箱涵顶进技术在郑州市金水路西延工程中的应用

袁 建 平

(河南中豫路桥工程有限公司，河南 郑州　450000)



箱涵顶进技术在郑州市金水路西延工程中的应用

袁 建 平

(河南中豫路桥工程有限公司，河南 郑州450000)

介绍了箱涵顶进施工技术的特点、适用范围及工艺原理，并以郑州市金水路西延工程为例，阐述了箱涵顶进施工的工艺流程与技术要点，保证了工程施工的安全可靠性。

道路，箱涵顶进施工，管棚，掌子面

0　引言

随着我国建筑行业的突飞猛进，相关的城市建设也得到了很大的发展，但是，由于城市交通建设的发展滞后，交通不畅已成为严重影响和制约城市经济发展的一个重要问题[1-3]。一方面使原本严重的拥堵问题雪上加霜，另一方面交通安全问题变得更加严重。因此，把大量的公路与铁路的平交道口改为立交道口，已成为改善城市交通状况和确保交通安全的一项紧迫而又繁重的任务[4，5]。根据施工现场实际情况，确定经济合理、施工快捷的箱涵顶入方法，提供可供参考的分类依据也是目前亟待解决的问题[6]。

1　箱涵顶进施工方法简介

1.1特点

车辆行驶在道路的平面交叉点位置，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时，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。

1.2适用范围

汽车与火车平面交叉，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[7]。

1.3工艺原理

采用PC箱涵顶进工法施工下立交道路，在基坑内滑板上面将箱涵预制，利用油压千斤顶顶动箱涵到达设计的位置。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，这种形式一般称之为下立交道路。

2　箱涵顶进施工技术应用

2.1工程概况

郑州市金水路西延(嵩山北路—金水路)工程西起西站东街，沿现状西站路向东，依次下穿嵩山路、铁路B5线、铁路京上货联线与陇海下货联线后路线分为南北两幅。南半幅设计终点为沙口路与金水路相交处，单向三车道，其中12号箱桥下穿处位于R=300 m的曲线上，金水路始建于1959年，该工程节点处为高填土路基，路面宽约24.2 m,1993年为提高金水路通行能力，该段金水路东侧修建加宽桥约7.4 m,西侧修建加宽桥最宽处约14.4 m,架空桥梁上部结构均采用简支T梁，下部结构为桩柱式桥墩，加宽后路面总宽约46 m。由于原有加宽桥桥墩限制，12号箱桥三孔箱涵为分离式，12号-1～12号-3三孔分离框架箱涵在金水路东侧预制，每孔箱涵总长为42.02 m,分2节预制，每节21 m,对接处变形缝0.02 m，首节箱涵顶进前端设置2.0 m钢筋混凝土刃角，以保证顶进过程中两侧土体的稳定。

2.2箱涵顶进

三孔箱涵为分离式，分别进行顶进作业，将每孔箱涵分成2节预制，采用中继间顶进，以降低最大顶力及后背受力。因受限于场地，一次只能预制4节，三孔箱涵共计6节分两批预制，第一批预制4节箱涵，12号-1首节在顶进位置预制，从西往东依次为12-1首节、12-2首节、12-1末节、12-2末节。末节均需横向顶推至对应的纵向顶进位置。待第一批12-1和12-2箱涵顶进就位后，开始预制12号-3 2节箱涵。施工流程见图1。

2.2.1顶进滑板、出口支撑系统的施工

基坑开挖到位后，要进行地基承载力检测，要求地基承载力不小于100 kPa，滑板下换填和后背桩基石填土压实度大于90%，滑板顶面要求平坡、平整、光滑，顶进后背分配梁要与后背挖孔桩密贴，要求桩长、桩直径满足顶力要求和设计要求。顶进后背分配梁要求前端面平整，纵横方向垂直于中线，上下方向垂直于滑板。滑板顶面应均匀涂石蜡，然后再在上面刷废机油与滑石粉，涂抹要均匀平整。

箱涵出口端需设置抗推梁及支撑桩等支撑系统(见图2)。由于顶进时由管棚传递到出口支撑桩与门框架的力比较大，且管棚上部的路基覆土只有3 m～4 m，需要设置回填土的抗滑锥，需碾压密实，对出口支撑桩与门框柱起到抗侧滑的作用。

2.2.2顶进设备

根据施工场地的设计要求，箱涵纵向顶进最大顶力约5 611 t，因分2节顶进，前节因考虑混凝土刃角重量和箱涵顶进起动阻力，最大顶力为3 687 t，需要用320 t千斤顶18台，后节顶进最大顶力计算得1 924 t，需要用320 t千斤顶10台，箱涵横移在滑板上进行，其最大顶力944 t,需要用320 t千斤顶10台，以分散顶力。顶镐与箱体接触面布置5 cm厚钢板以防破坏箱体混凝土。顶进过程中，中继顶位置两箱体净距控制不大于70 cm。顶进过程中，传力柱的摆放需在一条直线上，每换2组4 m传力柱需加一道分配梁。传力柱长短需一致，若出现1 cm偏差则会出现分配梁顶坏的意外，若传力柱有缝隙则需加钢板垫平。传力柱上必须用土覆盖，以防传力柱绷起，在顶进时传力柱和千斤顶旁边不能站人。

2.2.3挖土顶进

顶进挖土采用放坡开挖，土方开挖时按照自上而下，先中间后两侧，以确保掌子面土体和侧向土体的稳定，由于箱体净高5.4 m,为防止管棚结构悬空长度过大，开挖坡度采用1∶0.5。顶进挖土采用挖掘机，严禁超挖。由于本工点位于市中心区，白天土方无法外运，在施工场地内设置临时土方堆放区，采用土方覆盖和水雾喷淋的防尘措施，夜晚运至弃土场。

2.3施工中关键技术的控制

1)纠偏措施。顶进、挖土工作必须与观测人员紧密配合，每顶一镐，测量一次，并做好记录，随时根据箱涵前后节顶进方向和水平偏差，调整千斤顶顶力布置，采取纠偏措施。施工中必须按监控量测方案要求布设监测点，设专人进行观察量测，发现异常，应及时处理。

2)箱体高程控制。箱涵进入土体前采用50 cm厚C50混凝土滑板接长，一般不会出现大的“栽头”或“抬头”。进入土体后，在顶到每一道吊管棚的横梁下方时，需用C50快干混凝土分段接长滑板。由于该工程的地质主要为回填土，地基承载力较低，所以要坚持边顶进边进行高程测量，一旦发现高程出现误差，能够及时通过制作滑板得到调整。

3)防止掌子面滑塌措施。顶进施工时坚持“吃土顶进”的原则，在第1节箱涵前端设置混凝土刃角，挖土时不能使刃角露出，以降低开挖掌子面的高度，防止滑塌。在松软地层中施工，大量土体的重力及路面汽车动载会直接作用于大管棚支护结构上，为此做到勤挖勤顶、少挖勤顶、随挖随顶，以控制大管棚结构悬空长度及变形，保证结构的稳定。同时制定了防止出现掌子面垮塌的应急预案措施，确保路面交通的正常运行。

3　总结与展望

本文简要介绍了箱涵顶进施工技术的研究背景、发展历程，并列出了箱涵顶进技术分类，依托的工程采用箱涵顶进施工技术成功完成了12号箱桥的下穿工程，避免了因施工占用金水路现状道路路面，保证了金水路的畅通。通过科学的监测，合理的施工方法和技术措施，保障了施工的安全可靠，成功实现12号箱桥的下穿，具有显著的社会效益。在施工过程中一系列行之有效的措施，可以为以后类似管棚上方覆土较薄，箱涵跨径大，施工场地受限情况下，下穿公路箱涵顶进的设计、施工、监测提供可靠的借鉴。

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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，助理工程师

U448.213

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