1、淺談穿京珠高速盾構法頂進箱涵監理工作的體會吳明中（湖南和天工程項目管理有限公司，北京鋼鐵學院，100083）摘要：本文以長沙市雨花區王家咀泵站低排管涵工程京珠高速下穿頂進箱涵為例，詳細的介紹了頂進箱涵施工工藝。關鍵詞：頂進箱涵；鋼盾構；施工Discussion on the supervision work of the jacking box culvert in the high speed shield tunneling methodWu mingzhong（Hunan and Tian Engineering Project Management Co., Ltd. Beijing

2、iron and Steel Institute, 100083）Abstract：This paper, Yuhua District, Changsha, Wang Tsui pump low row pipe culvert engineering of Beijing Zhuhai Expressway wear jacking box culvert for example, detailed introduces the jacking box culvert construction process.Key words：Jacking box culvert；Steel shie

3、ld；construction收稿日期：基金項目：作者簡介：吳明中（1965），男，本科一、工程簡介：該工程為長沙市雨花區王家咀泵站低排管涵工程京珠高速下穿箱涵線路中線與京珠高速公路G4相交于K1500+600處，軸線與高速公路斜交夾角45°。箱涵長88米，寬9.1米，高3.8米。箱涵采用盾構法頂進，設中繼間，頂進箱涵分五節，14+20+20+20+14米預制。該箱涵頂進長度是目前中南地區乃至全國較長的具有代表性的工程。工程特點：1、本箱涵工程鋼筋砼涵較長，凈空較低，自重達到3000噸，施工工藝相當復雜，由于該處工程地質條件較為復雜，京珠高速公路G4一直通車運營中，地質勘探未能在高速

4、公路路界碑內取得勘探資料，需要結合現場的實際情況，施工頂進難度相應增大。2、在頂進施工期間，為確保高速公路的正常營運安全，必須加強與高速公路管理部門密切聯系，發現路面沉降或隆起異常情況時，及時進行處理，以保證公路車輛的安全運行。3、頂進施工作業對各種工藝和施工整體配合有嚴格要求，要求整體工序工藝協調密切，環環相扣，特別在頂進過程中更是如此，按施工方案控制好每一步應做工作。二、“鋼盾構”法施工簡介 鋼盾構法特點是在保留傳統頂涵施工方法工藝的基礎上，對箱涵頂進路基支護進行了大改革，管刃切土改為平刃切土，用鋼構支撐來保持公路坡比，提高了施工的安全性和適用性。“鋼盾構”由活動盾構座掘進機構，鋼構支撐架

5、控制機構，輔助機構等五大部分組成，采用該方法既在第一節箱涵前裝配鋼構支撐架作為箱涵頂進時路基的施工支護，同時根據不同地質情況超前測量地質承載力和箱涵定標標高，以便及時處理“抬頭”現象，安裝在盾構座內的掘進機構其組合的外輪廓尺寸與箱涵外輪廓尺寸基本相同。鋼盾構中滯后的土體在鋼構支撐架下形成掘進坡比，鋼構支撐架和鋼架同時成為承擔周邊恒載，活載等所有荷載的主要支撐體。施工中的盾構座和每組掘進機都在路基內形成獨立體。使用時掘進機構相繼錯開推進。箱涵掘進斷面化成若干個小斷面掘進，使箱涵推進時只需清除箱涵底板前方部分坡比土體。三、“盾構法”頂進箱涵施工監理工作控制關鍵環節體會（一）箱涵最大頂力的驗算P=K

6、N1f1+(N1+N2) f2+(2E1+8E2) f3+RA(1)P最大頂力(2) N1箱涵頂面上荷重，N1=A1+ A2+ A3其中A1=汽車荷載A2=箱涵頂面上土柱重A3=鋼盾構頂板上土柱重(3) f1箱涵頂上表面與頂上荷重的摩擦系數，取f1=0.3(4)N2箱涵重量(5) f2箱涵底板與基底土的摩擦系數，取f2=0.7(6) E1兩側土壓力(7) E2箱涵內中心土對鋼板的土壓(8) f3箱涵側向摩擦系數，取f3=0.5(9) R鋼刃角的正面阻力；A鋼刃角正面積，由于本工程采取的特殊方案，RA=0(10) K安全系數：取K=1.2 箱涵最大頂力的計算是否符合實際情況，箱涵頂進的成功與否的

7、關鍵是頂進設備油頂選型的關鍵。經驗證明，上述參數選擇符合實際頂進要求。參考標準：1GBJ141-2008,給水排水構筑物工程施工和驗收規范2GB50268-2008，給水排水管道工程施工和驗收規范3GB50204-2002,混凝土結構工程施工質量驗收規范4GB50026-2007,工程測量規范（二）保證箱涵外形尺寸準確，線條平直和箱涵的施工質量是頂進箱涵的重點控制環節。 1、模板工程為保證箱涵外形尺寸準確、線條平直和砼內實外美，內外模板均采用1.5m*1.2m的大塊模板，邊墻倒角采用特制的整體角模，以保證砼澆筑質量的外觀；箱涵外模板支架采用鋼管支柱式支撐，內模板支架采用承插型扣式鋼管支架，頂板

8、及實體段橫向間距60cm，底板及立墻處的橫向間距為90cm，箱涵的縱向間距60cm，步距120cm，剪刀撐用48mm*3.5mm鋼管搭設，整個支架的橫向、縱向和水平方向都用剪刀撐加固。每一塊模板設4根14的對拉螺桿將內外側支撐鎖緊，確保模板直立順平整，不出現鼓肚，錯茬現象。 2、鋼筋工程箱涵鋼筋制作嚴格按照公路橋涵施工技術規范及設計圖紙箱涵鋼筋布置圖注明排列順序循環配置，鋼筋布置時要確保砼凈保護層厚度按設計要求。直徑在16mm以上鋼筋采用雙面搭接焊接頭，16mm以下采用電焊或鋼絲綁扎接頭，其搭接長度35d和同一截面內鋼筋接頭數量按不超過50%綁扎和安裝鋼筋以前，嚴格按照施工圖先做鋼筋排列間距等

9、各種樣尺寸作為排列的依據，其次在立好的模板或澆好的基礎上，劃出中心線向西邊排列，鋼筋相交點必須全部扎牢。 3、砼澆筑工程 箱涵砼澆筑按規范二次進行施工，第一層澆筑底板到邊墻倒角上處止水帶中間，第二層澆筑箱涵從下倒角上面止水帶中間處以上邊墻及頂板。箱涵為C30砼（抗滲標號P8）商品砼，采用汽車泵泵送，插入式振動棒搗固，箱涵邊墻的施工縫不應設在同一水平線上，施工縫在下一層砼澆筑前必須鑿毛，以利施工縫處砼的結合。（三）中繼間的施工要求 本箱涵采用鋼盾構法結合中繼法頂進施工，箱涵分五節預制，節與節之間應設置抗推筋。由于頂進作業時，節與節之間相互擠壓，中繼間底板接觸面及油頂與砼接觸面預埋20mm鋼板，防

10、止損壞砼結構。在頂進作業的過程中，為防止箱涵以外的路基土方形成空洞及凌空面，造成高速公路路基的沉降，中繼間頂進量為0.75米，在兩個中繼間的箱涵底板、外側、頂板預埋及安裝20mm鋼板。中繼間底板鋼板后節與前節箱體必須進行相互搭接，后接箱涵底須預埋鋼板與后節箱體施工時預埋緩解形成一個整體。在頂推施工過程中中繼間底板的摩擦為鋼板與底板的摩擦，最大限度地減少施工頂進的阻力。為防止中繼間頂進過程中箱涵節與節錯位，在施工箱涵砼時側墻及頂板預埋四塊限位導向架（采用28b工字鋼20mm鋼板作材料）。（四）箱涵“鋼盾構”的制作與安裝要求 1、中繼間底板設置導向鋼板作為底板，并在中繼間設置鋼套板作連接，并用工字

11、鋼管把它聯結焊牢固。 2、鋼盾構制作安裝箱涵的施工時已進行鋼構支撐底板預埋，安裝鋼構支撐架套板，并安裝盾構設備，在底板上安裝支撐骨架和鋪設鋼板焊接，仿99軍用梁作頂梁，邊板和頂采用鋼板鋪設，以組合成“盾構體”。 3、箱框幾何尺寸修整砼箱涵前端面為盾構與推梁、柱接觸面，甚不平整影響推梁，及柱的傳動性能與盾構偏行，必須要時箱涵上端面進行修整。為便于安裝減阻板，且長軸方向不允許箱涵任何部分截面大于盾構截面，保證其整個箱涵順利取土。修整時將箱涵頂進全部停止，處理完成后面頂入土，目的是減少箱涵與土體之間的摩擦。（五）箱涵千斤頂的布置 1、由于盾構整體與框構套連成一個整體并一起作用運動，可先用兩套頂，再由

12、兩套經改裝后的液壓操縱臺來控制，主體采用10臺320t油壓頂布置于頂進箱涵末端按合力的軸線方向布置。設置千斤頂來推動整個箱涵的前進。 2、中繼間千斤頂的布置的施工中繼間共設一套液壓頂，采用后節箱涵作后背推動前節箱涵的前進，并隨調節中繼間的油頂設置，中繼間的油頂分別由一套液壓操縱手控制，計算好頂進過程中的合力的作用線，設置糾偏千斤頂，按照力的合解線來調整油頂的位置。（六）箱涵頂進的控制 1、本工程采用盾構法頂進施工，它屬于切削泥土，人力定位出土，帶公路坡比頂進，掘進時，各掘進機構將它推進20cm后，箱涵底板前滯后的坡比土轉出相同距離，并推進箱涵一工作循環，轉出土方與頂進工作循環交替進行。上部土方

13、由轉出機構前刃切割下落。當作業如遇石方或鋼筋砼等障礙物，人工可視情況采用氣動風鎬掘進來消除障礙。 2、施工及頂進掘土 2.1掘進機構中安排監理工程師或監理員現場旁站，配合技術員、施工員監控洞內的方向及高程。 2.2在施工過程中，遇到障礙和石頭，必須采用風鎬一小段一小段進行鑿除，并盡量減小對土體的擾動。 2.3盾構內坡比土采用人力挖土、運輸，機械運轉至指定堆放場地，并在場地做好排水措施。 3、試頂作業開頂前，應進行試頂，做好路基的檢查，頂進設備的檢查；將液壓操作臺布置在箱涵尾部地板上，安裝頂珠，液壓油泵，調試液壓系統，檢查千斤頂功能有無異常，管路是否泄漏，逐步加大油壓力推動箱身，測定起動力，檢查

14、后背和公路路基的變化情況。 4、傳力柱的制作及接長傳力柱本箱涵由于施工頂力大，利用千斤頂較多，頂進距離又長，要求傳力柱數量較多，約12*90=1080米。箱涵頂進每走一個循環后，應接長傳力柱，本箱涵的頂進距離較長，約90米以上，傳力柱的穩定受力應予以高度重視，否則已發生起拱、頂完等情況，甚至引起傷人事故，因此在此一方面改進傳統的傳力柱。 5、箱涵頂進施工 5.1基底處理完畢后即刻頂進，基底暴露時間不宜過長。 5.2箱涵頂進過程中應觀測油泵的工作壓力數值，如有異樣，則應停止頂進，查找問題，以防止頂進設備損傷及其他事故發生，解決問題后，再行頂進。 5.3頂進過程中應根據上一循環制定出的糾偏措施，積

15、極實施糾偏。 6、頂進糾偏 左右糾偏為利用油頂非均勻布置來完成，在頂進過程中，盡量使整個箱涵受力均勻，左右頂程保持一致，勤觀測和檢查，找出偏差趨勢和出現偏差原因，及早處理。 6.1 中線的控制：在頂進過程中，油頂按箱涵受力的軸線均勻布置于箱涵底板尾部，使整個箱涵受力均勻，左右頂程保持一致，挖土應兩側對稱，勤觀測和檢查，找出偏差趨勢和出現偏差原因，及早處理。其處理方法為（以沿頂進方向為準），當左側偏移時，千斤頂的左側緩慢頂進，而右側的千斤頂鎖定油壓，直到符合測量的中線為止，右側則相反。6.2水平控制：在頂進過程中控制好底部基礎的挖土，防止“抬頭”和“扎頭”的現象，當出現“抬頭”時，可以適當采取超

16、挖的辦法來進行調整，當出現“扎頭”時，采取欠挖基礎土方或通過對基礎進行一定的處理，并采用調節前盾構座底板的挖土來消除出現的偏差。 7、頂進控制及施工監測 7.1建立人工記錄與觀測：在后背以后的某一位置設立觀測儀器，每頂完一個行程，且不得超過1米，對箱涵進行中線和水平的檢查，并作好記錄。 7.2盾構的檢測：在盾構的前后設置一水平中線點，框箱每進一個行程對其進行水平、中線的監測，并對測量成果予以分析，及時發現及解決問題，做好“鋼盾構”行走軸線圖記錄。 7.3在公路上左右兩幅框架橋對應的位置（左、中、右）共設置12個觀測樁點，每天三次觀測公路的沉降變化情況。 7.4在頂進中注意觀察油壓的變化情況，并作好記錄，對出現的異常情況予以分析解決。 7.5在中繼間建立觀測點，注意箱體前后節變高及位移的變化，以便對施工頂進方案進行調整。（七）高速公路交通措施 1、本工程從高速公路安全營運為主題，采用的施工方法為“鋼盾構”頂進法，此方法原理為脫殼減阻法，將箱涵與高速公路整體接觸面分解成若干接觸面。能保證高速公路路面最小化的擾動，保證高速