框架涵頂進施工中解決涵體扎頭及中線偏移現(xiàn)象的方法

1、框架涵頂進施工中解決涵體扎頭及中線偏移現(xiàn)象的方法摘 要： 文章分析了框架涵頂進施工中，涵體中線偏移及扎頭現(xiàn)象產生的原因，并對如何糾偏 提出了自己的看法。在實際工作中證明此方法可使工程安全、準確的順 利進行，能取得良好效果。關鍵詞：框架涵；頂進；糾偏 中圖分類號：U445.4  文獻標識碼：B  文章編號：H TK10076921(2010)06010102  隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的鐵路運力已遠遠不能滿足經濟建設和人民生活的需求 。為了盡快扭轉這一狀況，國家在拉動內需的政策下，對鐵路建設進行了大量投入，除新建 線路之外，也對既有線進行了改造，以

2、期更有效的利用既有鐵路的資源。 1 頂進施工常遇到的問題在既有鐵路改造建設中，平改立工程最為常見，它一般采取頂進方法來施工。與其他施工方 法相比，采取頂進方式施工具有投資少、建設周期短、對鐵路運營影響時間短等特點，但在 施工過程中經常遇到涵體中線偏移及扎頭現(xiàn)象，而這些問題解決不好，將會影響工程質量， 甚至造成永久性的缺陷。以下結合參建寶蘭二線定西站東咽喉區(qū)頂進涵工程施工的體會，對上述問題進行分析，并探 討解決方法和措施。 1.1 工程概況寶蘭線增建二線工程，在定西站東咽喉區(qū)增設1m6m框架涵溝通車站南北交通，涵長24橫延米，涵身斷面尺寸7.2m×6.8m。設計采用工字鋼縱橫抬梁加固線

3、路，大開挖現(xiàn)澆框架的施工 方法。為了減少對運營的影響，縮短對既有線的干擾時間，最大限度的降低既有線運營安全 隱患，變更設計后采用頂進方法來施工。 1.2 、施工方案確定 1.2.1、 涵節(jié)布置由于地形限制，24m涵長不能在一側預制，經充分研究后，確定在線路兩側各預制12m，采 用對頂法施工。 1.2.2、 線路加固方案設計涵體位于兩道岔之間16m的空當?shù)貛е行?，與線路正交，涵頂分布線間距為5m的正線2 股、站線2股，股道間無渡線。加固縱梁采用14m長56a工字鋼，股道間4根為一束，路肩 處3根為一束；橫梁采用8m長32a工字鋼，間距0.7m，股道內采用3-7-3吊扣軌束梁，加 固長度為15m。

4、吊軌梁與其下面枕木采用22U型螺栓和蓋形扣板聯(lián)結在一起，形成整體結構 。縱梁端采用直徑1.2m挖孔樁支墩，樁底標高置于涵底下部0.5m。 2、頂進過程中扎頭現(xiàn)象原因分析及處理該工程在施工中，為盡量減小既有線的運營干擾，最大限度的降低行車安全隱患，涵節(jié)預制設置在路基坡腳以外。這樣每節(jié)涵洞頂程長度達到20m。在涵節(jié)頂推出滑板7.6m后，扎頭現(xiàn)象開始表現(xiàn)出來，因本涵采用兩側對頂，控制不好扎頭現(xiàn)象，兩涵節(jié)的對接將不能保證 工程質量，若得不到及時處理必然超過設計及規(guī)范要求甚至影響正常使用。 2.1 、扎頭現(xiàn)象的原因分析 2.1.1 涵體在滑板上行徑到涵頭剛下滑板時，由于船頭坡的緣故一般出現(xiàn)抬頭現(xiàn)象；當涵

5、體有1/3下滑板時，涵體會因重心遷移出現(xiàn)抬頭變緩的現(xiàn)象；當涵體2/3下滑板后涵體重心就會落在土上，端部基底應力集中，涵體就會因剛性滑板與彈性土壤的前后地質情況差異而出現(xiàn)扎頭現(xiàn)象，隨著頂程的增長，扎頭現(xiàn)象越加嚴重。上述現(xiàn)象均屬正?，F(xiàn)象，但其抬扎應有一個限度。超過這個限度就表明涵體已經不在正常狀態(tài)，就需要采取措施來調整涵體狀態(tài)。 2.1.2 由于站場多次改造填筑路基土質不同，路基受壓時間不同，涵體容易在兩路基結合處（兩線間）發(fā)生扎頭現(xiàn)象。在頂進到達兩線交界處時要加大測量次數(shù)，增減吃土量，發(fā)現(xiàn) 問題及時采取措施調整，否則容易造成涵體到位后超標。 2.1.3 頂進端土方開挖形式、箱涵刃腳正側是欠挖還是

6、超挖對促使框構頂進扎頭或抬頭有直接關系，在采用機械出土時，涵體容易因吃土多少而發(fā)生扎（抬）頭現(xiàn)象。 2.1.4 不同的施工方法、頂程的大小、框構頂部有無覆蓋土等因素也都客觀地影響到高程的變化。 2.1.5 基底土壤由于地下水位的高低，影響基底土壤含水量的大小，進而直接影響到地基 承載力的大小。如果基底土質較為干硬密實，則當箱涵脫離滑板后，出現(xiàn)的“扎頭”現(xiàn)象較 之基底土質松軟、含水量大的土質要小的多。本涵所處位置地形較低，相距m處有一淀粉 廠排污溝，常年積水，導致基底土質含水量較大，是造成扎頭現(xiàn)象的原因之一。 2.2 處理扎頭現(xiàn)象的措施 2.2.1 根據施工處基底土質狀態(tài)來分析是否可能出現(xiàn)扎頭現(xiàn)

7、象，施工中要注重地質報告，并在開挖過程時要隨時注意土質變化。如某個斷面前后土質差異很大，涵體就會在這個地方因受力不均而出現(xiàn)扎（抬）頭現(xiàn)象；當土質為砂質土發(fā)生扎頭現(xiàn)象可能性很大，對這種地質就必須提前采取措施，為以后的工作減小難度。當?shù)刭|情況一定后，在涵體行徑過程需要注意 每次挖土底面的坡度和吃土量，如忽略這些細節(jié)并未在施工中采取措施，必然給以后工作造成難度。在框構的底板前端設置“船頭坡”，“船頭坡”一般寬1m，高0.1m0.2m?！按^ 坡”可以產生欠挖效果、減少基底原土層擾動，減少頂進“扎頭”現(xiàn)象。 2.2.2 在整個頂進施工過程中，需要勤測量，勤分析測量數(shù)據，準確掌握涵體狀態(tài)，并預測涵體以后

8、的狀態(tài)。如通過操平記錄發(fā)現(xiàn)扎頭現(xiàn)象并有加劇趨勢，首先應增加涵體吃土量；如趨勢比較穩(wěn)就需繼續(xù)觀察；如趨勢變緩說明涵體行進正常。 2.2.3 在預制滑板時，頂進方向做成一定坡度的上坡，也是減少頂進“扎頭”的一種措施。預留坡度的大小應根據基底土質條件和框構線路條件確定。設想在出現(xiàn)“扎頭”時，框構能落到預期位置，一般可按1%5%預留。 2.2.4 在遇有不良基底條件時，可先換填基底，并沿頂進的方向做成漿砌片石滑道，或擺 鋪混凝土板、擺鋪混凝土軌枕或鋼軌的辦法。 2.2.5 根據框構的長短及刃腳的設置情況，可在框構的尾部設置平穩(wěn)配重。在刃腳的底板正面適當增加欠挖面積，強制頂進，當頂力有較大富余時，也可采

9、取全斷面頂進的方法。 2.2.6 在滑板的前端設置過渡段，起到延長滑板的作用，也延長了框構重心“下坑”的距 離。 2.2.7 千斤頂頂鎬位置的布置對框構抬頭和扎頭有一定的影響。要根據阻力合力作用線及 垂直合力作用線的情況決定，盡量使頂力接近阻力合力的作用線，一般將千斤頂窩設于底板 靠上部的位置。 2.2.8 一般情況下，頂進孔徑在5m以下涵洞時，涵體如發(fā)生扎頭現(xiàn)象一般可以通過采用增 大吃土量、改善土質（換填碎石）、往涵底塞廢棄混凝土枕（混凝土枕底面朝上，塞入涵內 側1m并有一定坡度）等方法將調整到正常狀態(tài)；涵體如發(fā)生抬頭現(xiàn)象也可通過減小吃土量， 挖短橫溝或加載（將棄土向涵頭堆放）等方式來調整涵

10、體狀態(tài)。 2.2.9 大跨度涵體頂進時如發(fā)生扎頭現(xiàn)象可以通過打混凝土帶來調整。如發(fā)現(xiàn)扎頭現(xiàn)象時 涵 體尚離到位還有一段距離，施工中一般都采用打混凝土帶來逐漸調整；而當距離很短時一般 采用打混凝土通帶方法來調節(jié)?；炷翈б话銥?×2m、厚度在50cm左右的混凝土帶。一般 分別設置在涵頭兩邊，中間用碎石換填。在混凝土薄帶中設置兩根短軌（長度深入涵體內50 cm，軌底朝上）來減小混凝土帶與涵底的摩擦，防止頂進中混凝土帶跟隨涵體一起向前移動 。根據情況在混凝土帶中增加錨固墩來加強帶與土的結合。頂進過程中發(fā)現(xiàn)土質有變化，混 凝土帶的厚度和大小可以做調整。 2.2.10 在利用機械出土后，必要時

11、可以安排人工清底。 2.2.11 盡量避開雨季施工時，要做好防雨措施，避免涵體水倒灌而出現(xiàn)涵頭土被水浸泡的 現(xiàn)象，注意涵內排水問題。如果對被水浸過的土體不采取措施并繼續(xù)頂進，涵體容易發(fā)生扎 頭現(xiàn)象。 3 中線偏移的原因分析及糾偏措施在頂進過程中，發(fā)生中線偏移的情況基本屬于正?，F(xiàn)象。其原因一般為客觀存在的綜合因素 所造成。 3.1 中線偏移的原因分析 3.1.1 土方開挖時，涵洞中心線兩側基底標高控制有偏差，對兩側基底土質擾動不一致， 涵頭兩邊吃土量偏差較大。 3.1.2 兩側千斤頂出鎬速度不統(tǒng)一，頂進時頂鎬不同步,頂力有偏差。 3.1.3 兩側頂鐵安放從軸線、密貼程度都存在不可避免的差異，松弛

12、度不盡相同。 3.2 中線偏移的糾偏措施 3.2.1 箱涵頂進前, 應在箱體兩側涂刷潤滑劑, 以減少頂進時箱涵與地層間的摩阻力。潤 滑 劑的材料與滑板上的潤滑層材料相同。在頂進過程中，必須加強監(jiān)測工作，如箱體發(fā)生偏移 ，采取不等壓的方式逐漸加壓糾偏。頂進時要觀測頂鐵、頂鎬、后背、油壓泵壓力及方向、 高程等的變化，發(fā)現(xiàn)問題及時停止頂進，修正后再頂進。每頂一個沖程測一次,及時提供箱 涵移動值, 并判斷是否需要糾偏。 3.2.2 箱涵頂進時的方向糾偏, 主要采用調整千斤頂?shù)捻斄Α⑼谕练绞揭约霸O置限位導向 墩 方法。當箱體頂進中方向發(fā)生中線偏差時，采用關閉一側部分油頂，調整頂力進糾偏，即開 或關一側千

13、斤頂閥門，增加或減少千斤頂頂力數(shù)，如向左偏，即關閉右側千斤頂，如向右偏 則反之。在糾偏時應堅持勤糾、早糾、緩糾的原則。隨頂進隨觀測，及時指揮油泵控制臺操 作人員進行糾正。 3.2.3 長度較大的箱涵在基坑內和出基坑后的一段時期內必須保持正確的位置。開挖土方 時, 可在一側超挖, 一側少挖來調整方向, 即向左偏, 開挖時左側欠挖, 右側超挖10cm20 cm。 3.2.4 用后背頂鐵調整；在加換頂鐵時，可根據偏差的大小，將一側頂鐵楔緊，另一側楔 松或留cmcm的間隙，開泵后右側先受力頂進，左側不動。調整時摸索掌握規(guī)律性，并 注意箱身受力不均時產生的變化狀況。 4 本工程施工采取的措施本涵位于站場

14、咽喉區(qū)，采用對頂?shù)姆椒ㄊ┕?，該站曾進行過增加有效長的改造，兩次填筑路 基土質不同，涵體容易在兩路基結合處（兩線間）發(fā)生扎頭現(xiàn)象。為確保工程質量，使兩涵 節(jié)的對接達到預制拼裝的質量標準，在控制扎頭現(xiàn)象及中線偏移方面，最終采取如下措施：在頂進到達兩線交界處時加大測量次數(shù)，增減吃土量，發(fā)現(xiàn)問題及時進行調整。在兩側涵節(jié)前同一標高設置厚度50cm的混凝土通帶（混凝土采用片石混凝土，以增加早 期承壓力）。通帶表面撒一層滑石粉來減小混凝土帶與涵底的摩擦。由于按大開挖現(xiàn)澆框 架的線路加固方案，所以采用機械不間斷出土，一天內將兩側頂進出土拉通，然后澆注混凝土通帶，24h后即可進行頂進作業(yè)。本工程由于路基土質為黃土，其直立性較好，因開挖后留置時間短（24h之內），采用不放坡直立開挖，將土方邊界控制在涵體側墻吃土量3cm5cm范圍內，結合監(jiān)控測量數(shù)據，隨時調整千斤頂?shù)耐屏?，既能控制中線偏移，又確保了涵體兩側回填土的質量。  5 采取以上措施后的效果本工程采取以上措施后，兩側同時對頂，8h即完成頂進作業(yè)。該涵從開始頂進到對接合 攏近40m頂程，用時不足4天，即縮短了對行車的干擾，又安全優(yōu)質地完成了施工任務，達到了預期的質量目標。 6 結論與