浅谈框架桥顶进施工出现的偏差问题

浅谈框架桥顶进施工出现的偏差问题
1.顶进施工适用范围及特点
顶进施工适用于铁路与公路、城市道路平交道口改造为下穿立交工程以及因新建公路穿越铁路修建下穿式立交桥工程。

与大开挖施工相比，顶进施工有以下特点：施工方便，工程质量高，安全可靠；顶进施工无基础施工，工序简单，工期短；顶进施工时对既有铁路采取特殊加固后无需中断行车，对铁路运输干扰小；框架底板受力面积大，这就使得顶进施工适用于绝大多数地质环境；与地上立交相比较，主体工程量小，可大大节约投资。

2.框架桥顶进施工方法及工艺
顶进法施工时先在设计桥位一侧开挖工作坑，然后框架桥箱体预制、背分配梁浇筑及工作坑滑板的现浇，这些均是在工作坑内进行的，同时进行加固铁路，最后顶镐借后背的反力将箱体顶入路基。

顶进施工期间要车辆要注意慢行，需设专门线路防护组随时检测加固铁路，坚决杜绝行车事故。

顶进施工的顺利进行与否与施工准备工作的好坏直接相关，所以必须做好以下准备工作：调查公路和铁路的运行情况，如列车穿越股道数目、通过间隔时间、公路交通量以及复测道路中线、高程；调查及丈量需要拆迁、征地面积，铁路所属地下管线、公路或农用涵渠；确定施工时道路的临时过渡方案和框架预制场地；同铁路有关部门、当地政府和公路管理部门签订有关协议以取得支持。

（1）施工工艺
顶桥施工流程为：施工准备→工作坑开挖→施工后背墙→滑板及后背梁→预制箱体→箱体顶进→两侧补墙→桥面护轮轨两侧栏杆→竣工验收。

（2）工作坑开挖
工作坑是进行预制和顶进工序的临时性工作场地。

工作坑内设有面上铺设润滑隔离层的滑板。

箱体在工作坑内预制，工作坑的布局关系到箱体顶进工作能否顺利进行。

（3）排除地表积水及降低地下水位
防止地表水流入工作坑内应在工作坑四周设置排水沟。

并根据地质条件及地下水情况在顶进范围内布置井点，采用人工降低地下水位，做法是：在开挖工作坑前，预先在四周埋设一定数量的滤水管，用抽水设备抽水，使地下水位降到设计坑底以下0.5—1.0m，并同时在开挖工作坑和使用过程中不断抽水。

（4）滑板、锚梁的施工
滑板必须要有足够的钢度和稳定性，采用30cm厚的C20钢筋混凝土，下面设置纵横交错的地锚梁，并在滑板下换填20cm的碎石垫层。

滑板应为头高尾低，坡度为5‰的光滑平整坡面，高程误差应保证在±3mm以内，并在表面做石蜡滑石粉润滑层以减小顶进时的阻力，同时在框架两侧5cm处设置控制顶进时的方向偏差的导向墩和导向钢轨。

（5）测量控制
每顶一镐必须进行方向和标高测量，测出箱体前、后、左、右偏差数据，而测量数据决定纠编。

在涵体顶板四角设标高观测标志，箱体前后中轴线上设方向观测标志，内墙两侧设高低观测标志，选择适当位置搭设稳的观测平台。

用水平仪、经纬仪测量箱体在顶进过程中的位置偏差，提前放出箱体尾端就位线，做好箱体顶进记录。

现场工程师应经常检查测量记录，并描绘出顶进长度与顶力的关系曲线和顶进长度与方向高差的关系曲线，利用控制图控制顶进质量。

（6）施工时要做到随挖随顶。

土方开挖在顶进涵前方的悬臂體插入土层后自上而下分层进行，根据顶进涵前方超前探测的地层土质情况确定超挖量，不允许超挖不稳定土质，在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，超挖量控制在铁路桥涵施工规范要求的标内，超挖时应做好相应的安全保护措施。

3.偏差控制的措施
对于施工质量来说，偏差控制是非常重要的，因此我们要非常熟悉偏差控制的措施。

（1）合理选择箱身纵向长宽比
如果箱身重心移动到了工作坑滑板的前缘，基底软硬不匀会使箱身前倾，出现扎头的趋势，箱身扎头会增长重心移出滑板的历程。

（2）预防和纠正“扎头”
①预防顶进“扎头”、确保箱身顶进误差不超限的必要措施有：降低地下水至开挖面以下0.5-1.0m，避免扰动基底土层；加快连续顶进速度、加强监测；设门槛接长滑板，加长重心移动滑板时间等。

人为地预先设置门槛并接长滑道板，对预防软土地基顶进“扎头”是极其重要的，应在软土地基箱形桥顶进施工中坚持和推广。

②箱身顶进偏高纠正方法
预制箱体时底板设了船头坡，顶进前进行高压旋喷桩在梁下加固，应及时发现顶进时很可能会出现的顶高现象，若高差未超过10cm可以对前面的旋喷桩控至设计标高，逐一进行量测调整。

如未及时发现，高差已经在20cm 以上，应及时加固支墩退回到理想位置，重新量测调整后再顶进。

③纠正箱身“扎头”的方法
在发现稍有低头趋后，可进一步进行强化降水，并在箱前进行高压旋喷柱或浆砌片石垛，增设混凝土垫梁或泥凝土底板，必要时可在混凝土板下增订钢板桩；应尽可能降低油顶轴线，调整刃脚坡度，强迫顶进时增加上抬力矩；启动后要快速顶进，连续作业直到完成。

（3）预防和纠正方向偏位
箱身两侧顶进阻力与油镐顶力矩不平衡是造成箱体顶进偏位的主要原因，应从产生的原因采取相应的措施。

①控制顶进偏差主要靠调整两侧挖土量进行。

应预先控制拉槽尺寸，避免超挖，否则发现偏差也无法再进行调整。

②必须在控制顶进方向底板上设置方向墩，必须在箱身入土前确保顶进方向的准确性，并尽可能向容易发生偏移的反方向适当倾斜。

③斜交顶进容易发生方向偏差，应根据与线路斜交角度计算不平衡的力矩，采用调整油顶位置来加以平衡，一旦发现顶进过程中有不符时，应及时调整。

④顶进时箱身两边的土体应尽可能保持均等一致，避免一侧紧一侧松，箱间的距离控制在10cm左右为宜，若过大则难以用圆棍相隔。

当两侧顶进时土压力控制好后，继续顶进箱身位置。

4.施工注意事项
在施工中应注意以下几方面：首先，如果在顶进过程中发生了局部塌方现象，应马上停止顶进，并组织人员抢修；其次，为防止发生意外，要求施顶人员应经过培训或具备操作许可证，机械设备要检修合格才能投入使用；再次，采用吊轨横梁法加固线路时，每经过一趟列车后，线路维修人员就要进行捡修，确保线路的几何尺寸；最后，框架顶进必须在列车行车间隙进行，施工单位要派熟悉铁路行车的人员到车站驻点，以便于掌握列车运行信息，从而向车站反馈现场情况。

5.结语
顶进法已成为铁路既有线平改立、公路下穿式立交通道一种主要的施工工艺，并被逐步推广应用。

在施工中施工单位要注重施工工序，并加强对顶进的过程监测和控制。

由于施工过程中的偏差可能对工程的质量造成较大的影响，所以要加强偏差的控制。

参考文献
[1]李俊.下穿铁路超小斜交角框架桥设计与施工研究[D].中南大学，2012.
[2]李仁涛.大跨度框构地道桥顶进施工空间有限元分析[D].北方工业大学，2013.。