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    框架涵顶进施工中解决涵体扎头及中线偏移现象的方法

    框架涵顶进施工中解决涵体扎头及中线偏移现象的方法
    作者:范来荣  转贴

    摘 要: 文章分析了框架涵顶进施工中,涵体中线偏移及扎头现象产生的原因,并对如何纠偏 提出了自己的看法。在实际工作中证明此方法可使工程安全、准确的顺 利进行,能取得良好效果。
    关键词:框架涵;顶进;纠偏
    中图分类号:U445.4  文献标识码:B  文章编号:[H TK]1007—6921(2010)06—0101—02 


    随着我国国民经济的飞速发展,现有的铁路运力已远远不能满足经济建设和人民生活的需求 。为了尽快扭转这一状况,国家在拉动内需的政策下,对铁路建设进行了大量投入,除新建 线路之外,也对既有线进行了改造,以期更有效的利用既有铁路的资源。
    1 顶进施工常遇到的问题


    在既有铁路改造建设中,平改立工程最为常见,它一般采取顶进方法来施工。与其他施工方 法相比,采取顶进方式施工具有投资少、建设周期短、对铁路运营影响时间短等特点,但在 施工过程中经常遇到涵体中线偏移及扎头现象,而这些问题解决不好,将会影响工程质量, 甚至造成永久性的缺陷。


    以下结合参建宝兰二线定西站东咽喉区顶进涵工程施工的体会,对上述问题进行分析,并探 讨解决方法和措施。
    1.1 工程概况


    宝兰线增建二线工程,在定西站东咽喉区增设1m~6m框架涵沟通车站南北交通,涵长24横延 米,涵身断面尺寸7.2m×6.8m。设计采用工字钢纵横抬梁加固线路,大开挖现浇框架的施工 方法。为了减少对运营的影响,缩短对既有线的干扰时间,最大限度的降低既有线运营安全 隐患,变更设计后采用顶进方法来施工。
    1.2 施工方案确定
    1.2.1 涵节布置


    由于地形限制,24m涵长不能在一侧预制,经充分研究后,确定在线路两侧各预制12m,采 用对顶法施工。
    1.2.2 线路加固方案


    设计涵体位于两道岔之间16m的空当地带中心,与线路正交,涵顶分布线间距为5m的正线2 股、站线2股,股道间无渡线。加固纵梁采用14m长Ⅰ56a工字钢,股道间4根为一束,路肩 处3根为一束;横梁采用8m长Ⅰ32a工字钢,间距0.7m,股道内采用3-7-3吊扣轨束梁,加 固长度为15m。吊轨梁与其下面枕木采用φ22U型螺栓和盖形扣板联结在一起,形成整体结构 。纵梁端采用直径1.2m挖孔桩支墩,桩底标高置于涵底下部0.5m。
    2 顶进过程中扎头现象原因分析及处理


    该工程在施工中,为尽量减小既有线的运营干扰,最大限度的降低行车安全隐患,涵节预制 设置在路基坡脚以外。这样,每节涵洞顶程长度达到20m。在涵节顶推出滑板7.6m后,扎 头现象开始表现出来,因本涵采用两侧对顶,控制不好扎头现象,两涵节的对接将不能保证 工程质量,若得不到及时处理必然超过设计及规范要求甚至影响正常使用。
    2.1 扎头现象的原因分析
    2.1.1 涵体在滑板上行径到涵头刚下滑板时,由于船头坡的缘故一般出现抬头现象;当涵 体有1/3下滑板时,涵体会因重心迁移出现抬头变缓的现象;当涵体2/3下滑板后涵体重心就 会落在土上,端部基底应力集中,涵体就会因刚性滑板与弹性土壤的前后地质情况差异而出 现扎头现象,随着顶程的增长,扎头现象越加严重。上述现象均属正常现象,但其抬扎应有 一个限度。超过这个限度就表明涵体已经不在正常状态,就需要采取措施来调整涵体状态。 
    2.1.2 由于站场多次改造填筑路基土质不同,路基受压时间不同,涵体容易在两路基
    结合 处(两线间)发生扎头现象。在顶进到达两线交界处时要加大测量次数,增减吃土量,发现 问题及时采取措施调整,否则容易造成涵体到位后超标。
    2.1.3 顶进端土方开挖形式、箱涵刃脚正侧是欠挖还是超挖对促使框构顶进扎头或抬头有 直接关系,在采用机械出土时,涵体容易因吃土多少而发生扎(抬)头现象。
    2.1.4 不同的施工方法、顶程的大小、框构顶部有无覆盖土等因素也都客观地影响到高程 的变化。
    2.1.5 基底土壤由于地下水位的高低,影响基底土壤含水量的大小,进而直接影响到地基 承载力的大 小。如果基底土质较为干硬密实,则当箱涵脱离滑板后,出现的“扎头”现象较 之基底土质松软、含水量大的土质要小的多。本涵所处位置地形较低,相距8m处有一淀粉 厂排污沟,常年积水,导致基底土质含水量较大,是造成扎头现象的原因之一。
    2.2 处理扎头现象的措施
    2.2.1 根据施工处基底土质状态来分析是否可能出现扎头现象,施工中要注重地质报告, 并 在开挖过程时要随时注意土质变化。如某个断面前后土质差异很大,涵体就会在这个地方因 受力不均而出现扎(抬)头现象;当土质为砂质土发生扎头现象可能性很大,对这种地质就 必须提前采取措施,为以后的工作减小难度。当地质情况一定后,在涵体行径过程需要注意 每次挖土底面的坡度和吃土量,如忽略这些细节并未在施工中采取措施,必然给以后工作造 成难度。在框构的底板前端设置“船头坡”,“船头坡”一般宽1m,高0.1m~0.2m。“船头 坡”可以产生欠挖效果、减少基底原土层扰动,减少顶进“扎头”现象。
    2.2.2 在整个顶进施工过程中,需要勤测量,勤分析测量数据,准确掌握涵体状态,并预 测 涵体以后的状态。如通过操平记录发现扎头现象并有加剧趋势,首先应增加涵体吃土量;如 趋势比较稳就需继续观察;如趋势变缓说明涵体行进正常。
    2.2.3 在预制滑板时,顶进方向做成一定坡度的上坡,也是减少顶进“扎头”的一种措施 。 预留坡度的大小应根据基底土质条件和框构线路条件确定。设想在出现“扎头”时,框构能 落到预期位置,一般可按1%~5%预留。
    2.2.4 在遇有不良基底条件时,可先换填基底,并沿顶进的方向做成浆砌片石滑道,或摆 铺混凝土板、摆铺混凝土轨枕或钢轨的办法。
    2.2.5 根据框构的长短及刃脚的设置情况,可在框构的尾部设置平稳配重。在刃脚的底板 正面适当增加欠挖面积,强制顶进,当顶力有较大富余时,也可采取全断面顶进的方法。
    2.2.6 在滑板的前端设置过渡段,起到延长滑板的作用,也延长了框构重心“下坑”的距 离。
    2.2.7 腾讯分分彩为什么会输顶镐位置的布置对框构抬头和扎头有一定的影响。要根据阻力合力作用线及 垂直合力作用线的情况决定,尽量使顶力接近阻力合力的作用线,一般将腾讯分分彩为什么会输窝设于底板 靠上部的位置。
    2.2.8 一般情况下,顶进孔径在5m以下涵洞时,涵体如发生扎头现象一般可以通过采用增 大吃土量、改善土质(换填碎石)、往涵底塞废弃混凝土枕(混凝土枕底面朝上,塞入涵内 侧1m并有一定坡度)等方法将调整到正常状态;涵体如发生抬头现象也可通过减小吃土量, 挖短横沟或加载(将弃土向涵头堆放)等方式来调整涵体状态。
    2.2.9 大跨度涵体顶进时如发生扎头现象可以通过打混凝土带来调整。如发现扎头现象时 涵 体尚离到位还有一段距离,施工中一般都采用打混凝土带来逐渐调整;而当距离很短时一般 采用打混凝土通带方法来调节。混凝土带一般为3×2m、厚度在50cm左右的混凝土带。一般 分别设置在涵头两边,中间用碎石换填。在混凝土薄带中设置两根短轨(长度深入涵体内50 cm,轨底朝上)来减小混凝土带与涵底的摩擦,防止顶进中混凝土带跟随涵体一起向前移动 。根据情况在混凝土带中增加锚固墩来加强带与土的结合。顶进过程中发现土质有变化,混 凝土带的厚度和大小可以做调整。
    2.2.10 在利用机械出土后,必要时可以安排人工清底。
    2.2.11 尽量避开雨季施工时,要做好防雨措施,避免涵体水倒灌而出现涵头土被水浸泡的 现象,注意涵内排水问题。如果对被水浸过的土体不采取措施并继续顶进,涵体容易发生扎 头现象。
    3 中线偏移的原因分析及纠偏措施


    在顶进过程中,发生中线偏移的情况基本属于正常现象。其原因一般为客观存在的综合因素 所造成。
    3.1 中线偏移的原因分析
    3.1.1 土方开挖时,涵洞中心线两侧基底标高控制有偏差,对两侧基底土质扰动不一致, 涵头两边吃土量偏差较大。
    3.1.2 两侧腾讯分分彩为什么会输出镐速度不统一,顶进时顶镐不同步,顶力有偏差。
    3.1.3 两侧顶铁安放从轴线、密贴程度都存在不可避免的差异,松弛度不尽相同。
    3.2 中线偏移的纠偏措施
    3.2.1 箱涵顶进前, 应在箱体两侧涂刷润滑剂, 以减少顶进时箱涵与地层间的摩阻力。润 滑 剂的材料与滑板上的润滑层材料相同。在顶进过程中,必须加强监测工作,如箱体发生偏移 ,采取不等压的方式逐渐加压纠偏。顶进时要观测顶铁、顶镐、后背、油压泵压力及方向、 高程等的变化,发现问题及时停止顶进,修正后再顶进。每顶一个冲程测一次,及时提供箱 涵移动值, 并判断是否需要纠偏。
    3.2.2 箱涵顶进时的方向纠偏, 主要采用调整腾讯分分彩为什么会输的顶力、挖土方式以及设置限位导向 墩 方法。当箱体顶进中方向发生中线偏差时,采用关闭一侧部分油顶,调整顶力进纠偏,即开 或关一侧腾讯分分彩为什么会输阀门,增加或减少腾讯分分彩为什么会输顶力数,如向左偏,即关闭右侧腾讯分分彩为什么会输,如向右偏 则反之。在纠偏时应坚持勤纠、早纠、缓纠的原则。随顶进随观测,及时指挥油泵控制台操 作人员进行纠正。
    3.2.3 长度较大的箱涵在基坑内和出基坑后的一段时期内必须保持正确的位置。开挖土方 时, 可在一侧超挖, 一侧少挖来调整方向, 即向左偏, 开挖时左侧欠挖, 右侧超挖10cm~20 cm。
    3.2.4 用后背顶铁调整;在加换顶铁时,可根据偏差的大小,将一侧顶铁楔紧,另一侧楔 松或留1cm~3cm的间隙,开泵后右侧先受力顶进,左侧不动。调整时摸索掌握规律性,并 注意箱身受力不均时产生的变化状况。
    4 本工程施工采取的措施


    本涵位于站场咽喉区,采用对顶的方法施工,该站曾进行过增加有效长的改造,两次填筑路 基土质不同,涵体容易在两路基结合处(两线间)发生扎头现象。为确保工程质量,使两涵 节的对接达到预制拼装的质量标准,在控制扎头现象及中线偏移方面,最终采取如下措施:①在顶进到达两线交界处时加大测量次数,增减吃土量,发现问题及时进行调整。②在两侧涵节前同一标高设置厚度50cm的混凝土通带(混凝土采用片石混凝土,以增加早 期承压力)。③通带表面撒一层滑石粉来减小混凝土带与涵底的摩擦。由于按大开挖现浇框 架的线路加固方案,所以采用机械不间断出土,一天内将两侧顶进出土拉通,然后浇注混凝 土通带,24h后即可进行顶进作业。④本工程由于路基土质为黄土,其直立性较好,因开挖后留置时间短(24h之内),采 用不放坡直立开挖,将土方边界控制在涵体侧墙吃土量3cm~5cm范围内,结合监控测量数据 ,随时调整腾讯分分彩为什么会输的推力,既能控制中线偏移,又确保了涵体两侧回填土的质量。
    5 采取以上措施后的效果


    本工程采取以上措施后,两侧同时对顶,8h即完成顶进作业。该涵从开始顶进到对接合 拢近40m顶程,用时不足4天,即缩短了对行车的干扰,又安全优质地完成了施工任务,达 到了预期的质量目标。 
    6 结论与体会


    顶进法已成为增加公路下穿式立交通道一种主要的施工工艺,已逐步被推广应用,预防和处 理桥涵“扎头”与“抬头”的各种措施都应根据每个桥址的具体情况而定,不能生搬硬套。 在施工中注重施工工序,合理制定施工方案,加强跟踪测量,及时准确分析、预测“抬头” 与“扎头”的趋势,正确选择安全预防措施,使桥涵顶进施工达到安全优质的预期效果,将 一个合格的产品交给业主,才可以赢得更大的市场!只有这样才能履行“以质量求市场”的 口号,从而提高企业经济效益,提高企业的市场竞争力。

    [参考文献]
    [1] 铁道部第四勘测设计院桥隧处编桥涵顶进设计与施工[M]北京:中国铁 道出版社,1983.
    [2] 铁路施工简明手册[M]北京:中国铁道出版社,1984.
    [3] 铁路工程施工技术手册(桥涵)[M]北京:中国铁道出版社,1999.
     
     

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