下立交箱涵顶进施工工法

下立交箱涵顶进施工工法
(上海隧道工程股份有限公司)


城市道路，交通繁忙，为提高运输能力，解决平面交又，交通堵塞状况，采用汽车与汽车、汽车与火车分层运行，提出了立体交叉道路布置的办法，从而解决交又路口交通堵塞的问题。
　　立体交叉的道路布置形式，可以分为上立交、下立交、多层立交，这是根据当地城市布局及今后发展的实际情况而决定的。一般火车与汽车采用立交形式，较多的是火车在原地面行驶，而汽车则在火车的下面或上面行驶。
　　1 特点
　　车辆行驶，在道路的平面交又点位置，往往是减慢车速，甚至发生交通堵塞，一般可采用上下分流，分道行驶的道路布局的办法解决。
　　通常在火车与汽车立交，采用下立交形式，即火车在原地面行驶，汽车在下面行驶。
　　地下部分的结构一般建成封闭箱涵形式，其施工方法可以采用基坑放坡开挖和预制钢筋混凝土箱涵顶进工法，而箱涵顶进工法，其优点是可以保证地面火车正常行驶。
　　2 适用范围
　　汽车与火车平面交又，一般采用的办法是火车仍在原地面行驶，而降低汽车行驶道路路面标高，箱涵净空，须保证车辆通过最小高度。
　　这种道路布置一般称为下立交，其下面部分即箱涵施工，一般受地面道路和附近其他城市条件限制，要求铁路运输不能中断，采用箱涵顶进施工方法。当然亦可采用火车在原地面行驶，而汽车路面爬高，穿越火车而过，一般称为上立交的分流运输形式。
　　3 工艺原理
　　采用预制钢筋混凝土箱涵顶进工法施工下立交道路，其原理是在基坑内滑板上面预制箱涵，利用油压千斤顶顶动箱涵向前挺进，到达设计的位置。然后在箱涵前后两端连接引道。
　　箱涵内通过汽车在顶板上行驶火车，这种型式一般称之为下立交道路。
　　3.1箱涵制作
　　3.1.1基坑开挖
　　箱涵在基坑内进行制作，所以必须先挖好基坑。基坑土方开挖的施工方法一般可以采用是井点降水，土体放边坡开挖土方，或者采用钢板桩作围护，并辅以井点降水开挖基坑的方法。土方是利用履带式吊车抓斗挖土，人工进行边坡修正面开挖到基坑设计要求。
　　3.1.2滑板制作
　　滑板的作用，是在基坑开挖到设计要求时进行滑板制作，箱涵在滑板上进行预制，然后利用油压千斤顶的顶进使箱涵在滑板上滑行，逐渐进入前方土体，所以从其作用来讲，称为滑板。
　　滑板须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，因此必须有足够的拉力强度。
　　为了尽量减小箱涵与滑板产生的摩阻力，所以表面必须满足一定的平整度要求，在滑板表面并涂上润滑剂。
　　3.1.3箱涵制作
　　箱涵是钢筋混凝土箱形结构，可以依照设计要求分层、分段进行制作，并留出施工需要预留孔洞和埋设预埋件，便于施工。
　　3. 2箱涵顶进
　　3.2.1后靠制作
　　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。
　　在必要时，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。

　　3.2.2油压千斤顶的配备
　　根据箱涵顶进、顶力计算，采用最大的顶力值，配备千斤顶的吨位和台数，千斤顶的平面布置应根据均匀和便于操作维修来考虑。
　　3.2.3箱涵顶进的接长杆安装
　　箱涵顶进长度不能一次到位，所以必须利用接长杆传递顶力。接长杆分混疑土管和钢管均可。但其必须满足相应承受千斤顶的顶力，所以必有足够的强度和相应的刚度。
　　3.2.4箱涵顶进
　　3.2.4.1开挖正面土体。
　　3.2.4.2开动油压千斤顶。
　　3.3.4.3缩回千斤顶，安装接长杆。反复循环顶进箱涵到达设计位置。
　　3.3收尾工作
　　3.3.1箱涵顶进到达设计位置和标高后，拆除千斤顶和接长杆。
　　3.3.2箱涵顶板上火车轨道稍作调正，铺上路基，作好火车通过的各项工作。
　　3.3.3箱涵前后端引遭施工，与箱硒连接贯通．
　　3.3.4下面道路混凝土路面浇筑，电气、路灯安装下立交竣工。
　　4 施工要点
　　4.1滑板制作
　　4.1.l滑板必须具有足够强度，防止箱涵顶进拉断滑板使箱涵顶进造成围难。
　　4.1.2滑板表面涂上润滑剂，一般可用粗制黄色石腊涂刷表面。
　　4.2计算箱涵顶进阻力
　　一般箱涵顶进总阻力(以汽车大车下立交为例的计算公式)。
　　　　　　　　
　　P--箱涵顶进最大顶力
　　N1--箱涵顶上荷重(包括线路加固材料等)
　　f1--箱涵顶部间摩阻系数
　　N2--箱涵自重
　　f2--箱涵顶出滑板后与土地摩阻系数
　　E--箱涵两侧土压力
　　f3--箱涵侧面摩阻系数
　　R--箱涵刃脚正面土体阻力
　　A--箱涵刃脚正面积
　　K--综合系数一般采用1.2
　　根据计算最大阻力计算出千斤顶吨位台数，并配备相应的接长杆。
　　4.3后靠的设置
　　4.4导向墩的设置
　　箱涵在滑板上顶进，两侧无土的约束导向，方向很难控制，因此须设置导向墩进行导向控制，箱涵顶进中，左右平面移动。
　　4.5箱涵顶进必须严格控制正面和两侧的挖土量和挖土顺序，严禁地板以下土体超挖和欠挖，防止箱涵叩头和抬头。
　　用挖土来纠偏须依照上级要求进行土方开挖以达到箱涵纠偏的目的。
　　4.6中继间的设置
　　如果箱涵顶进阻力过大，使后靠设计，千斤顶备置均有困难和箱涵一次浇筑现场条件限制，可以将箱涵沿长度方向分成若干段，在每段连接处，设置中继间，安放千斤顶形成中间接力形式，可以减少后靠推力而使箱涵分段逐段顶进。



顶进顺序：
　　先顶1号箱涵，再顶2号箱涵，后顶3号箱涵，如此循环顶进到一定长度安装接长杆，将箱涵顶到设计位置。
　　5 机具设备
　　5.1油压千斤顶一般采用200吨或大吨位千斤顶。
　　5.2千斤顶控制箱可以单独或联动控制。
　　5.3接长杆：采用千斤顶顶力等强度的钢管，钢构件或圆形混凝土管作为长杆。随着箱涵顶进长度伸长，逐步将接长杆接长，两节之间用钢梁过渡可以增加稳定性，可免除由于两接长杆不在同一轴线上产生的偏心受力。
　　5.4测量仪器
　　经纬仪1台，水准仪l台。
　　5.5土方挖除设备和设备可以备用履带式吊车1台(备用挖斗)。垂直提升土方，也可用井架。
　　6 质量标准
　　6.1箱涵制作：混凝土工程除符合《钢筋混凝土施工及验收规范》还应符合设计上的特殊要求。
　　6.2箱涵顶进：建成后的下立交箱涵轴线及高程，应符合设计和使用要求。
　　7　劳动力组织(1班计)
　　7.1 机修工--液压系统管理，操作和维修 1人
　　7.2 辅助工--安装接长杆 2人
　　7.3 测量工--测量箱涵顶进平面、高程 2人
　　7.4 挖土工--开挖正面土体，辅以人工修边坡 5人
　　7.5 吊车司机和指挥 2人
　　7.6 电焊工 1人
　　7.7 电工 1人
　　7.8 指挥 1人
　　7.9技术人员 1人
　　共计： 16人
　　8 安全措施
　　应遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和上海市建设委员会、上海市市政工程管理局颁发的有关安全规定执行，井落实以下安全注意事项
　　8.1箱涵接长杆吊运，及起吊重物下面严禁站人。
　　8.2箱涵顶进时，接长杆上面严禁站人，防止接长杆弹出伤人。
　　8.3箱涵正面土体挖除，严禁从下往上开挖，防止土体下塌伤人。
　　8.4加强电器设备管理，防止触电事故。
　　9　效益
　　1975年军工路下立交工程箱涵顶部行驶火车，下部行驶汽车。
　　10.1箱涵断面图

　　
　　箱涵外形尺寸；25.8m×l9.4m(长)×6.28m(高)
　　箱涵自重：3000t，与铁路斜交32°
　　10.2滑板制作

　　10.3导向墩
　　在箱涵两侧各设置四只导向墩，使箱涵在滑板顶进保持平面正确位置。导向墩是钢筋混凝土结构，钢筋与地板连结。
　　10.4箱涵顶进工艺
　　10.4.1 20台200吨／台油压千斤顶可以单独联动控制。
　　10.4.2钢筋混凝土φ600mm接长杆每根长7m，钢横梁45I。
　　10.5箱涵试顶
　　通过箱涵试顶、启动，消减箱涵与滑板摩阻力。
　　油压设备通过重车试运转可以投入正常顶进。
　　10.6箱涵顶进
　　箱涵顶进长度25.71m到达设计位置。
　　10.7收尾工作。
　　10.8箱涵两端引道接长。
　　10.9电气路灯安装。
　　10.10下立交工程竣工

箱涵顶进穿越结构物的主要安全防护措施

箱涵在穿越铁路、桥涵和管线等结构物时可采取以下安全防护措施：
①铁路路基下顶进箱涵时，为确保行车与施工安全，必须进行铁道线路加固，并限制行车速度；
②小型箱涵可用调轨梁，轨束梁加固线路；
③孔径较大的箱涵可用横梁加盖、纵横梁加固、工字轨束梁及钢板脱壳法，同时应严格控制车速。
④在土质差、承载力低、土壤含水量高，铁路行车繁忙，不允许限速太多的情况下，可采用低高度施工便梁的方法。
⑤箱涵穿越管线时可采用暴露管线和加强施工监测的保护方法。