間后兩側，以確保掌子面土體和側向土體的穩定，由于箱體凈高5.4 m,為防止管棚結構懸空長度過大，開挖坡度采用1∶0.5。頂進挖土采用挖掘機，嚴禁超挖。由于本工點位于市中心區，白天土方無法外運，在施工場地內設置臨時土方堆放區，采用土方覆蓋和水霧噴淋的防塵措施，夜晚運至棄土場。

2.3施工中關鍵技術的控制

1)糾偏措施。頂進、挖土工作必須與觀測人員緊密配合，每頂一鎬，測量一次，并做好記錄，隨時根據箱涵前后節頂進方向和水平偏差，調整千斤頂頂力布置，采取糾偏措施。施工中必須按監控量測方案要求布設監測點，設專人進行觀察量測，發現異常，應及時處理。

2)箱體高程控制。箱涵進入土體前采用50 cm厚C50混凝土滑板接長，一般不會出現大的“栽頭”或“抬頭”。進入土體后，在頂到每一道吊管棚的橫梁下方時，需用C50快干混凝土分段接長滑板。由于該工程的地質主要為回填土，地基承載力較低，所以要堅持邊頂進邊進行高程測量，一旦發現高程出現誤差，能夠及時通過制作滑板得到調整。

3)防止掌子面滑塌措施。頂進施工時堅持“吃土頂進”的原則，在第1節箱涵前端設置混凝土刃角，挖土時不能使刃角露出，以降低開挖掌子面的高度，防止滑塌。在松軟地層中施工，大量土體的重力及路面汽車動載會直接作用于大管棚支護結構上，為此做到勤挖勤頂、少挖勤頂、隨挖隨頂，以控制大管棚結構懸空長度及變形，保證結構的穩定。同時制定了防止出現掌子面垮塌的應急預案措施，確保路面交通的正常運行。

3　總結與展望

本文簡要介紹了箱涵頂進施工技術的研究背景、發展歷程，并列出了箱涵頂進技術分類，依托的工程采用箱涵頂進施工技術成功完成了12號箱橋的下穿工程，避免了因施工占用金水路現狀道路路面，保證了金水路的暢通。通過科學的監測，合理的施工方法和技術措施，保障了施工的安全可靠，成功實現12號箱橋的下穿，具有顯著的社會效益。在施工過程中一系列行之有效的措施，可以為以后類似管棚上方覆土較薄，箱涵跨徑大，施工場地受限情況下，下穿公路箱涵頂進的設計、施工、監測提供可靠的借鑒。

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On construction technique of culvert jacking in Western Expansion project of Jinshui Road in Zhengzhou

Yuan Jianping

(HenanZhongyuRoadandBridgeEngineeringCo.,Ltd,Zhengzhou450000,China)

The paper introduces the features, applied scopes and craft principle for the construction technique of the culvert jacking, and illustrates its craft procedure and technical points from the example of Western Expansion project of Jinshui Road in Zhengzhou, so as to ensure the safety and reliability of the construction.

road, culvert jacking construction, pipe shed, tunnel face

1009-6825(2016)23-0153-02

2016-06-02

袁建平(1988- )，女，助理工程師

U448.213

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