工程建設(shè)中圓管涵頂推法施工的應(yīng)用

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摘要:介紹了頂推施工方法的分類(lèi)、優(yōu)點(diǎn)以及作為涵洞施工的一種技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用。圓管涵在下穿既有公路、鐵路路基的施工中難度很大，結(jié)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(xiàng)等。

關(guān)鍵詞:圓管涵；頂推法；公路工程

在公路工程建設(shè)中，圓管涵作為農(nóng)村農(nóng)田灌溉和路面排水導(dǎo)流起到極大的作用。但遇到圓管涵要下穿過(guò)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(wù)。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(lèi)、優(yōu)點(diǎn)

頂推法施工按頂推力的施加位置不同，一般分為單點(diǎn)頂推法和多點(diǎn)頂推法。單點(diǎn)頂推法適用于頂進(jìn)管不是很長(zhǎng)、管徑不是很大，重量相對(duì)較輕的管體;多點(diǎn)頂推法適用于頂進(jìn)管較長(zhǎng)、管徑較大的受土體摩阻力大的管體。單點(diǎn)頂推的優(yōu)點(diǎn)是:1)頂推設(shè)備簡(jiǎn)單，可利用預(yù)應(yīng)力張拉或者頂進(jìn)施工的設(shè)備;2)由于是單點(diǎn)施力，無(wú)需千斤頂同步啟動(dòng)、同步運(yùn)行等，操作控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單。多點(diǎn)頂推的優(yōu)點(diǎn)是:1)由于各道管節(jié)上都要安裝頂推千斤頂，相對(duì)土體摩阻力會(huì)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(zhǔn)備工作→施工放線→開(kāi)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(shè)備就位→頂推施工→圓管涵進(jìn)出水口施工。

2．2頂推力計(jì)算

根據(jù)所頂推的圓管自重荷載、施工荷載、預(yù)定的頂推施工方案，以及通過(guò)試驗(yàn)所得圓管與土體的摩擦力系數(shù)，計(jì)算出施工過(guò)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(hào)和數(shù)量。頂推力F可用下式計(jì)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)，通常可取1．2。

2．3設(shè)備選擇

通過(guò)計(jì)算出來(lái)的頂推力，參照表1選擇適合的千斤頂。實(shí)際頂推力不應(yīng)小于計(jì)算頂推力的2倍(見(jiàn)表1)。

2．4頂推作業(yè)坑及背墻的施工

在路兩側(cè)選取較平整的一側(cè)，沿圓管涵中線、邊線開(kāi)挖出一個(gè)長(zhǎng)方形的坑，開(kāi)挖深度參照設(shè)計(jì)圖紙要求的流水面底標(biāo)高。開(kāi)挖長(zhǎng)度、寬度應(yīng)參照?qǐng)A管直徑、長(zhǎng)度以及施工操作人員的數(shù)量，并且考慮留出施工時(shí)的富余空間。施工作業(yè)坑是頂推施工重要的工作場(chǎng)地，可以說(shuō)頂推作業(yè)全部在此完成。背墻的澆筑、頂推設(shè)備千斤頂?shù)陌卜?、圓管的安放及人員操作等都在這一場(chǎng)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(jié)構(gòu)體，其強(qiáng)度和堅(jiān)固性要能夠承受千斤頂?shù)姆醋饔昧?。在硬化混凝土的坑底上牢固安放兩根槽鋼或鋼軌，作為頂推圓管的導(dǎo)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(jìn)行。

2．5頂推施工

當(dāng)背墻的混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度即可進(jìn)行頂推施工，頂推施工前，先在鋼筋混凝土墻的預(yù)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(yùn)到圓管外倒掉，將圓管放置在導(dǎo)軌上，在頂推設(shè)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(diǎn)偏高，往往會(huì)出現(xiàn)隨著頂推不斷施力而使圓管向下傾斜。開(kāi)啟頂推設(shè)備，將圓管緩緩頂推進(jìn)入路基，如果圓管內(nèi)徑能容下一個(gè)人進(jìn)入，就派人進(jìn)入圓管，把頂進(jìn)前端的土挖出一定深度并將土運(yùn)出管外。調(diào)整千斤頂?shù)闹С虚L(zhǎng)度，再次開(kāi)啟頂推設(shè)備將圓管頂入。如此反復(fù)數(shù)次，直至將圓管全部頂入到設(shè)計(jì)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(yīng)符合表2的規(guī)定。

3頂推法施工應(yīng)符合的規(guī)定

3．1地基

1)頂推施工作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和涵洞上部既有建筑的結(jié)構(gòu)安全要求，采取必要的支擋圍護(hù)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(jié)構(gòu)的安全。2)施工作業(yè)坑的基底承載力應(yīng)能滿足頂入圓管的要求，如果不滿足應(yīng)加固處理。

3．2施工作業(yè)坑

1)需頂入路基兩側(cè)的任一側(cè)都可作為施工作業(yè)坑的選擇場(chǎng)地。開(kāi)挖時(shí)應(yīng)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(duì)其造成擾動(dòng)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(yīng)平整光滑，底面應(yīng)粗糙抗滑，以有利于圓管的頂進(jìn)。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(jìn)過(guò)程中圓管栽頭。用白灰粉準(zhǔn)確劃出圓管外緣線，以控制在頂進(jìn)過(guò)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(shè)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(xiàng)

1)頂推圓管涵施工前，應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及周?chē)髦苊芗?xì)致的調(diào)查，并制定專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)方案報(bào)監(jiān)理工程師審批，包括對(duì)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(jì)算和驗(yàn)算，對(duì)在雨季或其他復(fù)雜條件下施工時(shí)的保證措施。2)在頂推施工中，人工進(jìn)入圓管掏土?xí)r，根據(jù)土質(zhì)情況掏入深度最多不超過(guò)20cm，且隨掏隨頂以防止坍塌。嚴(yán)禁將掏好的洞擱置造成塌方。3)頂推施工宜連續(xù)進(jìn)行，不宜長(zhǎng)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(jìn)行處理，再進(jìn)行頂推施工。4)在多節(jié)圓管頂進(jìn)施工時(shí)，圓管與圓管間對(duì)節(jié)處的防水處理，一定要按設(shè)計(jì)要求做牢固密封好。5)頂進(jìn)過(guò)程中，隨時(shí)監(jiān)測(cè)圓管的受損、偏位以及背墻的變形情況。上有鐵道或其他構(gòu)筑物要監(jiān)測(cè)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(shè)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(dāng)施工作業(yè)坑底低于地下水位時(shí)坑內(nèi)會(huì)積水，應(yīng)采取井點(diǎn)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(xiàn):

［1］JTG/TF50—2011，公路橋涵施工技術(shù)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(cè)———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(cè)有限公司