1、工程概況
濱海新區(qū)中央大道工程新港四號(hào)路地道項(xiàng)目隧道工程全長(zhǎng)629m，X6節(jié)段箱體與既有疏港二線鐵路相交，交角為90°，采用頂進(jìn)施工工藝。箱涵為單箱雙室鋼筋混凝土箱形框架結(jié)構(gòu)，框構(gòu)結(jié)構(gòu)跨度16.50+16.50m，主體寬度為36.8m，軸向全長(zhǎng)18m，邊墻及中墻厚分別為1.1m和1.6m，頂板厚1.1m，底板厚1.3m，結(jié)構(gòu)凈高6.2m，結(jié)構(gòu)全高8.6m�？蚣苤黧w采用C35鋼筋混凝土，抗?jié)B指標(biāo)≥P12。
�、俟こ痰刭|(zhì)。橋址處持力層位于第Ⅰ海相沉積土層，以雜填土、亞粘土和軟土為主，地質(zhì)較差，承載力只有80KPa，在標(biāo)高為-12.19～-8.79m處有一層軟土，該層以淤泥質(zhì)土為主，局部夾淤泥及亞粘土層，屬高壓縮性土，容許承載力只有75KPa。
�、谒牡刭|(zhì)。場(chǎng)區(qū)淺層地下水屬第四系潛水，地下水主要受大氣降水補(bǔ)給并以蒸發(fā)等方式排泄�？辈炱陂g新港四號(hào)路地道場(chǎng)區(qū)靜止地下水位埋深為1.0m～2.50m，標(biāo)高為0.61m～2.31m。水位較高，不能滿足施工要求，需要設(shè)置止水帷幕并打井降水。
新港四號(hào)路地道地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有結(jié)晶分解復(fù)合類強(qiáng)腐蝕性，防護(hù)等級(jí)為三級(jí)防護(hù)。
2、施工方法
2.1鐵路路基加固
根據(jù)地質(zhì)條件，對(duì)頂進(jìn)影響范圍內(nèi)路基進(jìn)行注漿加固，防止頂進(jìn)時(shí)發(fā)生正面和側(cè)面塌方。底板以上注漿采用AB、AC也穿插加固，提高承載力采用AC液，加固范圍至基底以上2m。
注漿壓力：注漿加固地層壓力為0.3～0.5Mpa（噴頭壓力）。本加固范圍內(nèi)主要為淤泥質(zhì)土和亞粘土，且分布均勻，所以本工程的注漿率控制在30%～35%之間。鐵路下布斜孔注漿的形式。
2.2工作坑制作
工作坑采用灌注樁支護(hù)，外貼止水帷幕。鉆孔灌注樁支護(hù)樁樁徑100cm，樁間距150cm。支護(hù)樁外側(cè)采用11m長(zhǎng)Φ0.6m水泥攪拌樁做為一層止水帷幕，樁間距0.5m；支護(hù)樁外側(cè)7.5m處采用6m長(zhǎng)Φ0.6m水泥攪拌樁做為二層止水帷幕。
地基加固采用在滑板下設(shè)置間距1m的水泥攪拌樁，樁徑600mm，樁尖位于框構(gòu)底板底以下8.5m。降水井沿基坑按U形布置，與線路另一側(cè)U形組成環(huán)行布置。
工作坑計(jì)劃從距線路中心線6.35米開挖，坡度1：1.5，分兩層一次開挖，垂直路基分條開挖向后背退出。為確保鐵路路基安全，減少雨水沖刷對(duì)路基的不良影響，靠路基一側(cè)邊坡進(jìn)行掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)。
2.3滑板制作
滑板錨梁溝采用人工開挖，滑板設(shè)5‰上坡，前端標(biāo)高與橋體底板底標(biāo)高相同。滑板表面作到光滑平整，高程誤差控制在3mm之內(nèi)。澆筑時(shí)滑板混凝土采用平板振動(dòng)器振搗，平板重疊寬度不小于1/3板寬。為防止頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)扎頭現(xiàn)象，滑板面按5‰做成頭高尾低的坡度。
為防止滑板與箱體底板粘連，同時(shí)為減少啟動(dòng)阻力，滑板頂面施作潤(rùn)滑隔離層。滑板混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后，在滑板頂面施作潤(rùn)滑隔離層，其做法為表面涂2mm厚機(jī)油滑石粉混合物（混合物比例3：7），上鋪油毛氈，油毛氈接縫順頂入方向搭接并粘接牢固。最后鋪塑料布，為了防止綁扎鋼筋時(shí)損壞隔離層，在隔離層上抹2cm砂漿保護(hù)層。
2.4后背及后背梁施工
為了保證后背土體的抗力能滿足頂力的需要，后背樁采用鉆孔樁，樁間距1.2m。樁長(zhǎng)20m，滑板以下14.4m，滑板以上5.6米。為了保證后背土體的密實(shí)，在鉆孔樁施工前對(duì)后背土體進(jìn)行強(qiáng)夯處理。后背梁與滑板連為一體，防止頂進(jìn)施工時(shí)滑板斷裂跟進(jìn)。
2.5箱涵預(yù)制
框架主體采用C35鋼筋混凝土，抗?jié)B指標(biāo)≥P12.箱涵為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分兩次澆筑成型。第一次澆筑底板及60cm側(cè)墻，第二次澆筑側(cè)墻及頂板。
2.6線路加固
線路加固采用吊軌結(jié)合縱橫抬梁體系的加固方案。吊軌采用“3-5-3”制，鋼軌接頭需錯(cuò)開1.0m以上，兩端伸出路基防護(hù)樁外4.0m，吊軌與枕木用Φ20U型螺栓聯(lián)結(jié)，鋼軌采用50kg/m軌。
橫梁采用40b工字鋼，鋪設(shè)間距0.9m，接頭錯(cuò)開1.5m。鋪設(shè)橫向工字鋼時(shí)按隔6穿1進(jìn)行，確保穿完一根搗固密實(shí)一根并在工字鋼兩端用枕木垛支撐穩(wěn)固，再進(jìn)行下一根作業(yè)。縱梁采用45b工字鋼，三根一組，接頭錯(cuò)開1.5m以上，縱梁與橫梁用Φ20U型螺栓聯(lián)結(jié)，縱梁兩端支承于防護(hù)樁或枕木垛上。
2.7箱涵頂進(jìn)
①箱體頂進(jìn)原則。箱體預(yù)制成型后，當(dāng)框架主體及保護(hù)層強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100％；線路加固完成后可頂進(jìn)。
�、诎惭b鋼刃腳。鋼刃角用20mm的鋼板制作，各刃角均焊接而成，焊縫高度不小于8mm，焊接時(shí)要防止翹曲。底刃角在安裝時(shí)刃角底面與橋涵表面成一仰角，以利于切土，防止橋涵扎頭。側(cè)刃角較橋涵端面外框尺寸略大，以減小頂進(jìn)阻力。
③頂進(jìn)設(shè)備及頂鎬布置。該橋最大頂力54944.88kN，采用500t頂鎬，頂鎬的頂力按頂鎬額定頂力的60%計(jì)算，54944.88÷9.8÷（500×0.6）=19臺(tái)，頂鎬采取對(duì)稱布置，故采用20臺(tái)500t頂鎬，左右各側(cè)布置10臺(tái)。
�、茼斶M(jìn)施工�？蚣軜蝽斶M(jìn)即是開動(dòng)高壓油泵，利用頂鎬的頂力在后背的反力作用下推動(dòng)框架橋前進(jìn)，正常情況下每次頂程可為頂鎬行程的80%左右。一個(gè)頂程完成后回鎬并將分配橫梁歸位，加長(zhǎng)頂鐵以待下一循環(huán)，如此往復(fù)直至框架橋就位。
空頂。橋體在滑板上空頂時(shí)，根據(jù)偏差及時(shí)調(diào)整箱體兩側(cè)頂力，使橋體嚴(yán)格按設(shè)計(jì)軸線進(jìn)入路基，因?yàn)闃蝮w大部分進(jìn)入路基后，已經(jīng)形成了孔道，再糾正方向比較困難。
頂進(jìn)挖土。箱體頂進(jìn)過(guò)程中，墻體部分土方由人工開挖，其余土方由小型挖掘機(jī)開挖，并由裝載機(jī)、汽車配合運(yùn)輸。洞內(nèi)挖土采用2臺(tái)PC220挖掘機(jī)挖土修坡，必要時(shí)人工配合，裝載機(jī)倒運(yùn)并裝車，自卸車運(yùn)土。挖土?xí)r，嚴(yán)格掌握切土量，底板、側(cè)刃角必須吃土頂進(jìn)，挖土坡面不得陡于60°，先挖兩側(cè)，后挖中間，形成向洞內(nèi)凸出弧形，待橋體頂進(jìn)到坡面時(shí)才能挖除凸出土方，確保路基不發(fā)生塌方，保證運(yùn)行安全。
方向控制及糾偏措施。箱橋在滑板上空頂時(shí)，可由方向墩控制頂進(jìn)方向。當(dāng)箱橋脫離滑板后，通過(guò)調(diào)整兩側(cè)千斤頂布置，結(jié)合挖土來(lái)控制頂進(jìn)方向。
千斤頂調(diào)整應(yīng)與挖土及其他措施結(jié)合使用，才能收到更好的效果，當(dāng)橋體左偏時(shí)，減少左半邊邊墻、底板吃土，減少左側(cè)阻力，使橋體左側(cè)頂進(jìn)速度快于右側(cè)，當(dāng)橋體右偏時(shí)，減少右半邊邊墻、底板吃土，使右側(cè)頂進(jìn)速度快于左側(cè)，無(wú)論怎樣挖土兩邊墻外側(cè)不能挖空，邊墻吃土量不少于5㎝.為了改變橋體兩側(cè)土抗力，保證橋體正確就位，在橋體制作時(shí)，兩側(cè)預(yù)埋螺栓用以安裝鋼刃角。
3、控制措施
本工程頂進(jìn)段為X6箱體節(jié)段，由于X4節(jié)段上部輕軌托換結(jié)構(gòu)，下部為地道，地道受托換限制尺寸要求比較嚴(yán)格。X5節(jié)段總長(zhǎng)度為15.5m，為了保證本工程整體線性及道路等級(jí)，X6節(jié)段水平、高程最大偏差不能超過(guò)5cm。鑒于以上原因，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。
3.1設(shè)置迎頭樁
在頂進(jìn)前端距鐵路中心線6.35m處設(shè)置迎頭樁，采用鉆孔灌注樁，樁基參數(shù)與圍護(hù)樁一致。工作坑開挖前采用鋼絲繩與線路另一側(cè)支撐樁進(jìn)行拉錨處理，共設(shè)置14道。設(shè)置迎頭樁后，即保證鐵路路基的穩(wěn)定性，也較少了吃土頂進(jìn)的距離，對(duì)控制箱涵的偏差非常有利。
3.2路基下注漿
路基下注漿既是保證頂進(jìn)時(shí)線路前方及側(cè)方不出現(xiàn)塌方，也是大體積頂進(jìn)框構(gòu)的持力層，因此注漿效果的好壞直接關(guān)系到框構(gòu)在頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)扎頭現(xiàn)象。施工前進(jìn)行試驗(yàn)段施工，確定各施工參數(shù)，并對(duì)試驗(yàn)段注漿效果進(jìn)行檢測(cè)，承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再大面積施工。
3.3工作坑地基加固
由于箱體預(yù)制到箱體頂進(jìn)還有一段時(shí)間，因此地基加固效果關(guān)系到箱體是否會(huì)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。本工程采用20%水泥摻量進(jìn)行注漿，地基加固后對(duì)地基進(jìn)行承載力檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果大于設(shè)計(jì)規(guī)定值。本工程箱體預(yù)制至頂進(jìn)間隔時(shí)間為30d，頂進(jìn)前復(fù)測(cè)未發(fā)現(xiàn)箱體下沉。
3.4滑板船頭坡設(shè)置
為防止頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)扎頭現(xiàn)象，滑板面按5‰做成頭高尾低的坡度。在滑板頂面施作潤(rùn)滑隔離層，其做法為表面涂2mm厚機(jī)油滑石粉混合物（混合物比例3：7），上鋪油毛氈，油毛氈接縫順頂入方向搭接并粘接牢固。最后鋪塑料布，為了防止綁扎鋼筋時(shí)損壞隔離層，在隔離層上抹2cm砂漿保護(hù)層。
3.5空頂控制
橋體在滑板上空頂時(shí)，根據(jù)偏差及時(shí)調(diào)整箱體兩側(cè)頂力，使橋體嚴(yán)格按設(shè)計(jì)軸線進(jìn)入路基，因?yàn)闃蝮w大部分進(jìn)入路基后，已經(jīng)形成了孔道，再糾正方向比較困難。
3.6頂進(jìn)過(guò)程中控制
�、夙斶M(jìn)挖土。頂進(jìn)挖土?xí)r，兩邊墻外側(cè)不能挖空，邊墻吃土量不少于5㎝。
②測(cè)量控制。測(cè)量工作對(duì)箱體頂進(jìn)很重要，每頂進(jìn)一鎬（每鎬50cm，每次開挖步距50cm），測(cè)量一次高程和左右方向偏差，并做好記錄，以便根據(jù)偏差情況，采取相應(yīng)措施，及時(shí)糾偏，保證箱體順利就位。
4、結(jié)語(yǔ)
本箱涵頂進(jìn)施工歷時(shí)6天，頂進(jìn)施工箱體就位后測(cè)量結(jié)果如下：前端中線向東偏移1mm，后端中線向西偏移3mm（規(guī)范允許中線偏差為200mm）。前端標(biāo)高+15mm，后端標(biāo)高-23mm（規(guī)范允許標(biāo)高偏差為+200，-150mm），超過(guò)預(yù)定目標(biāo)。同時(shí)為大體積箱涵在軟土地基中頂進(jìn)施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
