顶进涵下穿西宝高速公路施工技术.docx

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顶进涵下穿西宝高速公路施工技术

咸阳市阳光大道钓台路工程

顶进涵施工技术

姓名：

闫林峰

单位：

中铁十四局集团有限公司

二OO六年八月

咸阳阳光大道下穿西宝高速公路顶进涵施工技术

中铁十四局集团西安工程分公司闫林峰

摘要：

结合咸阳市阳光大道下穿西宝高速公路顶进涵工程，施工中采用垂直开挖土钉支护顶进的工程实践，介绍在保证高速公路半幅正常通车的情况下使用土钉支护承载动载下的顶进施工流程和施工方法，以及如何加固高速公路路基，保证行车安全，降低加固成本。

关键词：

箱桥顶进，路基基坑加固，施工技术

1、工程概况：

阳光大道西接世纪大道西端咸阳市2#桥，向南下穿西宝高速公路后折向东。

西宝高速公路是全国“两纵两横”公路主骨架G045连云港——霍尔果斯国道主干线的重要组成部分，是西北地区交通大动脉，保证西宝高速公路通畅具有重要的意义。

该箱涵为2个4孔一联的混凝土箱型立交对顶构成，立交中心线与高速公路交角80度，箱型立交结构总斜长43.6米，横高速公路方向12*2米，高度为8米，预制，对顶顶进。

箱涵基础为0.6米厚灰土垫层，顶面浇注0.25米厚的钢筋混凝土。

箱涵到位后顶部按照原高速公路路面结构层恢复路面，厚度约为0.9米左右。

高速公路路堤高度为3.1米，路面路肩之间宽度为24.5米，地下水位在原地面以下4.5米。

设计要求路基半幅开挖顶进半幅改线正常通车，由于车流量极大，必须保证一定的车速，限速80km/h。

2、施工方案择选

本工程一联4孔跨度大，长43.6米，考虑台背回填，开挖高速公路长度为50米，深度为9.8米，高速公路原设计路肩之间宽度小，两幅预制构件为12.18*2宽度相等，开挖线0.5米以外就是改道后行驶车辆的车轮。

难度是开挖基坑深，长度大，车流量大，车速快，动载，黄土路基，原地面以下为湿陷性黄土。

原设计支护是旋喷桩，经我施工单位检算推翻。

陕西省高管局提出车辆分流改道世纪大道，被市政府否决，后又提出修筑便道绕行，由于征地成本太高、须时长放弃，设计院提出上跨，成本核算达工程造价的30%。

最后设计院和业主要求施工单位提出方案，经过多次专家论证，于是最终确定采用我方提出的土钉支护方案，具体为：

土钉布置正面1.3米*1.3米，侧面1.5米*1.5米，梅花形布置，土钉采用Φ22螺纹钢，面筋采用Φ8盘圆@20*20,加强筋采用2Φ16，土钉长度由上到下为：

12米一层，15米两层，16米三层，12米一层；侧面土钉长度由上到下为：

9米两层，12米两层，9米一层，6米一层；成孔直径φ130mm，倾角均向下15º，喷锚支护厚度为正面12cm，侧面8cm。

为防止汽车驾驶员恐高或目眩，锚喷襟边上竖立3米高彩钢瓦板围栏遮拦视线。

3、施工流程

采用预制钢筋混凝土箱桥顶进施工工艺下穿既有线，其原理是在基坑滑板上预制箱桥，开挖高速公路路基及基坑并采用土钉支护，采用油压千斤顶顶推箱桥，将箱桥从既有线下穿越，然后将箱桥浇注成一整体防水，两侧台背回填，其工作流程如下：

．打降水井降水→高速公路行车改线至一侧→基坑围护→分层开挖→边坡修整→机械钻孔→穿土钉主筋→高压注浆→面板钢筋网编制→面板混凝土喷护→开挖及喷锚支护循环至基地→基底处理→基础及导向设施施工→润滑隔离层施作。

．打降水井降水→施工工作坑底板、锚梁及→箱桥浇筑→后背墙施工→润滑隔离层施作→顶进设备安装→箱桥顶进→台背回填→路面结构层恢复→恢复本侧高速公路运行→改线至另一侧→拆除正面土钉支护→分层开挖→侧面分层土钉支护至基底→基底处理→基础及导向设施施工→润滑隔离层施作→顶进设备安装→箱桥顶进→湿接缝防水浇注→台背回填→路面结构层及标志标线恢复→施工中央隔离带→恢复全幅高速公路运行。

4、施工方法

4.1、工作坑降水、开挖、滑板制作及箱涵立交的预制

在高速公路两侧布置工作坑，在工作坑周边布置降水井，井内安装水泵，24小时降水。

开挖工作坑至基底，平整夯实后，铺设100mm厚碎石垫层，并按间距4.0m设置地板锚梁，锚梁断面为6000×350mm，碎石垫层上设150mm厚C15混凝土底板，底板的顶面抹平压光。

工作坑底板按规定施做石蜡、滑石粉隔离润滑层。

在工作坑底板涂刷好润滑层、铺设好塑料布后，绑扎钢筋立模浇筑框架涵混凝土预制箱涵；同时，施工后背墙。

箱涵预制时注意要在施放千斤顶的箱涵侧面部位，增加2cm钢垫板防止局部受力破坏箱涵。

4.2、高速公路路面行车安全组织及防护

与西宝高速公路管理部门签定安全监管协议和安全协议，路面行车安全标示标志、隔离墩和彩钢瓦、值班人员和车辆等由高速公路方面负责，包括基坑上口外的安全防护均由高速公路管理部门负责。

基坑内的和改移车道路障范围内的防护由施工单位负责，并避免施工对行车产生的干扰，施工单位对开挖后的高速公路路基进行水平和竖向位移检测，制定相应的应急预案。

4.3、基坑降水、土钉支护

1、水对土钉的抗拔力影响巨大，由于是雨季施工，为保证达到设计目的，开挖高速公路前要对地下水进行降排，降至最下层土钉的底部以下2-3米，水经皮带远送远排，减少回渗量，并防止地面径流流入基坑。

考虑雨夏季的非正常停电，备用75KW发电机，保证排水和喷射混凝土支护用电。

2、高速公路路面检测。

施工期间及基坑回填前对基坑进行监测，在高速公路路基一侧和基坑东西两侧设置水平和竖向观测点，每天定时由现场技术和安全员负责观测记录，发现异常，马上报告，并采取应急措施。

3、土钉支护

考虑机械作业空间及钢筋搭接，正面按照1.5米分层开挖，侧面按照1.8米分层下挖。

人工边坡修正，尽量减少突起，保证混凝土喷射厚度均匀。

本工序核心问题是减少土体应力释放，采用马口开挖的方式，机械开挖预留10－20cm厚的土体，在人工刷坡时一次性挖除。

下部土体分层分段开挖，先挖中间1/3段，钻孔下土钉注浆，并预留土体防止路基土体应力施放。

然后开挖本层两侧的各1/3段，预留土

体，钻孔，下土钉，注浆后人工刷坡。

每次阴雨天气来临时或因故停止施工时均应将裸漏边坡面用挖掘机压土夯实覆盖，不可被水浸湿。

加工土钉主筋，设置定位筋2米一道，施放土钉主筋，注净水泥浆，水灰比控制在0.4-0.6，稠度为14-18s，注浆时先大流量低压力，待孔口溢流后，将孔口封堵，采用小流量大压力注浆，注浆压力达到设计要求的0.3－0.5MPa，保持压力5min，必须二次注浆。

挂网即可现场编制，亦可预编制拼接，但是要注意网片的水平和竖向搭接；压网锁网采用两个长度为10cm的Φ22螺纹钢，焊接固定。

上下分层网片采用焊接，水平搭接采用绑扎。

土钉钻孔，第一层必须尽靠近路面结构层下面，以增强整个路面结构层的整体性。

成孔后，保持钻机空钻10分钟，清除孔避松软土壤。

混凝土喷射添加早强剂，必须保证原材料的质量，分两层喷射，襟边混凝土必须采用喷射工艺，不可浇注。

设置喷射厚度标志，保证混凝土面板的厚度，同步喷射大板制作混凝土试块。

循环开挖、修整边坡、施作土钉、注浆、挂网、喷射混凝土工序，直至到达基底。

4.4、基坑处理、基础施工、滑板制作及箱涵的顶进

基底处理注意设置锚梁，两侧设置导向设施，实践证明，导向设备的设置是必须的，特别是对顶，需要引起技术人员的高度重视。

保证基底处理彻底，保证垫层的压实度，防止箱涵整体下沉，产生路面跳车；或因跨度大，发生不均匀沉降，产生拉应力破坏箱涵。

顶进是在箱涵基础上进行，施作了润滑隔离层，所需最大顶力远远小于铁路顶进涵在土上顶进的顶力。

由于是大开挖后的顶进施工，加换顶铁、设置压梁扣件速度快，最快班顶进15米，因此需要适当控制顶进速度，加强顶进精度控制。

为保证对顶精度，基础与工作坑底板之间硬化处理，实践证明，顶进精度控制较为容易，避免了常规顶进经常出现的扎头和抬头现象。

一侧施工完毕后，另一侧对顶时注意涵身的整体方位控制，采用三点对线，防止到位后错台形成不可挽回的外观缺陷。

4.5、防水处理

对顶到位后进行湿接缝防水，要注意两层止水橡胶带的形状，必要时采取措施固定。

顶部采用三油两毡，表面是M10砂浆抹面。

5、实施效果和体会

本工程前半幅施工，从高速公路防护，改线试运营，到顶到位，历时31天，其中顶进作业须时2.5天。

另半幅由于对顶，精度要求较高，适当控制顶进速度，顶进作业达到4天，总历时45天，其中拆除正面土钉墙耗时17天，因专家论证意见不一致和下大雨停工7天；箱身结构在顶进过程中无破损，框架对顶就位高程误差±15mm，错位误差±25mm，顶进经验证明土钉支护其工艺高效、经济、适用。

难点是降水和对顶精度控制，土钉支护是本工程的控制核心，实践证明，土钉是能够承载动荷载的，是可靠的、经济的支护方式。

相信本次工程实践将扩大土钉支护的应用范围。

参考文献：

1、最新深基坑支护工程设计施工技术标准规范实施手册

当代中国音像出版社2003年9月

2006年8月4日