输水箱涵穿越京深高速公路顶进施工技术

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1、输水箱涵穿越京深高速公路顶进施工技术Losswherethedeepintothetopofthecapitalconstruction王德聚（广东顺水工程建设监理有限公司）[提要]结合南水北调中线一期工程天津干线京深高速公路涵工程实践，介绍输水框架桥施工技术特点及相关技术措施。Summarieszsouth-to-northwaterdiversionprojectwiththecenteroftianjinswiftlantauhighwayacrossthedeepwhereengineeringpractice,tocarr

2、ywaterframeworkoftheconstructiontechnologyandrelatedtechnicalmeasures.[关键词]输水框架桥顶进技术Keywordstocarrywaterframeworkbridgeintothetechnology1工程概况京深高速公路涵为一座下穿京深高速公路的框架顶进桥梁，位于京深高速公路GK108+000处，是天津干线下穿京深高速公路输水箱涵，与京深高速公路呈斜交布置，斜交角99°。本涵为三孔复合式钢筋砼框架结构，单箱三室,长45.6米，宽18.5m,高6.9m，箱体总重

3、4000吨，入土顶程45.6米。2施工方案本输水箱涵在2009年9月是按“暗挖法施工”报出的施工图设计，2010年5月20日经专家评审会通过改为“顶进法”施工，根据现场场地及地质情况，顶进不分段，箱体与混凝土刃角一次预制，一次顶进，先顶进一个三孔“外壳（简称外箱），等外箱顶进就位后再在外箱三孔内作内箱混凝土，形成三孔复合式钢筋砼框架结构。详见施工平面布置图（图1）和顶进施工工艺流程图（图2）（图1）顶进施工工艺流程开挖工作坑地基处理修筑滑板及后背梁润滑层底板预制后背墙砌筑安装顶进设备安装观测设施启动顶进挖运土方墙体及顶板预制图2（图

4、2）3施工方法3.1开挖工作坑1.在工作坑(顺渠道方向左右和后背)的三侧开挖坡度为1：1；顶进前进方向高速公路路基坡脚开挖坡度为1：1.5，开挖后及时清坡及喷锚防护。同时在后背墙中间留有约4m的出土车道，坡度不大于15°，并铺一层30cm厚的山皮土。3.2制作后背3.2.1顶力计算框架桥顶入时所需的顶力必须克服桥身重力产生于滑板上的摩阻力、周围土的摩阻力及前刃角切土时的阻力。顶力可按下式进行计算：P=k[N1ƒ1＋（N1＋N2）ƒ2+2Eƒ3＋RA]N1—桥涵顶面上的荷载（包括动载）f1—桥涵顶面与其上面荷载的摩擦系数，本桥顶部喷洒

5、石蜡加润滑油，可取0.8N2—桥梁重力f2—桥涵底面与基底土的摩擦系数，一般采用0.8E—桥梁两侧土压力f3—侧面摩擦系数，本桥表面涂刷石蜡和润滑油，取0.26R=55t/m3A为钢刃角正面积，A=0，RA=0K—系数，一般取1.2采用上式计算，最大顶力11176.99t吨，与施工现场顶力情况基本吻合。3.2.2后背结构后背及后背墙设计：后背墙采用C20钢筋混凝土，在后背墙与千斤顶之间设置钢筋混凝土的后背分配梁，在后背墙背后采用M10浆砌片石进行填充，形成重力式后背，片石厚度为5.00～12m，高13.0m，砂浆标号为M10，后背土

6、体要求是原状土，回填部分为夯实土，土容重不小于1.8t/m3，施工时不能挠动，挠动部分用片石满砌。后背梁是一种传力结构，它将千斤顶的顶力均匀分布给后背，所以后背梁必须有足够的刚度和强度，后背梁采用钢筋混凝土结构，滑板钢筋伸入到后背梁中,后背梁与滑板连接成整体,保证后背与滑板的整体性。3.3滑板制作工作坑滑板采用C20钢筋混凝土，厚450cm,设1‰仰坡，滑板表面必须平顺、光滑，滑板表面铺设润滑隔离层,润滑隔离层共设三层，分别为3mm石蜡、1mm的滑石粉、塑料薄膜，塑料薄膜上面铺设20mm砂浆防止因钢筋制安破坏润滑层，为了克服顶进时发

7、生的摩擦力带动滑板跟着前进，滑板的下面每3.3m设置一道锚梁，锚梁的高度为0.5米，确保顶进的顺利进行。3.4防护桩施工为了防止高速公路在顶进时位移及两侧土体被带走，在公路路基的顶进框架桥两侧设计防护桩：上游各6根，下游左6右7根；顶进方向高速公路侧设计有抗推桩8根，防护桩采用φ1.25m@2.5m；抗推桩采用φ1.25m@3m，桩深均为16m，共计33根；桩孔距离高速公路护栏最近处为3m，采用人工挖孔施工。3.5管棚加固施工在顶进箱涵顶部土层采取双层管棚加固措施是顶进设施中通常做法之一，它的作用是避免路基塌陷，特别是上部覆盖层较薄

8、时更是如此。管棚支护加固是采用液压双动力水平钻机用管棚钢管代替钻杆分节打入土体，钢管直径分别为108mm和133mm壁厚8mm，在钢管内注入水泥砂浆使其成为钢管混凝土，在钢管外侧与路基土体的间隙注水泥浆使其与土体固结成整体。3.5预制