大吨位框构中继间式顶进施工.doc

1大吨位框构中继间式顶进施工［摘 要］文章通过沈阳市南阳湖公铁地道桥工程大吨位框构中继间顶进施工的实践，详细地介绍了大吨位框构中继间式顶进的施工工艺，分析了出现问题，提出了相应的技术措施［关键词］大吨位框构；中继间；顶进；技术措施一、 工程概况沈阳市南阳湖公铁地道桥为沈大下行铁路K387+740 下新建 2 孔连续式框构桥，每孔净宽均为 21.0m，框构主体全宽 46m,长 70m框构顶板厚1.2m，底板厚 1.4m，两侧墙厚 1.4m，中墙厚1.2m主体结构分 2 节，每节两个孔，前节长39.75m，后节长 30.22m，中间设 3cm 沉降缝框构桥穿越浑榆线、浑揽下行、到发线、联二线、沈大上下行线正线均采用 60kg/m 钢轨、Ш 型钢筋混凝土轨枕、碎石道床站线采用50kg/m 钢轨、Ⅱ型钢筋混凝土轨枕、碎石道床既有道岔均采用木岔枕该框构前节自重 15500t，后节自重 11000t，顶程 85 米，采用中继间式顶进方法仅用 35 天即完成顶进任务二、 工程特点1 框构自重较大，前节自重 15500t，后节自重 11000t；2 框构桥顶程较长，顶程 85 米；3 采用中继间方式顶进，首先顶进前节框构，再顶进后半框构，两者交替顶进前行。

三 施工工艺（一） 工艺流程图（二） 施工方法及工艺要点1 千斤顶数量初步计算框构顶进按设计方案采用中继间方式，考虑顶板、底板、侧面摩擦阻力及千斤顶利用率，还要考虑前节顶进时后节提供自重摩阻力，同时不影响框构内出土及布置千斤顶，必须采用大吨位顶进设备，本工程选用顶力为 400t 的千斤顶前后节框构自重计算，摩擦系数，可按以下公式进行所需顶力计算F=μG μ 为摩擦系数，查表得知，μ=1.2；G 为框构自重，框构前节自重 G=15500t，后节自重 G=11000t千斤顶利用率一般按 0.8 计算，即可求出当千斤顶吨位确定时前后两节各所需千斤顶数量前节所需千斤顶数量计算：15500t×1.2÷（400×0.8）=58.125因为顶进需要框构两侧对称施工，因此前节所需千斤顶数量为 60 台后节所需千斤顶数量计算：11000t×1.2÷（400×0.8）=41.25因为顶进需要框构两侧对称施工，因此前节所需千斤顶数量为 42 台考虑到设备损坏，备用千斤顶 10 台因此，本工程共用千斤顶 112 台2 顶进设备的安装和调试当箱身砼预制完毕和后背墙建成后，进行顶进设备安装千斤顶的布置以顶进合力中心为轴对称布置，两框构中间布置千斤顶顶进前节框构,箱身尾部底板预设的钢板托盘上布置千斤顶。

全部安装后进行试运转，详细检查油路，千斤顶及操纵箱达到要求方可使用；在顶进过程中，当液压系统发生故障时，严禁在工作情况下进行检查和调整，以防伤人3 顶进作业前工作检查主体结构砼及后背墙必须达到设计强度；线路加固情况；现场照明、顶进系统安装及试验情况；观测记录人员的组织和仪器装置上述工作检查合格后方可顶进4 试顶在正式顶进前进行试顶，在各有关部位及观测点处均安排专业人员负责，随时注意变化情况开泵后每当油压升高 5-10Mpa（50-100Kgf/cm 2）时须停泵观察，发现异状，及时处理前节箱身前移 前节箱身停进开前节油泵千斤顶工作前节油泵回油回镐开后节油泵千斤顶工作接（换）顶 铁后节箱身前移开前节油泵千斤顶工作挖土出土2千斤顶活塞开始伸出，顶柱（顶铁）压紧后应即停顶，检查各部位情况，无异常现象可再开泵，直至桥身起动，记录箱身启动顶力试顶完后还要进行一次全面的检查，各部位情况均属良好便可正式的顶进作业5 安装观测仪器在框构后方离后背稍远距离处设立观测站以观测框构顶进时的中线和水平偏差在框构洞内四个角上用水准仪进行高程测量，顶进方向偏差的观测在框构一侧的前后端各用环氧树脂粘设一个标尺用经维仪进行观测，另外，为了观测顶进中后背的变形情况，在后背梁两端设立标尺，进行后背变形观测。

6 安全防护落实防护人员和防护信号工具、防护标志牌，驻车站联络员与工地间的通讯情况，以及与铁路行车单位的联系和安全协议签订情况，工务部门派驻现场的施工配合人员等线路稳定情况应派专人检查看护，每过一列车都有应检查线路是否有横向位移并测轨距、水平7 顶进作业（1） 试顶和框构起动试顶的目的是继续检查一下顶进设备是否正常，顶力是否均匀，后背、滑板及箱体有无异状，并使框构与滑板分离试顶时，油泵应逐渐加压，每次升压后还要稳定 10 分钟，并对设备及滑板、后背梁等发生的裂缝情况进行检查2） 顶进顶进工作的过程是：当前方角处挖土完成一个顶程后，即开动高压油泵，使千斤顶产生顶力，通过传力设备，借助于后节箱涵的反作用力，推动前节箱涵前进，当前节箱涵达到 1 个顶程后，回镐使千斤顶复原，再借助后背墙的反作用力，推动后节箱涵前进，后节箱涵前进达到 1 个顶程后，回镐使千斤顶复原，然后在空档处填放顶铁，以待下次开镐如此循环往复，直至框构就位顶进时注意以下几点：①箱涵起动后，开始为不切土的空顶，但此时需要注意控制好箱涵顶进的方向，切不可麻痹大意，以免产生较大的偏差，造成纠正困难②箱涵沿正确方向入土后，至箱涵入土 1/2长度前，是顶进孔道定型阶段，此时要严格控制中线偏移和水平高差，经常观测，及时进行纠偏的调整水平。

③箱涵入土超过 1/2 长度后，孔道已基本成型，除继续掌握水平外，纠偏摆动要小，注意防止箱涵“扎头” ，箱涵底板需吃土顶进④安放顶铁、顶柱要做到三个一致，即轴线一致、长短搭配一致、位置一致为减少顶柱自由长度和增加稳定性，每间隔 6 米顶柱长设横梁一道每行顶柱间用方木顶紧，顶柱上填一层 50-100cm 厚的土层并夯实⑤为确保既有线线路安全，顶进时采用少挖勤顶的方法，每次开挖 0.3m,顶进 0.2m⑥顶进过程中要对中线、高程、油表读数、千斤顶开动台数、顶力、顶进时间、顶进距离等勤观测、勤记录，以供分析和为下一次挖土顶进时采取纠偏措施提供依据顶进时应在列车运行间隙进行，严禁在列车通过桥址线路时顶进当驻站联络员通知有车经过时，提前停止顶进在全部顶进过程中，一镐一测一通报，发现偏差及时采取措施纠正顶进期间必须配备专门人员和机具材料，负责对线路进行观察、整治变形及养护，确保行车安全8 顶进挖土当箱身顶进入土后，要严格控制前天窗距离具体挖土操作如下：（1）每次挖掘进尺控制在 0.3m 以内，严禁超挖开挖面宽度控制在框构轮廓范围内，以利方向控制2）挖土边坡不大于 1：0.75，挖土时应掌握坡度的平整，由上向下开挖，严禁掏洞取土或出现倒坡，以利安全。

3）框构底面应预留高出 8～10cm 厚度的土层不挖，使底板吃土顶进，减少“扎头” 4）挖土工作利用列车通过间隔进行，当有列车通过时，应停止挖土，人员离开工作面发现机械设备有故障不能顶进时，亦应立即停止挖土5）挖土工作必须与观测工作密切配合，根据偏差分析，决定挖土方法9 顶进桥身偏差的调整（1）箱身方向左右偏差调整的方法：a 用增减一侧千斤顶的顶力；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，即关闭减少右侧千斤顶，如向右偏侧反之b 轮流开动两边高压油泵调整；如向左偏就开左侧高压油泵，向右偏就开右侧高压油泵c 用后背顶铁（柱）调整；在加换顶铁时，可根据偏差的大小，将一侧顶铁楔紧，另一侧顶铁楔松调整时要摸索掌握规律性，并注意箱身受力不均时产生的变化状况d 前端左右两侧刃脚前，可在一侧超挖另一侧少挖土或不挖来调整方向如箱身前端向右偏，即在右侧刃脚前超挖 20～50cm，左侧保持刃3脚吃土 20cm，由于顶进中的两侧刃脚阻力增减差别而达到纠偏的目的2）纠正箱身“抬头”的方法：a 检查底刃脚安装是否向上翘起过大，侧刃脚是否向里翘起过大，可以适当调整刃脚的角度，来纠正箱身“抬头”现象两侧挖土不够宽，易造成箱身“抬头” 。

故可在两侧适当多挖b 箱身“抬头”量不大，可把开挖面挖到与箱底面平如“抬头”量较大，则在底刃脚前超挖 20～30cm，宽度与箱身相同，同时使上刃脚不吃土，在顶进中逐步调整，在未达到设计高程时，酌情停止超挖以免又造成箱身“扎头” 3) 纠正箱身“扎头”的方法：a 适当增加抬头力矩，即增加上刃脚的阻力，使上刃脚和中刃脚多吃土，侧刃脚稍加吃土量，底刃脚前不得超挖，逐步顶进调整b 吃土顶进:挖土时，开挖面基底保持在箱身底面以上 8～10cm，利用船头坡将高出部分土壤压入箱底，纠正“扎头” c 调整刃脚角度， 边刃脚增加向里翘的角度、底刃脚增加向上翘的角度四、机具设备配备主要施工机械设备表序号 设备、材料名称 规格型号 单位 数量1 千斤顶 QYS 型 400T-1000 台 1122 油泵 BZ50-72L 台 43 吊车 20T 台 24 挖掘机 220 台 25 铲车 ZL50 台 26 顶铁 6.4m,3.2m,1.6m,0.8m米 35007 平衡梁 6 米/ 根 根 608 铁板 400*400*20mm 块 1009 撬棍 - 根 1010 大锤 - 把 411 卷尺 5m 把 4五、劳动力组织顶进施工劳动力计划表职 务 人 员 职 责指挥长 1 人 负责全面生产指挥工作施 工 负 责 人 1 人 负责协调指挥组织工作作 业 队 长 1 人 负责顶进技术指导工作5 人 负责顶进设备操纵工作现场安质员 2 人 负责安全质量检查及防护工作组 员技术人员 2 人 负责顶进作业的技术工作顶进作业人员 60 人 负责顶进施工作业六、施工中出现的问题及处理1 出现“前节框构一半出滑板后，顶进时，前节框构不动，后节框构向后移动”问题原因分析：在千斤顶布置计算时，前节框构后背反力应为后节框构自重摩阻力与后背提供顶力之和，而后节框构自重摩阻力系数估计较大(f=0.8)，尤其后节框构都在滑板上(经实际顶力反算 f=0.224)，这样就造成前节框构顶进时，后节框构以前节框构为后背，反方向移动。

另外，后节框构向后移动，造成传立柱、后背土体的压缩，也大大减少了前节框构有效顶程解决方法：进过计算，将后节框构千斤顶增加至 44 台；顶进前节框构时，先将后节框构千斤顶开动，增大顶力，然后再开动前节框构千斤顶2 出现“传立柱失稳”问题原因分析：由于千斤顶顶力较大，且传立柱摆放于横梁不完全垂直，造成偏心失稳解决方法：安放顶铁、顶柱要做到三个一致，即轴线一致、长短搭配一致、位置一致为减少顶柱自由长度和增加稳定性，每间隔 6 米顶柱长设横梁一道每行顶柱间用方木顶紧，顶柱上填一层 100cm 厚的土层并压实七、 安全措施1 统一指挥，协调安排线路加固与顶进工程的联合作业2 顶进施工所用的千斤顶、油泵等设备进工地前，应进行压力实验确认合格后方可使用3 顶进作业时，桥下工作人员须穿防护服作业，非工作人员应撤离工作现场，顶铁上严禁站人和行走4 工作坑坡顶 3 米内不得堆放顶铁等机具设备顶铁超过 6.4 米时应设置横梁，分布应合理5 顶进施工前应设置工地与车站间联系，并设专人将列车通过情况及时通知工地6 顶进过程中，每顶进一次或每次列车通过后，应对线路进行检查，如发现线路异状，经整修后方可放行列车7 挖土作业时应设专人监护，如发现异常必须立即通知施工人员及机械离开工作面，并根据情况对列车发出必要的防护信号。

8 挖土作业必须遵守下列规定：（1）严禁掏洞取土或陡坡挖土；（2）列车通过时严禁挖土；（3）机械设备发生故障时不得挖土；（4）顶进暂停期间不得挖土；（5）雨天不得挖土9 使用机械挖土时，铲斗不得碰撞加固梁，桥涵主4体结构人工清理开挖面时，挖土机械应退出开挖面，严禁人机同时混合开挖10 每顶进一镐时涵体位置（前后桥中线、四脚标高、顶程）进行测量，并作好记录，发生偏差应及时调整11 顶进过程中如需调整顶进误差，应制定有关的施工方案及相应的安全措施12 当列车通过时，必须停止顶进作业（包括挖土、施顶） ，施工人员必须撤离挖土作。