工程建設中圓管涵頂推法施工的應用

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摘要:介紹了頂推施工方法的分類、優(yōu)點以及作為涵洞施工的一種技術在工程建設中的應用。圓管涵在下穿既有公路、鐵路路基的施工中難度很大，結合公路工程圓管涵頂推法施工，著重闡述了圓管涵頂推法施工的工藝、注意事項等。

關鍵詞:圓管涵；頂推法；公路工程

在公路工程建設中，圓管涵作為農(nóng)村農(nóng)田灌溉和路面排水導流起到極大的作用。但遇到圓管涵要下穿過既有公路、鐵路路基等施工的情況，施工難度很大。既要保證交通暢通，不能因施工造成阻塞，又要順利完成施工任務。頂推施工不失為一種比較理想的施工方法。

1頂推法施工的分類、優(yōu)點

頂推法施工按頂推力的施加位置不同，一般分為單點頂推法和多點頂推法。單點頂推法適用于頂進管不是很長、管徑不是很大，重量相對較輕的管體;多點頂推法適用于頂進管較長、管徑較大的受土體摩阻力大的管體。單點頂推的優(yōu)點是:1)頂推設備簡單，可利用預應力張拉或者頂進施工的設備;2)由于是單點施力，無需千斤頂同步啟動、同步運行等，操作控制系統(tǒng)簡單。多點頂推的優(yōu)點是:1)由于各道管節(jié)上都要安裝頂推千斤頂，相對土體摩阻力會小一些;2)各道管節(jié)上所需的千斤頂噸位較小一些。

2圓管涵頂推法施工工藝

2．1施工流程

施工前準備工作→施工放線→開挖頂推施工作業(yè)坑→施工作業(yè)坑硬化→澆筑頂推背墻→施放中線→圓管就位→頂推設備就位→頂推施工→圓管涵進出水口施工。

2．2頂推力計算

根據(jù)所頂推的圓管自重荷載、施工荷載、預定的頂推施工方案，以及通過試驗所得圓管與土體的摩擦力系數(shù)，計算出施工過程中所需的頂推力，以確定頂推施工所需的千斤頂規(guī)格、型號和數(shù)量。頂推力F可用下式計算所得:其中，F(xiàn)為頂推力;N為頂推總重力，kN;μ為靜摩擦系數(shù);i為頂推坡度修正系數(shù);K1為安全系數(shù)，通?？扇?．2。

2．3設備選擇

通過計算出來的頂推力，參照表1選擇適合的千斤頂。實際頂推力不應小于計算頂推力的2倍(見表1)。

2．4頂推作業(yè)坑及背墻的施工

在路兩側選取較平整的一側，沿圓管涵中線、邊線開挖出一個長方形的坑，開挖深度參照設計圖紙要求的流水面底標高。開挖長度、寬度應參照圓管直徑、長度以及施工操作人員的數(shù)量，并且考慮留出施工時的富余空間。施工作業(yè)坑是頂推施工重要的工作場地，可以說頂推作業(yè)全部在此完成。背墻的澆筑、頂推設備千斤頂?shù)陌卜?、圓管的安放及人員操作等都在這一場地，所以要求坑底硬化、坑四周土體的硬化或圍擋必須保證穩(wěn)固，而且坑底硬化要保證一定的厚度。背墻是承受千斤頂反作用力壓力的重要結構體，其強度和堅固性要能夠承受千斤頂?shù)姆醋饔昧ΑＴ谟不炷恋目拥咨侠喂贪卜艃筛垆摶蜾撥?，作為頂推圓管的導向，而且大大減小圓管與坑底的摩擦力，有利于頂推作業(yè)的順利進行。

2．5頂推施工

當背墻的混凝土達到一定強度即可進行頂推施工，頂推施工前，先在鋼筋混凝土墻的預留圓孔處將土體挖出一定深度的圓洞，深度視土質(zhì)而定。將挖出的土運到圓管外倒掉，將圓管放置在導軌上，在頂推設備前后放置木塊，以防止因施力而打滑。千斤頂頂推圓管施力的位置需在圓管下半部，即圓管外徑的1/3～1/4處。若頂推作用點偏高，往往會出現(xiàn)隨著頂推不斷施力而使圓管向下傾斜。開啟頂推設備，將圓管緩緩頂推進入路基，如果圓管內(nèi)徑能容下一個人進入，就派人進入圓管，把頂進前端的土挖出一定深度并將土運出管外。調(diào)整千斤頂?shù)闹С虚L度，再次開啟頂推設備將圓管頂入。如此反復數(shù)次，直至將圓管全部頂入到設計位置。

2．6頂推圓管涵施工質(zhì)量

頂推圓管涵施工質(zhì)量應符合表2的規(guī)定。

3頂推法施工應符合的規(guī)定

3．1地基

1)頂推施工作業(yè)前，應根據(jù)地質(zhì)條件和涵洞上部既有建筑的結構安全要求，采取必要的支擋圍護和地基加固措施，保證在頂推施工中，涵洞本身所涉建筑及周邊結構的安全。2)施工作業(yè)坑的基底承載力應能滿足頂入圓管的要求，如果不滿足應加固處理。

3．2施工作業(yè)坑

1)需頂入路基兩側的任一側都可作為施工作業(yè)坑的選擇場地。開挖時應根據(jù)其地形土質(zhì)及施工需要確定，施工作業(yè)坑的邊緣距既有公路、鐵路及其他建筑物必須留有足夠的距離，確保施工不對其造成擾動和施工安全。2)施工作業(yè)坑內(nèi)圓管下墊的鋼軌或墊板中心線必須與圓管涵中心線在同一條線上，所墊物表面應平整光滑，底面應粗糙抗滑，以有利于圓管的頂進。調(diào)整其前高后低，坡度宜為0．2%～0．5%的仰坡，視作業(yè)坑內(nèi)的地基承載力而定。承載力大取小值，承載力小取大值，以防止在頂進過程中圓管栽頭。用白灰粉準確劃出圓管外緣線，以控制在頂進過程中圓管的偏位尺寸。3)所處施工作業(yè)坑內(nèi)的背墻承受頂推設備反作用力的承載力要滿足要求。邊坡保證足夠穩(wěn)定，防止滑落坍塌，給施工造成不必要的影響。

4注意事項

1)頂推圓管涵施工前，應對現(xiàn)場及周圍作周密細致的調(diào)查，并制定專項施工技術方案報監(jiān)理工程師審批，包括對地基承載力、邊坡穩(wěn)定性、施工所用頂推力及后背墻承載力的計算和驗算，對在雨季或其他復雜條件下施工時的保證措施。2)在頂推施工中，人工進入圓管掏土時，根據(jù)土質(zhì)情況掏入深度最多不超過20cm，且隨掏隨頂以防止坍塌。嚴禁將掏好的洞擱置造成塌方。3)頂推施工宜連續(xù)進行，不宜長期停置，防止地下水滲出以及上部荷載作用而使土體坍塌。一旦發(fā)生坍塌立即進行處理，再進行頂推施工。4)在多節(jié)圓管頂進施工時，圓管與圓管間對節(jié)處的防水處理，一定要按設計要求做牢固密封好。5)頂進過程中，隨時監(jiān)測圓管的受損、偏位以及背墻的變形情況。上有鐵道或其他構筑物要監(jiān)測其沉降變形，若出現(xiàn)偏差立即采取控制措施予以糾正。6)雨季施工要在施工作業(yè)坑上搭雨水棚，并在雨水棚的外沿下面做好排水設施，防止雨水流入坑內(nèi)。并且要做好施工作業(yè)坑周邊的排水工作，防止周邊的地表水流入坑內(nèi)。當施工作業(yè)坑底低于地下水位時坑內(nèi)會積水，應采取井點降水或其他排水方法將地下水降低或引流，使坑內(nèi)穩(wěn)固安全，避免施工作業(yè)坑內(nèi)積水影響正常施工。

參考文獻:

［1］JTG/TF50—2011，公路橋涵施工技術規(guī)范［S］．

［2］中交第二公路工程局有限公司．公路橋梁施工系梁手冊———梁橋［M］．北京:人民交通出版社，2018．

作者：武效玲 單位：山西施宇公路工程質(zhì)量監(jiān)測有限公司