CN113898006B - 大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法，其包括如下步骤：(1)便梁体系转换；(2)施工测量放线；(3)机械分层分段开挖土方；(4)延长滑板施工；(5)滑板蒸汽养护；(6)箱涵顶进、控制偏差；(7)拆除便梁、恢复道碴；(8)验收；本发明创造性的将“挖土”和“顶进”分拨开，先进行各节箱涵的大面积顶进土的挖运，消除顶进过程中土体对箱涵产生的不均匀摩擦阻力，再增加滑板的延伸长度，直至顶进终点位置，利用延长滑板后承载力强，及钢制滑轨的设计优势，达到顶进施工连续作业，及时纠偏，顺利完成顶进。本发明施工工艺具有施工效率高、成本低、安全、环保等优势。

Description

大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法

技术领域：

本发明涉及一种箱涵顶进施工工法，特别是涉及一种大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法。

背景技术：

为了满足城市发展需要，方便人们的出行以及货物的运输，一些大型客货运铁路专线从野外郊区被架设到了城市中。在铁路与现有城市道路的相汇处，需要运用引入高架桥或下穿通道即箱涵顶进的方式完成两类不同道路的过渡。

箱涵顶进是一种发展相对较成熟的铁路施工技术，目前传统的箱涵顶进施工工艺为边挖土，边顶进，其在施工过程中存在以下问题：

1、传统箱涵顶进施工方法需要开挖工作坑的出土马道,出土马道是箱涵顶进出土作业的必要通道，出土马道的开挖增加了施工占地面积大，及人力物力投入成本。

2、出土作业需要在箱涵内部进行，由于箱涵与后背墙之间有顶铁，出土机械无法在顶铁上直接行走，故此需要在顶铁之间压土形成一条可进出箱涵的内部道路，为了保障出土机械在顶铁上行走时均匀受力,需要在顶铁上部覆盖钢板，防止机械沉陷，并且对顶铁设备形成良好的保护，这样便大大的增加了材料投入成本。

3、传统顶进施工是边挖土，边顶进，而一次性进尺深度又不宜过长，每次为0.4m-0.8m。当在顶进过程中，箱涵不断在行进，此时器械需不断的增加顶铁压土，来保证道路通畅，而此时渣土车需要等待道路通顺才可进入箱涵出土，不能形成连贯的出土作业，影响了出土效率，带来的机械间歇时间也随之延长，施工效率低，施工时间长，并相应增加了人工及设备投入成本。

4、传统箱涵顶进施工中，带土顶进过程中土体摩擦力不均匀，致使箱涵偏差过大，容易出现偏离轴线移动，顶进过程中，箱涵前端入土，且当箱涵中心离开滑板后，箱涵顶进由刚性滑板进入弹性地基，在箱体前部形成对地基下压的趋势，并伴随沉陷，当地基失去抵抗箱涵下压的能力时，后面的顶进设备会将箱涵越顶越深，形成“扎头”；箱涵底部行进过程中积压的土体随着顶进过程越积越多，在没有及时清理或修正时，箱涵会有向上顶起的趋势，箱涵逐渐上翘，最终形成“抬头”；另外，由于箱涵俩侧开挖不均匀，一侧存在超挖，在相同顶力的前提下，箱体会向超挖的一次不断偏移，或者在顶进过程中箱涵俩侧受到顶力不均匀，造成一侧偏顶，也会出现偏移。目前，传统箱涵顶进施工中存在的“扎头”、“抬头”、“偏移”等问题，没有有效的解决办法，严重影响施工质量及施工效率。

5、对于施工场地受限或较小施工区域内完成顶进作业的工程，由于放坡开挖使得基坑占地面积较大，占据施工场地面积较多，再加上出土马道经过放坡后与征地红线较近，剩余的可利用面积不满足土方运输以及施工车辆进入，不利于土方作业。

发明内容：

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种开挖面积小、施工效率高、施工成本低、施工质量有保障的大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法。

本发明的目的由如下技术方案实施：大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法，其包括如下步骤：(1)便梁体系转换；(2)施工测量放线；(3)机械分层分段开挖土方；(4)延长滑板施工；(5)滑板蒸汽养护；(6)箱涵顶进、控制偏差；(7)拆除便梁、恢复道碴；(8)验收；其中，

(3)机械分层分段开挖土方：在铁轨与预制箱涵相对一侧开挖顶进土，开挖顶进土的宽度为顶进箱涵的相应宽度，两节相邻的箱涵不可同时开挖顶进土，避免过长的临时便梁悬空；基坑作业土方开挖一次不得超过2m，顶进土开挖分段分层开挖，一次性开挖顶进土至预制箱涵处；这样可保证施工安全，同时现场开挖土方也可及时拉运，做到不积存土方；开挖抗滑桩坑采用人孔开挖，深度≥0.3m；

(4)延长滑板施工：延长滑板长度由预制箱涵处延伸至顶进终点位置；要求延长滑板与箱涵底板间的接触面平滑，延长滑板的强度要求能够承受框架箱涵及火车的动荷载；延长滑板底部沿长度方向均匀固定有若干抗滑桩，抗滑桩与步骤(3)开挖的抗滑桩坑一一对应安装固定；

(5)滑板蒸汽养护：蒸汽养护是为了加快延长滑板的强度上升，通过人为加温加湿的方法可使得强度上升周期缩短。操作要点为蒸汽管道伸入到延长滑板中心处附近，外侧覆盖塑料布，塑料布内部衬垫方木架设钢管支架撑起空间，供蒸汽流通顺畅；

(6)箱涵顶进、控制偏差：延长滑板强度合格后，在延长滑板上采用测量工具放出延长滑板中心线，在箱涵底板放出底板中心线，以二者之间的偏差量考量箱涵顶进偏移量并及时调整；顶进前调试顶进液压设备，确保顶进设备运行正常，顶铁提前吊运至施工现场，码放整齐，顶进时，利用顶铁来增加顶程；顶进过程中，要及时调整各个顶镐的压力，以保证箱涵均匀行进。

进一步，所述步骤(4)延长滑板施工中：延长滑板采用混凝土浇筑而成，具体操作方法为：在施工处架设模板、捆扎钢筋骨架，然后浇筑混凝土。混凝土浇筑过程中尤其注意该部位的混凝土浇筑质量，振捣充分，浇筑完毕后要对混凝土表面进行收面，确保滑板与箱涵底板间的接触面平滑。

进一步，所述步骤(5)滑板蒸汽养护中：塑料布与延长滑板保持25cm-40cm的空隙。

进一步，所述延长滑板包括钢筋混凝土浇筑层，所述钢筋混凝土浇筑层的底部沿长度方向均匀分布有若干抗滑桩，所述抗滑桩与所述钢筋混凝土浇筑层一体成型。进一步，所述钢筋混凝土浇筑层为双层钢筋骨架结构。

进一步，所述钢筋混凝土浇筑层的顶面沿长度方向铺设有至少2根截面为弧形的钢制滑轨，所述钢制滑轨的底部敞口端与所述钢筋混凝土浇筑层的钢筋骨架焊接连接，所述钢制滑轨的弧形面凸出于所述钢筋混凝土浇筑层的顶面外部。箱涵顶进时，沿钢制滑轨向前推进，箱涵底面只与钢制滑轨顶面接触，减少了箱涵摩擦接触面积，大大减少了箱涵顶进的阻力，便于箱涵顶进。

进一步，相邻两根所述钢制滑轨之间的间距不大于2m；所述钢制滑轨的高度为20-30mm，所述钢制滑轨的钢板厚度为2.8mm-3.25mm，所述钢制滑轨凸出于所述钢筋混凝土浇筑层顶面外部的高度不大于10mm；凸出在所述钢筋混凝土浇筑层顶面外部的所述钢制滑轨表面涂刷有机油润滑层，进一步减小箱涵顶进的摩擦力，同时机油润滑层的机油使用量少，且没有粉尘飞扬，更加环保。

进一步，所述钢筋混凝土浇筑层厚度为40-70cm；所述钢筋混凝土浇筑层表面平整度偏差小于5mm。

进一步，所述钢筋混凝土浇筑层长度与所述预制箱涵至顶进终点之间的距离相等。

进一步，所述抗滑桩长度与所述钢筋混凝土浇筑层的宽度一致，所述抗滑桩的高度不小于0.3m。

本发明的优点：本发明创造性的将“挖土”和“顶进”分拨开，先进行各节箱涵的大面积顶进土的挖运，消除顶进过程中土体对箱涵产生的不均匀摩擦阻力，再增加滑板的延伸长度，直至顶进终点位置，利用延长滑板承载力强，及钢制滑轨的设计优势，达到顶进施工连续作业，及时纠偏，顺利完成顶进。

1、本发明通过对铁路路基注浆加固，运营铁路由便梁体系支撑加固，在对应节箱涵采用分层式一次性整体开挖顶进土体，将滑板延伸到铁路路基内部，箱体可在强度足够，有充足润滑的钢制滑轨表面上持续不断的完成顶进作业，消除了顶进带土作业中的土体不均匀摩擦力带来的隐患；沿钢制滑轨顶进，受到的摩擦阻力是均匀的，可及时调整轴线偏位；同时延伸滑板可支撑箱涵，防止顶进过程中箱涵沉降出现“扎头”现象，保证了顶进的施工质量，有效解决了顶进过程中的“扎头”、“抬头”、“偏移”等技术难题。

2、本发明工法，在箱涵预制的相对一侧进行顶进土开挖作业，这样施工省去了出土马道施工工序，减小了工作坑开挖的面积，同时又可完成引道工程的基坑土方，为相邻施工部位的施工提前创造了施工条件，一方面减小施工面积，解决了施工场地狭小，不利于土方作业的难题；另一方面，省去了原本为重型机械在箱涵内部进出作业而准备的钢板，省略了顶进出土作业中顶镐顶部加盖铁板和增加覆土工序，间接的减少了不必要的机械间歇时间，提高了施工效率，节约了钢板等材料，加快了施工进程，节省了材料，降低了成本。

本发明工法从整体上将项目的施工组织优化做到了更加合理、更加有效，也更安全，同时带来的经济效益和环保效益也十分明显。

附图说明：

图1为箱涵顶进示意图。

图2为施工工艺流程图。

图3为D16型施工便梁组装图。

图4为架设三组D16便梁示意图。

图5为架设三组D24横抬梁示意图。

图6为架设2组D24纵梁示意图。

图7为转换完成开始顶进示意图。

图8为延长滑板示意图。

图9为顶进土分层开挖示意图

图10为延长滑板主视图。

图11为5m宽延长滑板示意图。

图12为13m宽延长滑板示意图。

图13为铁路路基注浆加固示意图。

混凝土浇筑层1，抗滑桩2，钢制滑轨3。

具体实施方式：

实施例1：

一、本实施例施工工艺

本实施例为顶进四节箱涵，箱涵跨径分别为6m、13m、13m、6m，通过优化调整传统顶进施工中挖土顶进，边顶进、边出土的施工工序，创造性的将“挖土”和“顶进”分拨开，先进行各节箱涵的大面积顶进土的挖运，消除顶进过程中土体对箱涵产生的不均匀摩阻力，再增加滑板的延伸长度，直至顶进终点位置，利用延长滑板后承载力强，及钢制滑轨的设计优势，达到顶进施工连续作业，及时纠偏，顺利完成顶进的目的。

顶进施工前，需先对铁路线路进行加固。常见的铁路线路加固方法有：1.小型箱涵,可采用调轨梁,或轨束梁的加固法。2.大型即跨径较大的箱涵,可用横梁加盖、纵横粱加固、工字轨束梁或钢板脱壳法。3.在土质条件差、地基承载力低、开挖面土壤含水量高,铁路列车不允许限速的情况下,可采用低高度施工便梁方法。

结合本实施例设计要求，采用施工便梁加固铁路线路的方法，该方法目前是国内常用方法。根据设计图，顶进前需先架设3组D16型便梁，目的是为了在完成铁路路基内6座承台时依旧可保持铁路线路畅通。承台完成后穿铁路下方增加3组(2座承台共用1组)D24型便梁加强对上部3座D16纵便梁的支撑能力。拆除1组D16便梁，改为2组D24便梁，剩余俩组D16便梁错开距离保证2组D24便梁安装空间满足要求，此次为便梁体系第一次转换。完成顶进1节13m箱涵和1节6m箱涵，顶进箱涵为间隔布置(不同侧)，待两节箱涵顶进完毕后，铁轨下部有了箱涵做支撑，箱涵顶部可回填道碴，便于撤出1组D16便梁(剩1组便梁)，相应的两组D24便梁也可相应的调整支撑位置，为了拆除承台做准备，此次为第二次体系转换。最终将剩余的箱涵顶进完毕后将箱涵之间、箱涵与铁路之间之间混凝土回填完毕后方可拆除全部便梁，最终恢复铁路线。施工过程中共需3组D16便梁，5组D24便梁，如下图1所示。

在箱涵预制及便梁体系顺利完成的前提下，按照设计图纸，对相应顶进顺序的各箱涵顶进范围内的土方先行挖出，为保证后续顶进质量，关键步骤为将原先设计的滑板长度延伸至顶进终点，加强养护，为后续顶进施工做好准备工作，如图2所示，大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法，其包括如下步骤：(1)便梁体系转换；(2)施工测量放线；(3)机械分层分段开挖土方；(4)延长滑板施工；(5)滑板蒸汽养护；(6)箱涵顶进、控制偏差；(7)拆除便梁、恢复道碴；(8)验收；其中，

(1)便梁体系转换

便梁体系转换为便梁架设过程中的重要一步。安装D16便梁前，先将便梁架设区域内铁路线路的混凝土轨枕间抽换，遵照“隔四抽一”的原则，抽取完毕调整混凝土轨枕间距，穿钢横梁，每组便梁的横梁间距为67cm，如下图3所示。

现场配备两台130t大型吊车，两台吊车同时起吊1片纵梁，2名信号工指挥两台吊车。将该片便梁每节牛腿落入横梁端头位置处与横梁对接，对接无误后进行栓接，便梁依次架设，直至三组D16型便梁架设完毕，如下图4所示。3组D16型便梁架设完毕后，人工完成每组便梁下轨底开槽，人工开槽的宽度应满足4片D24纵梁的高度及宽度。开槽完毕后，穿3组D24便梁，如下图5所示。待箱涵预制完毕后，开始进行体系转换，拆除中间一组D16便梁，由2组D24纵梁代替，如下图6所示。便梁转换完毕，开始顶进箱涵，如下图7所示。

(2)施工测量放线

利用全站仪、水准仪、线绳等测量工具放出顶进土方开挖线，铁路路基坡脚线采用木桩标记。木桩用来控制坡度大小，正确的位置可保证坡度适宜，避免土体滑塌，同时用以确定延伸滑板的长宽位置。

延伸滑板的放线主要采用墨斗线、钢卷尺，用以确定中心轴线，与底板中心轴线的放样一样，通过底板与延伸滑板的偏差量来控制顶进施工的质量。偏差量可通过钢卷尺直接量取二者直接的偏差。

(3)机械分层分段开挖土方

在铁轨与预制箱涵相对一侧开挖顶进土，根据设计图纸，铁轨下方距离基底有9.37m，按照《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008的相关要求，基坑作业土方开挖一次不得超过2m的要求，顶进土开挖分段分层开挖，这样可保证施工安全，同时现场开挖土方也可及时拉运，做到不积存土方，一次性开挖顶进土至预制箱涵处。根据现场实际情况，开挖需分5层开挖。开挖前，按照坡度，长度、宽度以及深度，分别放出每层开挖的边界线，每层开挖结束后开挖至基底时，基底两角设置集水坑，以方便基底涌出的地下水可排至集水坑，再行抽排。开挖顶进土的范围为顶进箱涵的相应的宽度，两节相邻的箱涵不可同时开挖顶进土，避免过长的临时便梁悬空。开挖抗滑桩坑采用人孔开挖，深度宜≥0.3m。抗滑桩坑可见下图8所示，顶进土分层开挖示意图如下图9所示。

(4)延长滑板施工

延长滑板长度由预制箱涵处延伸至顶进终点位置；要求延长滑板与箱涵底板间的接触面平滑，延长滑板的强度要求能够承受框架箱涵及火车的动荷载；延长滑板底部沿长度方向均匀固定有若干抗滑桩，抗滑桩与步骤(3)开挖的抗滑桩坑一一对应安装固定；具体按如下步骤施工：延长滑板的顶面高程需要现场值班人员加强盯控，如果延长滑板的面凹凸不平，反而失去了采用此法的意义。延长滑板也起到混凝土基础的作用，加大了框架箱涵的基底承载力，故延长滑板的强度务必要满足相应的强度要求，以承受框架箱涵及火车的动荷载。延长滑板长度依据各工程实际情况而定，要求延长滑板长度由预制箱涵处延伸至顶进终点位置，本实施例延长滑板延长长度为24m，宽幅为13m或5m,厚度为40cm，采用双层钢筋。钢制滑轨3安装过程中，对旧支架钢管打磨除锈，将直径φ48mm的钢管用砂轮切割机延钢管纵向均匀对称切割，每半根钢管作为钢制滑轨3，每根切除的钢管长度为6m，按照24m延长滑板需设置4段。双层钢筋骨架安装完毕后将切割完毕的、打磨好的半个钢管按预先设计好的位置与钢筋加固。外露钢筋混凝土浇筑层顶面的最大高度为10mm，如图11-12所示。钢制滑轨3的预埋数量按延长滑板的宽幅考虑，5m宽延长滑板每段设置3根钢制滑轨3，钢制滑轨间距为1m，共需12根切开的半个钢管；13m宽延长滑板设置5根钢制滑轨3，间距为2m，共需20根切开的半个钢管。抗滑桩在顶进施工过程中起到防止滑板滑移的作用，因此，混凝土浇筑过程中尤其注意该部位的混凝土浇筑质量，振捣充分，浇筑完毕后要对混凝土表面进行收面，确保滑板与箱涵底板间的接触面平滑。

(5)蒸汽养护施工

蒸汽养护是为了加快滑板的强度上升，通过人为加温加湿的方法可使得强度上升周期缩短。操作要点为蒸汽管道宜伸入到延长滑板中心处附近，外侧覆盖塑料布，塑料布与滑板保持25cm-40cm的空隙，塑料布内部衬垫方木架设钢管支架撑起空间，供蒸汽流通顺畅。

延伸滑板强度合格后，在钢制滑轨3表面涂刷一遍机油，这样可最大限度的减少摩阻力，同时机油润滑层的机油使用量少，且没有粉尘飞扬，更加环保，又可加快顶进速度。

其中，如图10-12所示，延长滑板包括钢筋混凝土浇筑层1，钢筋混凝土浇筑层1的底部沿长度方向均匀分布有若干抗滑桩2，抗滑桩2与钢筋混凝土浇筑层1一体成型。本实施例钢筋混凝土浇筑层1为双层钢筋骨架结构，钢筋混凝土浇筑层1厚度为40cm，钢筋混凝土浇筑层1表面平整度偏差小于5mm，钢筋混凝土浇筑层1长度与预制箱涵至顶进终点之间的距离相等。本实施例抗滑桩长度为13m(5m)，抗滑桩的高度为0.3m。钢筋混凝土浇筑层1的顶面沿长度方向铺设有至少2根截面为弧形的钢制滑轨3，本实施例5m宽幅的延长滑板设有3根钢制滑轨3，13m宽幅的延长滑板设有5根钢制滑轨3，钢制滑轨3的底部敞口端与钢筋混凝土浇筑层的钢筋骨架焊接连接，钢制滑轨3的弧形面凸出于钢筋混凝土浇筑层1的顶面外部。箱涵顶进时，沿钢制滑轨3向前推进，箱涵底面只与钢制滑轨3顶面接触，减少了箱涵摩擦接触面积，大大减少了箱涵顶进的阻力，便于箱涵顶进。

(6)箱涵顶进、控制偏差

延伸滑板强度合格后，在延伸滑板上采用测量工具放出延伸滑板中心线，在箱涵底板放出底板中心线，以二者之间的偏差量考量箱涵顶进偏移量并及时调整。顶进前调试顶进液压设备，确保顶进设备运行正常，顶铁提前吊运至施工现场，码放整齐，顶进时，利用顶铁来增加顶程。顶进过程中，要及时调整各个顶镐的压力，以保证箱涵均匀行进。

(7)拆除便梁、补充道碴

待4节箱涵全部顶进施工结束，完成箱涵间混凝土浇筑、箱涵台背回填后，拆除临时便梁恢复道碴。

拆除便梁的前提条件是，箱涵台背的回填混凝土及箱涵间回填的混凝土均达到设计强度。

拆除临时便梁时，需调用两台130t大型吊车，现场配备信号工2名，指挥现场便梁起吊。铁路线路配备安全员4名，现场所用施工机械证件务必齐全，人员证件务必齐全。拆除便梁时，吊车站位需考虑吊臂长度及安全性，最适宜的位置为北侧工作坑两节13m箱涵之间，可较安全的起吊各节段便梁。

(8)验收

箱涵顶进施工遵守《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008,现场施工过程中严格遵守“三检”原则(即自检、互检、专检)。具体的检验方法及检验标准遵照表1、表2所示。

表1滑板允许偏差

表2箱涵顶进允许偏差

二、本实施例劳动力分配情况见表3

表3本实施例劳动力使用分配表

项目阶段	现场负责人	安全人员	技术人员	技术工人
					便梁架设及体系转换	2	4	3	54
测量放线	1	2	2	4
					顶进土开挖	1	4	2	8
延伸滑板施工	1	2	2	32
					蒸汽养护	1	2	2	6
箱涵顶进、控制偏差	2	4	3	18
					拆除便梁、恢复道碴	2	4	3	42

三、本实施例材料和设备见表4、表5

表4主要设备表

序号	设备名称	型号	数量	单位
					01	液压顶进设备	500t	6	台
02	液压顶进设备	300t	4	台
					03	顶铁	60cm×60cm×2m	20	节
04	挖掘机	沃尔沃360	1	台
					05	装载机	轮式装载机	1	台

表5主要材料表

序号	类型	使用部位	说明
				01	养生塑料布	延长滑板养生	滑板满包
02	钢制模板	浇筑滑板	4m*0.5m

四、本实施例质量保证措施

1、质量控制执行标准

《铁路混凝土工程施工技术规范》(QCR9207-2017)

《铁路桥涵工程施工技术规范》(TZ203-2008)

《城市道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008

《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008

2、钢筋工程质量保证措施

2.1钢材进场后，进行复试，按批量随机抽取规定数量的样品进行检查，并将复试报告报监理审查，经审查合格再使用。不合格产品立即清理出场，记录存档。

2.2钢筋加工制做时保持平直，无局部曲折。如遇有死弯时，将其切除。保证所使用钢筋表面洁净，无损伤、油漆和锈蚀。钢筋级别、钢号、直径符合设计要求。在常温下进行钢筋弯曲成型，不进行热弯曲，不用锤击或尖角弯折。

2.3钢筋焊接的焊工持证上岗，所使用的焊机、焊条符合加工的材质要求。每批钢筋正式焊接前，按实际操作条件进行试焊，并报经监理检查。试验合格后，正式成批焊接。

2.4受力钢筋采用焊接接头时，设置在同一构件内的焊接接头相互错开，错开距离为钢筋直径的35倍且不小于500mm。在该区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率为：受拉区不超过50％；受压区和装配构件边界处不限制。

2.5焊接接头距离钢筋弯曲处的距离，不小于钢筋直径的10倍，也不位于构件的最大弯距处。钢筋绑扎的交叉点用铁丝全部绑扎牢固，至少不少于90％。钢筋绑扎接头搭接长度及误差按规范和设计要求办理。

3、顶进工程质量保证措施

3.1防止“扎头”现象出现，可在每次顶进土开挖结束后，在复合标高，在对超挖部分铺筑碎石垫层，直至满足标高要求。后浇筑混凝土，混凝土强度宜采用早强、补偿收缩混凝土，浇筑满足设计标高后，将滑板长度延伸。

3.2如出现“抬头”现象时，当“抬头”量不大时，可将滑板面进行凿除，凿除后的落差刚好满足“抬头量”即可。当“抬头量”过大时，则在延长滑板底部超挖，宽度与箱身宽度相同。

3.3箱涵顶进应尽可能避免雨季施工，如需雨季施工时，应在汛期之前对拟穿越的铁路路基，工作基坑边坡等采取有效的防护措施。

3.4雨季施工时应做好地面排水，工作坑周边采取排水沟，挡水围堰、截水沟等防止地面水流入工作坑。

3.5雨天禁止施工开挖工作坑，雨天来临前应注意保持工作坑边坡稳定性，必要时增加坡面防护或支撑，并经常对边坡、支撑进行检查，发现问题及时处理。

四、本实施例安全保证措施

1、各种施工、操作人员必须经过安全培训，不得无证上岗，各种自制设备、设施通过安全检验及性能检验合格后方可使用。便梁架设和拆除过程中，吊车的质量保证文件应齐全，特种作业人员应具备特种作业人员证，设备的定期检验报告应齐全。

2、基坑开挖前，在基坑坡顶位置按设计要求设置挡水墙或挡水土堤，防止雨水灌入基坑，坑底设置排水沟及集水坑，以便及时排除坑内积水；对坡顶地面进行硬化，并设置排水沟，避免遇暴雨冲刷坡顶土体进而影响边坡稳定；

3、对顶进段内铁路路基采取注浆加固措施，注浆液采用1:1水泥浆，注浆间距按1.2m×1.2m布置，注浆深度10m，采用VP-2100型钻机、BP2000型注浆机钻孔、注浆，注浆压力控制在≤0.3Mpa，如图13所示。

4、开挖过程中，如发现异常情况，立即停止开挖，待处理后再进行开挖；

5、坑开挖期间，若出现基坑变形过大或其它紧急情况，采用机械或人工对基坑进行局部回填，然后进行加固处理，待处理完毕后再分层向下开挖。

6、钢筋加工及安装时，钢筋调直机、弯曲机等设备应增加防护套，电线应及时埋地或增加套管保护。

7、蒸汽机养护期间，对外露电线因增加防护设施，旁边设警示标语，防止非作业人员触碰蒸汽机，以防烫伤。

8、顶进施工过程中，顶铁务必与顶镐调垂直。顶进中，顶镐、顶铁的俩侧及后方严禁站人。

9、拆除便梁时，严禁信号工与其他作业人员站在箱涵顶部或其他高处指挥及作业。

五、本实施例环保措施

1、相关标准

1.1GB/T24001-2004《环境管理体系要求及使用指南》

1.2GB/T50905《建筑工程绿色施工规范》

1.3DBJ 03-79-2017《绿色施工技术规程》

2、环保措施

2.1加强所有参施人员的环保教育，增强环保意识，遵守项目部的环保规定。顶进箱涵各分项施工前，对作业人员进行安全技术交底的同时，文明施工及环保也要交底到位。

2.2健全组织，专人负责环保工作的检查、监督，发现问题及时处理。

2.3基坑涌水进入市政管网前必须经过沉淀，符合环保标准后方可排放。

2.4润滑层施工现场存放的油料必须进行防渗漏处理，储存和使用都要采取措施，防止油料跑、冒、滴、漏、污染水体。

2.5顶进土方施工作业通过洒水降尘将现场施工粉尘降至最低，渣土车装土完毕后采用篷布覆盖，减少扬尘。机械间歇期间关闭机械，减少尾气排放。

2.6施工现场尽量避免占用道路，弃土方避开交通高峰期外运。

2.7采取降噪措施，尽可能选用噪音小的机械设备，对噪音大的设备采取围档隔音措施。优化施工方法、施工工艺，保护周围环境不受污染。

2.8延伸滑板浇筑完毕后，检查泵车、罐车出料口是否有混凝土滴漏，防止污染城市路面。

六、效益分析

1、经济效益

本实施例工法主要优化了挖土-顶进的施工衔接，加快了顶进的时间，节省了人工、材料、机械的消耗，成本下降明显。

本实施例大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法是在结合伊金霍洛旗当地的地质条件的基础上，并对原有的设计方案反复优化后衍生出来的改进后的施工工艺。相比较原有的施工方案，此工法的优点在于：缩短了原顶进挖土施工周期，原施工方法4节顶进箱涵土方开挖及顶进施工工期为24天，其中土方开挖所用时间为16天，顶进施工所用时间为8天。采用本发明施工工期为13天。顶进挖土所用时间为9天，顶进施工所用时间为4天。土方开挖工期节省7天，顶进施工工期节省4天，采用本发明工法后，共计节省工期11天。机械台班节省7天，1天为3个台班，共计21个台班。挖掘机按斗容量1m³计算，一个台班为1147.48元，节省1147.48×21＝24097元，装载机按斗容量1m³，一个台班为728.11元，节省728.11×21＝15290元，合计节省39387元，机械作业成本降低明显。

采用本发明工法，节省了出土马道工程量，其中人工开挖量为47m³，按23.7元/m³计算，节省费用：1113.9元。机械开挖量为：700m³，按11.45元/m³计算，节省费用：8015元。合计节省9128.9元。

采用本发明工法，节省了顶镐顶部铁板、夯填顶铁压土及挖除。节省铁板为47t，按7819元/t计算，节省成本367493元。顶铁压土夯实，1275m³，按8.16元/m³计算，节省成本10404元。挖除顶铁土，1275m³，按12元/m³计算，节省费用15300元。合计节省成本：393197元。

增加的延伸滑板混凝土为C40，422.4m³，按403元/m³，增加费用170227.2元；钢筋φ12增加9.336t，原材按4700元/t，加工安装按763元/t计算，增加费用51002.6元，合计增加费用221229.77元。

结合上述各项成本节约，共计节省成本：441712.9-221229.77＝220483.13元。

2、社会效益分析

在对穿越铁路箱涵顶进的施工中，提供了宝贵的施工经验，为后续类似的施工任务提供了借鉴，使公司对穿越铁路箱涵顶进施工的施工技术愈加成熟，在面对其他公司的竞争时更具有竞争力。

穿越东乌铁路箱涵顶进施工受到了业主的高度重视，运用此工法施工，不仅加快了施工进程，还提前完成了业主下达的节点工期目标。因此，公司受到了业主较高的评价，提升了公司形象。

3、环保效益分析

在节能环保效益方面，利用本工法大大降低了土方作业工程量，直接降低了扬尘等大气污染频率，减少了拉运土方给城市带来的扬尘污染。现场省去的土方作业工程量也直接降低了机械油料消耗及尾气排放，环保效益明显。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.大开挖面下箱涵的稳定快速顶进施工工法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)便梁体系转换；(2)施工测量放线；(3)机械分层分段开挖土方；(4)延长滑板施工；(5)滑板蒸汽养护；(6)箱涵顶进、控制偏差；(7)拆除便梁、恢复道碴；(8)验收；其中，

(3)机械分层分段开挖土方：在铁轨与预制箱涵相对一侧开挖顶进土，开挖顶进土的宽度为顶进箱涵的相应宽度，两节相邻的箱涵不可同时开挖顶进土，避免过长的临时便梁悬空；基坑作业土方开挖一次不得超过2m，顶进土开挖分段分层开挖，一次性开挖顶进土至预制箱涵处；开挖抗滑桩坑采用人孔开挖，深度≥0.3m；

(4)延长滑板施工：延长滑板长度由预制箱涵处延伸至顶进终点位置；要求延长滑板与箱涵底板间的接触面平滑，延长滑板的强度要求能够承受框架箱涵及火车的动荷载；延长滑板底部沿长度方向均匀固定有若干抗滑桩，抗滑桩与步骤(3)开挖的抗滑桩坑一一对应安装固定；延长滑板采用混凝土浇筑而成，具体操作方法为：在施工处架设模板、捆扎钢筋骨架，然后浇筑混凝土；所述延长滑板包括钢筋混凝土浇筑层，所述钢筋混凝土浇筑层的底部沿长度方向分布有若干抗滑桩，所述抗滑桩与所述钢筋混凝土浇筑层一体成型；所述钢筋混凝土浇筑层为双层钢筋骨架结构；所述钢筋混凝土浇筑层的顶面沿长度方向铺设有至少2根截面为弧形的钢制滑轨，所述钢制滑轨的底部敞口端与所述钢筋混凝土浇筑层的钢筋骨架焊接连接，所述钢制滑轨的弧形面凸出于所述钢筋混凝土浇筑层的顶面外部；相邻两根所述钢制滑轨之间的间距不大于2m；所述钢制滑轨的高度为20-30mm，所述钢制滑轨的钢板厚度为2.8mm-3.25mm，所述钢制滑轨凸出于所述钢筋混凝土浇筑层顶面外部的高度不大于10mm；凸出在所述钢筋混凝土浇筑层顶面外部的所述钢制滑轨表面涂刷有机油润滑层；所述钢筋混凝土浇筑层厚度为40-70cm；所述钢筋混凝土浇筑层表面平整度偏差小于5mm；所述钢筋混凝土浇筑层长度与所述预制箱涵至顶进终点之间的距离相等；所述抗滑桩长度与所述钢筋混凝土浇筑层的宽度一致，所述抗滑桩的高度不小于0.3m；

(5)滑板蒸汽养护：操作要点为蒸汽管道伸入到延长滑板中心处附近，外侧覆盖塑料布，塑料布内部衬垫支架撑起空间，供蒸汽流通顺畅；塑料布与延长滑板保持25cm-40cm的空隙；

(6)箱涵顶进、控制偏差：延长滑板强度合格后，在延长滑板上采用测量工具放出延长滑板中心线，在箱涵底板放出底板中心线，以二者之间的偏差量考量箱涵顶进偏移量并及时调整；顶进前调试顶进液压设备，确保顶进设备运行正常，顶铁提前吊运至施工现场，码放整齐，顶进时，利用顶铁来增加顶程；顶进过程中，要及时调整各个顶镐的压力，以保证箱涵均匀行进。

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