【摘要】本文討論了預(yù)應(yīng)力混凝土箱涵頂推下穿高速公路過程中的一系列內(nèi)容，并總結(jié)出了一些檢測過程中的經(jīng)驗；

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土；箱涵；高速公路；變形監(jiān)測

預(yù)應(yīng)力混凝土箱涵梁橋是一種合理的、科學(xué)的、經(jīng)濟(jì)型的結(jié)構(gòu)，具有施工方便、剛度大、節(jié)約材料、架設(shè)速度快以及抗震性能良好等方面的優(yōu)點。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，將預(yù)應(yīng)力筋混凝土箱梁橋應(yīng)用在25m--60m跨徑的橋梁中，不僅可以降低制作安裝成本，也能夠提高經(jīng)濟(jì)、社會效益。特別是在高速公路中的跨線橋應(yīng)用當(dāng)中，能夠有效避免施工引起的交通中斷、橋下凈空不足，還能夠提升跨越能力等。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋也將成為以后結(jié)構(gòu)體系中重要的發(fā)展方向，尤其是對于多跨橋梁，使用預(yù)應(yīng)力混凝土可以降低梁高，同時擁有更加的使用性能。

1、工程簡介、特點及難點

南水北調(diào)中線1期工程天津干線天津市1段工程施工TJ5-2標(biāo)段。設(shè)計流量為45m3/s，加大流量為55m3/s。為3孔4.4m×4.4m鋼筋混凝土箱涵。樁號為135+759～136+167，全長408m，其中頂進(jìn)箱涵長度為72m。與京滬高速公路交匯里程為DK93+600。

工程特點及難點

1）穿越施工采用管幕支護(hù)、箱涵頂進(jìn)施工工藝技術(shù)，為保證京滬高速公路的安全運行，對施工前期的策劃、技術(shù)儲備、施工過程的嚴(yán)密控制都提出了很高的要求。

2）穿越施工中頂進(jìn)坑、接收坑的支護(hù)工程是本工程的重點。施工過程既要保證垂直開挖時圍護(hù)樁的穩(wěn)定，又要保證京滬高速路的運行安全。

3）降排水是本工程順利施工的首要問題。施工區(qū)域地下水埋藏較淺，含水量豐富，為基礎(chǔ)邊坡的穩(wěn)定以及施工干場作業(yè)帶來困難。

4）工期短，工序較多，必須采取嚴(yán)密的施工進(jìn)度安排，才能保證按合同工期完成。

2、頂進(jìn)箱涵法

2.1、工作原理及特點。

頂進(jìn)箱涵法實在不中斷既有線路交通的條件下，確保線路交通能后正常安全的運行、較少影響地標(biāo)環(huán)境的一種構(gòu)筑立體交叉的施工方式，記在地面以下的工作井（基坑）內(nèi)將預(yù)制好的箱體結(jié)構(gòu)用機(jī)械力量頂入地層就位，穿越既有線路。這種工法還可以運用于建造穿越既有線路的過水涵洞、水渠以及礦山排洪溝等。頂進(jìn)箱涵既可以是單孔也可以是多孔分離、多空連續(xù)，頂進(jìn)方法上即可以是頂推，也可以是頂拉、對頂、牽引，既可以一次連續(xù)頂進(jìn)，也可以分節(jié)使用中繼間方法頂進(jìn)。

2.2、適用范圍。

頂進(jìn)箱涵法橋主要用于不用爆破開挖的土質(zhì)地層中，適用于修建各種地下管道和穿越鐵路或街道的各種橋涵、地道。當(dāng)頂進(jìn)距離不長、結(jié)構(gòu)斷面不大時采用頂進(jìn)箱涵法就能很好的節(jié)約造價、縮短工期。

2.3、涵內(nèi)出土

1）箱涵為一箱三室結(jié)構(gòu)，每室孔徑4.4m×4.4m，空間太小

不能使用大型機(jī)械作業(yè)，每箱內(nèi)使用一臺0.3m3微型挖掘機(jī)挖土和3m3裝載機(jī)運土，

自制背鍋運土。

2）在挖土過程中一定要控制好挖土量和掌子面坡度。保持吃土頂進(jìn)，始終保證鋼刃腳對土體的支撐作用。每次頂進(jìn)量和挖土量要一致，不得超挖。

3）開挖面含水量大時會影響前端土體自穩(wěn)性，需要在開挖面上設(shè)置水平的排水管。排水管采用108鋼管，鋼管上交錯布設(shè)滲水孔。

4）開挖面遇到砂質(zhì)土?xí)r，由于自穩(wěn)性差無法保持開挖面穩(wěn)定，采用超前小導(dǎo)管注漿法加固開挖面，導(dǎo)管使用42鋼管，每次加固長度可達(dá)3m～5m，漿體采用水泥—水玻璃混合漿。導(dǎo)管與孔口處采取密封措施進(jìn)行壓力注漿，使?jié){體向孔外擴(kuò)散。初凝后拔出導(dǎo)管。

3、變形監(jiān)測項目分析

箱涵分為左右兩側(cè)，沒測又分三節(jié)。監(jiān)測方案必須首先能控制每節(jié)箱涵的偏位、旋轉(zhuǎn)、頂推距離值以及箱涵相鄰節(jié)段之間的相對姿態(tài)，同時還能夠分析判斷出南北兩側(cè)箱涵的相對關(guān)系。以便進(jìn)行水平糾偏和姿態(tài)控制。還有，必須能夠反映出每節(jié)箱涵的豎向位置、姿態(tài)以及和設(shè)計姿態(tài)比較時的沉降值，以進(jìn)行豎向姿態(tài)的糾正和調(diào)整；第三，為了讓公路隔帶兩側(cè)路基形成一個整體，施工單位采用了管棚支護(hù)，并將公路兩側(cè)邊坡上筑成了兩個門框梁。為了防止箱涵頂推過程中路基下沉而導(dǎo)致箱涵頂部高于門框梁下底面，還應(yīng)監(jiān)測箱涵頂不表面和門框梁底面之間的高差，以確保箱涵能夠順利下穿過門框梁。

4、箱涵頂進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)

管幕支護(hù)技術(shù)：箱涵四周鋼管幕設(shè)計使用970mm鋼管，管幕施工是關(guān)鍵工序，與頂進(jìn)段箱涵預(yù)制平行施工。管幕作坑位于高速公路東側(cè)，而箱涵工作坑位于高速公路西側(cè)，箱涵預(yù)制和鋼管帷幕可以同時施工。970mm鋼管采用泥水平衡掘進(jìn)機(jī)為先導(dǎo)頂進(jìn)，施工順序是先頂排、后兩側(cè)、再底排。

5、箱涵姿態(tài)控制

5.1、箱身中線的控制：在箱涵內(nèi)頂板上標(biāo)出中線標(biāo)記，安裝上測量靶盤，在箱身前后中線延長線上設(shè)固定觀測控制點，控制點不少于4個，觀測時以固定中線點核對箱身上的中線位置判斷其方向偏差。箱身高程采用水準(zhǔn)儀控制。在頂進(jìn)前在每節(jié)箱涵內(nèi)四角頂?shù)装逶O(shè)觀測點，在頂進(jìn)前測好原始記錄，以此作為箱涵標(biāo)高變化依據(jù)。糾偏的決策來源于測量數(shù)據(jù)，每頂一鎬必須進(jìn)行方向和標(biāo)高測量。用經(jīng)緯儀、水平儀測量頂進(jìn)過程中箱體位置和標(biāo)高偏差，提前放出箱體就位線，做好箱體頂進(jìn)記錄。根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制頂程與頂力關(guān)系曲線和頂程與方向高差的關(guān)系曲線，用控制圖控制頂進(jìn)質(zhì)量。

5.2、要使箱身頂進(jìn)方向不致偏斜，布置千斤頂時應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)箱身正交情況計算的千斤頂布設(shè)位置進(jìn)行布設(shè)，使千斤頂合力作用線與道路中線平行，并與箱身阻力的作用線重合。

5.2.1、在滑板上頂進(jìn)時，為了防止箱涵方向偏移，在箱涵兩側(cè)對稱設(shè)置20個導(dǎo)正墩，保證箱涵進(jìn)洞前軸線不發(fā)生偏移。

5.2.2、在頂進(jìn)過程中，方向由首節(jié)箱涵控制，在正常頂進(jìn)時保持所有千斤頂同時頂進(jìn)，當(dāng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)時可以調(diào)節(jié)相應(yīng)位置千斤頂數(shù)量和時間來調(diào)整箱涵方向，比如首節(jié)箱涵發(fā)生向右偏轉(zhuǎn)，在箱涵頂進(jìn)時就可以先開中繼間右側(cè)的千斤頂頂進(jìn)，進(jìn)行糾偏。用定位儀器測量糾偏是否有效，如果箱涵正位后就可以啟動其他千斤頂同時頂進(jìn)。當(dāng)首節(jié)頂進(jìn)結(jié)束一個行程時，后兩節(jié)箱涵跟進(jìn)，在后兩節(jié)箱涵頂進(jìn)時首節(jié)箱涵的前方挖土工作可以一直繼續(xù)。

5.2.3、在箱涵的頂進(jìn)過程中測量儀器要隨時監(jiān)測頂進(jìn)時的位移情況，發(fā)現(xiàn)偏移要隨時糾偏。箱體完全進(jìn)入土體后單靠千斤頂調(diào)節(jié)往往效果不佳，糾正方向時需要挖土配合，如箱體左偏時左側(cè)箱體多挖土，減少左側(cè)底板、側(cè)墻吃土量，使左側(cè)箱體頂進(jìn)快于右側(cè)，反之亦然。

5.3、軸線偏位檢測。

為了精確控制箱涵各部分之間的相對關(guān)系，確保箱涵落位時軸線偏位不超過規(guī)定限制，軸線偏位監(jiān)測網(wǎng)的網(wǎng)型布設(shè)及其觀測精度就顯得尤為重要。

軸線偏位監(jiān)測網(wǎng)的主要目的就是監(jiān)測兩側(cè)箱涵的中心線在頂推過程中的偏差情況，最初設(shè)計采用基準(zhǔn)線法檢測兩側(cè)箱涵的中心軸線，但由于中心軸線方向上施工干擾極大，不便于設(shè)站監(jiān)測，所以實際布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)時對方案進(jìn)行了修改，改用基準(zhǔn)線法監(jiān)測兩側(cè)箱涵中心軸線的平行邊線。

6、結(jié)語：

頂進(jìn)法已成為增加公路下穿立交通道的一種主要施工工藝，并被逐步應(yīng)用推廣。在以往國內(nèi)箱涵頂進(jìn)工程中，涉及現(xiàn)場檢測變形的文獻(xiàn)和分析一般圍繞影響區(qū)域的沉降來進(jìn)行，通過結(jié)合工程地質(zhì)條件和施工情況，全面、系統(tǒng)的分析了箱涵頂進(jìn)過程中箱涵下穿高速公路頂進(jìn)施工的若干規(guī)律性成果，為今后類似工程提供經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1]商海明.下穿鐵路地道橋頂進(jìn)施工技術(shù)[J].山西建筑，2011，37（32）：155-156.

[2]張貴婷，張宏，鄭開大道頂進(jìn)箱涵施工設(shè)計研究院[J].公路，2007.

作者簡介：邱春盛（1987-），男，身份證號碼：440921198702080818，工學(xué)學(xué)士。