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框架涵顶进施工中解决涵体扎头及中线偏移现象 的方法的方法 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 56a 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 32a 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 22U 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 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 m 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 千斤顶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 一般将千斤顶窝设于底板 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 两侧千斤顶出镐速度不统一 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 主要采用调整千斤顶的顶力 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 或关一侧千 斤顶阀门 增加或减少千斤顶顶力数 如向左偏 即关闭右侧千斤 顶 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 cm cm 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 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 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 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 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 随时调整千 斤顶的推力 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