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框架涵顶进施工技术浅析摘要：结合自己在施工中的亲身体会，重点阐述南水北调中线工程穿越铁路顶进框架涵施工的方案及实现安全、质量等目标的措施。
关键词：框架涵顶进技术措施1前言本文结合自己在建设南水北调中线工程穿越铁路顶进框架涵的实际施工经历，对南水北调中线工程中顶进框架涵施工的方案及实现安全、质量等目标的措施进行总结，以供大家在类似工程中参考，互相借鉴。
2工程概况南水北调中线总干渠潮河段与国家铁路大动脉京广线交叉两次，其中在干渠里程SH(3)177+270.8处与京广铁路交叉改线配套工程中，双湖大道与铁路交叉，结构形式为2-17m框架涵，下穿既有线，对既有线行车有干挠，为最大程度减小列车行车影响，该框架涵采用顶进法施工。
3施工方案根据现场实际情况，对本工程，施工方案如下：测量放样工作坑开挖滑床、后背制作涵身预制架空施工顶进施工附属工程施工3.1测量放样施工前，根据设计图里程和设计交付的控制导线网测量放样，确定出该结构物位置，以便确定工作坑开挖范围，开挖深度，并设置护桩。
3.2工作坑开挖工作坑开挖前挖探沟探明地下管线，确定其种类、走向编号记录并做好标记。
工作坑设在坡脚影响线之外，对既有路基无需进行加固，但仍需对既有路基的边坡用防雨布进行覆盖，防止边坡被冲刷。
用挖掘机进行开挖，工作坑的清底及刷坡工作需人工配合完成。
基坑开挖时，必须按要求的尺寸、高程开挖，除在基坑内设水平控制点外，设专人对槽底标高随挖随测，以免超挖。
当挖掘机开挖至设计基地标高上300mm 时，停止机械开挖，采用人工开挖，以免破坏基底应力。
开挖后核对地质情况，并进行轻型动力触探试验，要求地基承载力不小于120Kpa,如不足应进行换填等处理。
基坑换填100mm厚碎石垫层，中心间隔3.0m设抗移横梁一道。
因顶程较长，为防止顶进扎头基坑底面须做成尾底头高的仰坡。
3.3滑床、后背制作3.3.1滑床滑床底板表面平整，为防止顶进期间产生扎头，将底板作成头高尾低坡度为1%的仰坡并且适当接长。
一、箱涵顶进准备工作（一）作业条件（1）现场具备“三通一平”，满足施工方案设计要求。
（2）完成线路加固工作和既有线路监测的测点布置。
（3）完成作业范围内地上构筑物、地下管线调查，并进行改移或保护。
（4）工程降水达到设计要求二、工艺流程与施工技术要点（一）工艺流程现场调查→工程降水→工作坑开挖→后背制作→滑板制作→铺设润滑隔离层→箱涵制作→顶进设备安装→既有线加固→箱涵试顶进→吃土顶进→监控量测→箱体就位→拆除加固设施→拆除后背及顶进设备→工作坑恢复。
（二）箱涵顶进前检查工作（1）箱涵主体结构混凝土强度达到设计强度，防水层及保护层完成。
（2）地下水位已降至基底下500mm以下，并宜避开雨期施工，雨期施工必须做好防洪及防雨排水工作。
（3）后背施工、线路加固；顶进设备及施工机具。
（4）顶进设备液压系统安装及预顶试验。
（5）工作坑内与顶进无关人员、材料、物品及设施撤出现场。
（三）箱涵顶进启动（1）启动时，现场必须有主管施工技术人员专人统一指挥。
（2）液压千斤顶顶紧（0.1倍结构自重）后，应暂停加压，检查顶进设备、后背和各部位，无异常时可分级加压试顶。
（3）当顶力达到0.8倍结构自重箱涵未启动时，应立即停止顶进，采取措施解决后方可重新加压顶进。
（4）箱涵启动后，应立即检查后背、工作坑周围土体稳定情况，无异常后方可继续顶进。
（四）顶进挖土（1）可采取人工挖土或机械挖土。
每次开挖进尺0.4～0.8m。
挖土作业应三班连续，不得间断。
（2）两侧应欠挖50mm，钢刃脚切土顶进。
（3）列车通过时严禁继续挖土，人员应撤离。
（五）顶进作业（1）每次顶进应检查液压系统、顶柱安装和后背变化情况等。
（2）挖运土方与顶进作业循环交替进行。
（3）桥涵身每前进一顶程，应观测轴线和高程，发现偏差及时纠正。
（六）监控与检查（1）每天定时观测箱涵底板上设置观测标钉的高程。
对中边墙应测定竖向弯曲。
（2）定期观测箱涵裂缝及开展情况。
在进行顶进涵施工过程中，需先在顶进的一侧挖工作坑，然后在坑内做一滑板，滑板上预制钢筋混凝土箱涵，再在离箱涵尾部不远处打入板桩修筑后背，在后背与箱涵底板之间安装千斤顶，千斤顶借后背的反力将桥涵顶入路基，后背是重要的施工组成部分，他承受着顶进时的全部水平顶力，虽然是临时结构，但直接影响工程的质量和进度。
具体请参考下图：箱涵的具体的施工过程：在进行顶进涵施工过程中，需先在顶进的一侧挖工作坑，然后在坑内做一滑板，滑板上预制钢筋混凝土箱涵，再在离箱涵尾部不远处打入板桩修筑后背，在后背与箱涵底板之间安装千斤顶，千斤顶借后背的反力将桥涵顶入路基，后背是重要的施工组成部分，他承受着顶进时的全部水平顶力，虽然是临时结构，但直接影响工程的质量和进度。
具体请参考下图：具体施工过程您可以参考如下步骤：（一）降水（二）开挖工作坑开挖前施放工作坑中心线，该中心线与箱涵中心线一致，工作坑两侧定基桩（三）制作后背后背（四）制作滑板（五）预制箱涵１、箱涵预制的施工程序是：在滑板上支立涵身底板的模板→绑扎底板钢筋→浇注底板砼→养护→支内模→绑扎侧墙及顶板钢筋→支外模→浇注侧墙及顶板砼→养护→拆模→安装钢刃脚→制作涵身防水层２、模板采用大块定型钢模，模板的钢度、强度、稳定性要符合规范要求。
支架采用碗扣件钢支架。
３、箱涵钢筋在现场集中制作，采用焊接骨架。
４、箱涵砼在现场集中拌和，吊车配料斗吊送入模，插入式振动器振捣。
砼分二阶段浇注，先浇注底板砼，再浇注侧墙及顶板砼。
５、预制箱涵时底板前端作船头坡，以便顶进时将高出底板的土压入箱涵底下，增加其承载力，防止扎头。
６、钢刃脚一般用钢板制成。
７、箱涵预制完成，混凝土养护达到一定龄期后，按设计要求铺设防水层。
（六）加固既有线路（七）箱涵顶进箱涵顶进施工工序为：挖土→清底→测量→开镐→顶进→换顶铁（顶柱）→ 接长车道→测量校正。
在箱涵顶进过程中，应保持箱涵连续不断顶进，如由于特殊情况迫使箱涵暂停顶进时，亦应间断顶进，防止箱涵阻力大增。
箱涵顶进的施工技术要求
箱涵顶进的施工技术要求
当新辟道路必须从铁路、道路路基下通过时，对原有路线采取必要的加固措施后，可采取顶人法施工通道桥涵。
桥涵顶进前应检查验收桥涵主体结构的混凝土强度、后背，应符合设计要求。
应检查顶进设备并做预顶试验。
来源：考试大
顶进作业应在地下水位降至基底以下0.5～1.0m进行，并宜避开雨季施工，必须在雨季施工时应做好防洪及防雨排水工作。
本文来源:考试大网
顶进挖运土方应在列车运行间隙时间内进行。
在开挖面应设专人监护。
应按照侧刃脚坡度及规定的进尺由上往下开挖，侧刃脚进土应在0.1m以上。
开挖面的坡度不得大于1:0.75，并严禁逆坡挖土，不得超前挖土。
严禁扰动基底土壤。
挖土的进尺可根据土质确定，宜为0.5m；当土质较差时，可按千斤顶的有效行程掘进，并随挖随顶防止路基塌方。
在顶进过程中，应对原线路加固系统、桥体各部位、顶力系统和后背进行测量监控。
测量监控方案应纳入施工组织设计或施工技术方案中。
市政工程技术——箱涵顶进施工技术要点1、箱涵顶进前检查工作①箱涵主体结构混凝土强度必须达到设计强度，防水层及保护层按设计完成。
②顶进作业面包括路基下地下水位已降至基地下500mm 以下，并宜避开雨期施工，若在雨期施工，必须做好防洪及防雨排水工作。
③后背施工、线路加固达到施工方案要求，顶进设备和施工机械符合要求④顶进设备液压系统安装及预顶试验结果符合要求⑤工作坑内与顶进无关人员、材料、物品及设施撤出现场。
⑥所穿越的线路管理部门的配合人员、抢修设备、通信器材准备完毕。
2、箱涵顶进启动①启动时，现场必须有主管施工技术人员专人统一指挥。
②液压泵站应空转一段时间，检查系统，电源、仪表无异常情况后试顶。
③液压千斤顶顶紧后(顶力在0.1倍结构自重)，应暂停加压，检查顶进设备、后背和各部位，无异常时可分级加压试顶。
④每当油压升高5～10MPa时，需停泵观察，应严密监控顶镐、顶柱、后背、滑板、箱涵结构等部位的变形情况，如发现异常情况，立即停止顶进;找出原因采取措施解决后方可重新加压顶进。
⑤当顶力达到0.8倍结构自重时箱涵未启动，应立即停止顶进;⑥箱涵启动后，应立即检查后背、工作坑周围土体稳定情况，无异常情况，方可继续顶进。
3、顶进挖土①采取人工挖土或机械挖土。
一般宜选用小型反铲按设计坡度开挖，每次开挖进尺0.4—0.8m，配装载机或直接用挖掘机装汽车出土。
顶板切土，侧墙刃脚切土及底板前清土须由人工配合。
挖土顶进应三班连续作业，不得间断。
②两侧应欠挖50mm，钢刃脚切土顶进。
③列车通过时严禁继续挖土，人员应撤离开挖面。
4、顶进作业①每次顶进应检查液压系统、顶柱(铁)安装和后背变化情况等。
②挖运土方与顶进作业循环交替进行。
每前进一顶程，即应切换油路，并将顶进千斤顶活塞后回复原位;按顶进长度补放小顶铁，更换长顶铁，安装横梁。
③桥涵身每前进一顶程，应观测轴线和高程，发现偏差及时纠正。
④箱涵吃土顶进前，应及时调整好箱涵的轴线和高程。
浅谈软土地基大体积箱涵顶进施工技术|箱涵顶进施工技术摘要】本文介绍了软土地基大体积箱涵施工技术，介绍了箱涵顶进施工技术，软土地基的加强处理以及软土地基大体积箱涵顶进施工技术，本文为大体积箱涵在软土地基中顶进施工提供了肯定的参考根据。
关键词】箱涵；顶进施工；软土地基在道路施工过程中，假如新施工的公路需要在原来的公路，铁路的路基下面立交通过的时候，需要对原来的线路进行加固的措施，这样可以确保道路交通的安全运行。
箱涵顶进施工技术在道路施工中有着特别重要的作用。
一、箱涵顶进施工技术箱涵顶进施工中，机具设备包括：由动力器具、操作器具、执行器具，和帮助机构组成的液压系统；由顶铁、顶柱、安排横梁等组成的传力系统。
箱涵顶进施工中的传力设备依据顶进的方法，孔的跨的数量的不同而不同。
箱体后背建成后，进行安装顶进设备的工作，同时，需要对设备进行测试。
在进行顶进施工之前，首先要由相关的技术人员检查顶进前的预备工作是否完成。
比方，箱身的设计的强度是否到达，线路是否加固等，经过检查合格以后，要使箱身和底板进行分别。
全部的检查工作合格以后，进行正式的顶进施工。
开启高压油泵，使得千斤顶由于受到液压力推动从而产生顶力，由此推动箱身前进。
箱身前进一镐后，要准时把千斤顶的活塞回位，确保下次开镐。
这样进行交替的循环，直至箱身到达所需要的位置。
为了保证顶进的质量，在顶进过程中，必需要留意操纵两孔箱形桥在一个平面上。
箱体到达要求位置后需要马上对线路进行三角区回填。
施工过程中需要留意以下问题：〔1〕在箱体顶进的时候，要不断的应对各观测点的改变。
假如有问题的时候，马上停止，解决后再进行施工。
〔2〕顶进过程中，挖好的工作面要准时填埋，不能较长时间的暴露。
〔3〕顶进中要对路基进行监护。
〔4〕挖土机械要进行监护，在线路下方施工时，应幸免直接碰撞。
〔5〕顶进施工时，每当油泵油压升高5～10Mp的时候，就需要停泵观看。
假如有问题应准时处理。
〔6〕顶进施工之前，需要先对各XX顶镐油泵出油量进行调试，从而保证各XX顶镐能够正常同时工作。
箱涵顶进施工技术方案顶进箱涵采用便梁、挖孔桩基础对既有线进行加固后架空的顶进方案；后背墙采用钢筋混凝土浇筑；预制涵体采用定型整体钢模，砼在拌合站搅拌，用吊车配合人工灌注入模。
顶进施工中，采用8根挖孔桩作支点，2根跨度为Lp—26米的工字型钢便梁作纵横梁，架空既有线进行顶进施工作业；挖孔桩及涵身顶进施工前需对施工地段的无缝线路进行应力放散（应力放散施工方案、申请计划，由义煤运输线工务段提供），施工期间需申请既有线慢行。
具体施工分四阶段施工及顶进施工前准备阶段、箱体预制阶段、顶进施工阶段和附属工程施工阶段。
（一）、顶进施工前准备阶段1、现场调查组织有关技术人员全面熟悉核对设计文件,充分了解设计意图,核对地形及地质资料，复核中线、高程及流水面标高。
组织重点调查既有线路通信、信号、电缆的走向,对有可能影响施工的地下电缆报请有关部门排除,施工前不能排除的制定切实有效的保护措施。
2、方案报批施工前将编制的加固方案，报请相关铁路工务段、监理单位及建设单位审批。
3、测量试验准备项目部相关技术部门做好现场测量放线，试验室确定C40砼配合比并上报总监办批准。
4、修建临时工程利用现有乡村道路向箱涵施工位置修建临时施工道路，确保材料进场以及为砼、土方运输做好准备。
根据涵洞施工现场具体情况安装发电机，保证施工用电。
（二）、箱体预制阶段施工1、开挖工作坑1.1、根据设计和现场条件，选择工作坑位置。
工作坑顶进端及侧边、后背端边坡均采用1:1，顶进端坑顶距既有线中心保持一定安全距离。
1.2、工作坑平面尺寸按以下原则确定。
长度＝前端空顶长度＋顶进框构长＋顶镐长度＋后背梁厚度＋后背厚度宽度＝顶进框构全宽＋两侧工作面宽度＋两侧集水井和排水沟宽度。
1.3、工作坑四周挖排水沟和一定数量的积水槽，做好及时排水工作。
1.4、工作抗开挖好后，应检查承载力是否满足顶进涵的要求，若土质松软，或基本承载力小于150Kpa，应用级配砂石夯实以防不均匀下沉，底面还应结合滑板制造，做成沿顶进方向头高尾低的仰坡，以便在顶进出现“扎头”时调整到预期位置。
引言：箱涵顶进施工工艺是一种在建设过程中广泛应用的重要技术，它在道路、铁路以及地下管线等基础设施建设中发挥着重要作用。
本文将对箱涵顶进施工工艺进行详细分析，探讨其原理、过程以及施工注意事项。
概述：箱涵顶进施工工艺是指在箱涵建设过程中，通过特定的设备和工艺，在地面或者其他基础设施表面上进行施工，并将部分或全部箱涵逐渐推入地下，最终完成整个工程的一种施工方法。
该工艺主要应用于涵洞建设中，可以有效减少对交通和环境的干扰，提高施工效率。
正文：1.施工原理1.1货车输送原理1.2箱涵推进原理1.3地表保护原理2.施工过程2.1前期准备工作2.2起始井施工2.3箱涵顶进施工2.4支护工艺2.5后续工程施工3.施工注意事项3.1安全管理3.1.1施工安全措施3.1.2周边交通管控3.2设备使用3.2.1推进机械选用3.2.2前端设备配置3.3环境保护3.3.1垃圾处理3.3.2水土保护4.工艺改进与创新4.1自动化技术应用4.2材料创新4.3施工方案设计改进5.成功案例分析5.1案例一：某高速公路项目箱涵顶进施工工艺5.2案例二：某城市地铁隧道施工中的顶进工艺总结：通过对箱涵顶进施工工艺的详细分析，我们可以看到该工艺在基础设施建设中具有重要的应用价值。
施工原理的了解有助于我们更好地理解整个工艺过程，而在施工过程中的注意事项则能够保证施工安全和环境保护。
同时，工艺改进与创新以及成功案例的分析也能够为今后的施工提供有益的经验和借鉴。
随着技术的不断进步，箱涵顶进施工工艺将会在未来得到更广泛的应用。
引言：箱涵顶进施工工艺是一种常用于桥梁和隧道建设中的施工方法。
它通过在地面或水下预先制作箱涵构件，再将其顶进既定位置，使得结构的完成更加快速和高效。
本文将详细介绍箱涵顶进施工工艺的概述以及其中的关键步骤和注意事项。
概述：箱涵顶进施工工艺是一种以预先制作的箱涵构件为主，利用顶进设备将其推进到预定位置，并通过重复进行，最终完成整个结构的组装。
钢筋混凝土框架涵顶进施工方法根据现场条件，在涵洞入口端设置施工和顶进场地；框架涵节全部预制完成后，采用中继法进行顶进作业。
涵节设计共为12节，其中10米长的4节，11米长的8节；涵节预制分为两排，前端6节为一排，预制时其轴线与涵洞设计轴线相重合，后面6节为一排，预制时轴线与设计涵洞轴线平行，错开一个涵节宽度，顶进施工时通过横移至设计轴线位。
在顶进过程中，为做好涵节间顶程间隙的防护，在每个涵节的尾部四面设置钢板护翼，护翼前端与涵节固结，后端搭结在下一涵节四周，顶进过程中下一节可以在护翼内滑动，并保证护翼与涵节搭结长度不小于50cm。
框架涵顶背采用四组钢轨桩加设钢筋混凝土后背梁构成。
工作底座尺寸由顶进箱涵的结构尺寸确定，并在箱涵前留0.5m的空顶长度。
工作底座两侧各加宽0.6m，设排水沟和汇水井，前端与钢轨防护柱平齐，后端距Ⅱ型钢轨桩后背1.5m。
靠近线路端在开挖前打入钢轨防护桩，边开挖边背入背板。
箱身底座滑板有足够的刚度和稳定性。
中心线与涵身的设计中心线一致，滑板长度其前端比箱身长0.5m，后端与后背梁相连，两侧比箱身宽0.3m，采用跳格法控制滑板顶面平整度，滑板做成向顶进方向2‰～5‰的上坡，防止顶进时箱身扎头，在滑板两侧埋入钢轨方向墩，每3～4m一个，和底板同时浇注。
为防止顶进时滑板移动和开裂，在滑板底每隔1.5～2.0m设置一道锚梁，并沿滑板纵向设通长钢筋，后端与后背梁和后背钢轨桩锚固，与滑板同时浇注。
滑板顶面养生期过后，先浇一层厚约3mm的石蜡油，石蜡油凝固后，撒一层约1mm厚的滑石粉，接着铺两层塑料薄膜，然后在塑料薄膜上喷涂“HM1500无机水性水泥密封防水剂”及“SBR高分子防水胶”两次。
最后进行箱身预制工作。
根据设计图设计和现场实际情况，后背采用P50钢轨焊成Ⅱ型组合钢轨桩打入地下，工作底板施工前首先打入后背钢轨桩，钢轨桩打入滑板面以下3～5.0m。
在润滑隔离层上预制钢筋混凝土箱身，使箱身中心线、滑板中心线和顶进位置中心线三者均在同一直线上。
浅谈顶进框架箱涵的施工技术
摘要：箱涵指的是洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞。
箱涵由一个或多个方形或矩形断面组成，一般由钢筋混凝土或圬工制成，但钢筋混凝土应用较广，当跨径小于4m时，采用箱涵，对于管涵，钢筋混凝土箱涵是一个便宜的替代品，并且有很好的经济和社会效益。
上下板都全部一致浇筑。
本文对直接顶进施工技术、管幕-箱涵顶进施工技术、R&C这几种箱涵顶进施工技术和箱涵顶进置换管幕施工技术进行介绍，对箱涵施工技术进行深入研究。
关键词：框架箱涵；顶进；加固
一、不同顶进法及其技术特点
1.1大口径矩形顶管法
箱涵前端的工具头为机械式的称为矩形顶管。
该法优点是占地面积小,地面活动不受影响;震动和噪声小,不扰民;可以安全穿越河流、地面建筑,不影响现有管线和建筑的使用,降低造价,其主要缺点是技术难度大。
顶管机头分敞开式顶管工具管和封闭式顶管掘进机两大类型。
目前我国多轴偏心大断面矩形顶管机截面已达4m×6m,自重超过150t。
近期,矩形顶管在公路工程应用中取得了很好的效果。
如梅河高速公路K33+772处的公路箱形涵洞顶进项目,箱涵全长112m,涵顶平均覆土厚度3.6m。
顶进设备采用土压平衡式2.2m×2.2m矩形顶管机,顶管机头全长4.8m。
施工监控结果表明,除局部未固结回填土存在最大20～30mm沉降外,其余路基、路面监控点均未沉降。
施工技术要点:
(1)根据地层土壤参数选择合适的顶管机头;
(2)在施工中尽量避免较大角度的纠偏操作;
(3)用二次注浆改善土体的物理力学性质;
(4)控制工具管前工作舱里的压力与土体压力平衡,也可通过控制排土的速度,保持开挖面的稳定;
(5)对地表沉降产生影响的因素有正面推进力、纠偏角度、覆土厚度、管径、土的弹性模量等。
1.2管棚箱涵顶进法
管棚箱涵顶进法是先将涵顶土体用管棚加固,再实施顶进的方法,适用于穿越
已有建筑,并对沉降变形要求高的工程。
在箱涵顶进时,一般将管棚一次性设置完成,并进行水泥注浆,使土体板固化,形成整体性的管棚。
1.3管幕箱涵顶进法
管幕法是利用微型顶管技术在拟建的箱涵四周顶入钢管,钢管之间采用锁口连接,并注入防水材料而形成水密性地下空间,在此空间内顶入箱涵的方法。
管幕箱涵顶进工法主要有以下几个特点:
(1)该工法施工时无噪声和振动,不必降低地下水位和大范围开挖;
(2)适用于回填土、砂土、黏土、软土和岩层等多种地层;
(3)可以有效控制地面沉降以及对周围环境的影响;
(4)由于对地表沉降要求较高,要求顶管机具有较高的顶进精度;
(5)作为管幕的钢管埋入土体后不能回收,造成了资源浪费,成本较高。
1.4盾构箱涵顶进法
盾构工法是利用盾构机械所特有的盾壳作为支护,一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳,一边进行隧道掘进、出渣,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,从而尽量少地扰动周边土体而修筑隧道的方法。
将盾构法的管片衬砌、壁后注浆改为箱涵顶进形成的盾构箱涵顶进法,继承了盾构法地层适应性强、环境影响小的优点。
在地表变形控制严格、顶进长度小的顶进工程中是技术先进、有经济优势的一种方法。
目前应用于箱涵顶进的均为简易盾构。
由支撑架、盾壳、子盾构、液压推进系统、辅助机构等5部分组成。
在盾壳中的钢构排列成丌字形或门形组合,其门形组合的外轮廓尺寸与地道桥箱框外廓尺寸基本相同。
采用了网格式工具头的原理,化整为零,设置多组子结构。
掘进面土体分部开挖。
施工中,每组钢构都是独立体,使用时钢构组相继错开推进,使掘进面化成若干个小断面掘进,待清除钢盾构底板前方部分的中心土体即可实施箱框推进。
该法的优点是化整为零,设置多个子结构,有利于掘进面土体的稳定,同时分解、减小了顶力,也减小了土体所受压力和剪切力,有助于顶进面土体的稳定,使得土体变形、沉降较小。
缺点是钢结构体量较大,安装拆除复杂,且只能单向顶进。
二、计算理论及方法
2.1地表变形计算
1998年,方从启和王承德提出顶管施工中的地面沉降估算方法;房营光等根据现场监测和试验结果,对大型顶管施工产生的周围土体扰动变形的机理和特性进行了分析研究,提出了对工程有指导意义的扰动机理理论;同时,考虑扰动区土体密实度变化的影响,对Peck的地表沉降理论计算公式进行了修正。
施成华等将顶管施工隧道周边岩土体看作一种随机介质,将隧道开挖(或挤压)所引起的土体移动看作一个随机过程,应用随机介质理论,对顶管施工隧道开挖引起的扰动区土体的移动与变形进行分析,推导了相应的扰动区土体下沉(隆起)、倾斜、水平移动、水平变形及弯曲曲率计算公式,并编制了相应的计算程序。
2.2顶进力计算
采用铁路或公路桥涵施工手册提供的最大顶力计算公式,对于箱涵顶进工程是适用的。
顶力计算是后背设计、顶进设备配置、箱涵局部承压强度验算的重要依据,同时要考虑顶力的分配。
杜守继等运用三维实体建模,通过设置接触单元来模拟地道桥箱涵结构与土的相互作用,分析得到顶进过程中地道桥箱涵结构的位移、应力场分布。
三、施工技术措施
3.1降低顶进阻力的方法
一般采用在管(框架)外注入触变泥浆,形成泥浆套的方法减小顶进阻力。
将泥浆特殊设计,使其具有一定固化强度,可降低地表沉降量。
注浆时应使得压力能在泥浆套中挤出一条带状的地层空隙,并避免过大的注浆压力引起地表有害隆起。
在盾构顶进法应用中,采用了在框架与土体间设置窄条钢板(厚3～5mm)的方法,该钢板由盾构的子结构拖动,这样顶进时框架与钢板的摩阻小于框架与土的摩阻力。
当框架较长时,还可以采用叠合钢板解决由于长度大造成的单块钢板阻力过大、子结构顶力过大问题,是一种较好的减阻方法。
覆膜顶进施工法是在顶进箱涵及其外周覆罩的不透水膜之间注入润滑材料,通过保持比土压、水压等外压更高的压力,在顶进箱涵的外周形成润滑层,以便于进行顶进。
其优点是:
(1)不会出现润滑材料扩散和劣化,能得到确实的润滑效果,进而能够安全地进行超长距离顶进施工;
(2)通过覆膜材料的中介能够由润滑材料支承地层压力,所以能最小限度地抑制地基下沉,此外,还能长时间停止顶进。
3.2纠偏措施
中线偏差的纠正,一般采用调整顶镐位置和台数,使两侧顶力不等,产生力偶,结合两侧超欠挖土形成的阻力来实现。
当地质条件较差时,顶进“扎头”的现象非
常普遍,有的甚至非常严重,给工程造成了永久性的缺限。
在底板的不同部位,应力分布差别较大,导致箱底地基受力不均,变形不一。
在顶进过程中,变形不断累积,箱身横向结构常常发生不均匀下沉现象。
可以选择采取的措施是:
(1)在箱体预制时,将预制标高比设计标高提高5cm,预留沉降量;
(2)将滑板前端3m范围内的地基用砂石土进行换填加固,设置过渡段,并将滑板做成前高后低的仰坡;
(3)将箱体底板前端做成船头坡,水平长100cm,垂直高10cm;
(4)在底板预留孔洞,用千斤顶压入方桩,可加固软弱地基,减少沉降。
四、结语
现行规范和许多应用总结中提到,为了保证高程准确而采用预抬高(滑道仰坡)措施,以及为了减小阻力而在预制时设置的结构端头外尺寸正偏差等,这些都会增加路面沉降量,尤其在软土地质情况下的地基沉降,对地面的影响尤其大。
从目前已有的工程实例看,管幕法和盾构顶进法是较理想的方法。
对于埋深浅、断面大、地质条件复杂的地下工程,管幕法有其他施工方法无可比拟的优点,但其钢管无法回收,浪费大,应用受到一定限制。
变性理论和数值计算对于指导施工具有重要作用,但因环境条件、结构和工艺的复杂性,尚需有针对性的研究和总结。
参考文献：
[1]刘向东.秦沈客运专线框架涵顶进施工技术[J].铁道标准设计. 2003(06)
[2]王朝杰.中继间法顶进箱涵施工技术[J].山西建筑. 2005(19)。
