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道口平改立工程框架涵顶进施工中高程失控的防范

文档作者：陈文辉文档来源：萧甬铁路电气化改造工程建设指挥部		点击数： 11 1	更新时间： 2025年04月06日
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上海铁道科技2010年第1期
遒口单改立工程框架涵顶进胞工巾高程失控昀防范
陈文辉萧甬铁路电气化改造工程建设指挥部
摘要从萧甬铁路道口乎改立工程
申框架桥硕进施工过程中容易造成
高程失控的现象，分析框架桥施工中
引起高程失控的原因，并提出预防和
处理措施。
关键词框架桥顶选高程失控措
施
萧甬铁路地处宁绍滨海冲积平原，
沿线经济发达，工厂企业密布，人口密度
大，为双线I级铁路。设计最高时速为
120km／h，后经提速改造后达到160km／h。
2006年经铁道部批复对萧甬铁路实施
电气化改造，并同步对沿线74处道口和
人行过道实施平改立工程，以实现全立
交、全封闭的目标。为减少施工对既有
线行车及运输的影响，道口平改立工程
一般都采用顶进法施工，即在既有铁路
线的一侧开挖工作坑，现浇滑床扳，在滑
床扳上浇注框架箱涵，修筑后背，同时进
行线路加固，安装顶进设备顶迸框架桥
涵(见图1)。
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图I 桥涵顶进施工法示意图
但由于萧甬铁路地质条件复杂，为
典型的软土地基，具有天然含水量大、压
缩性高、透水性差、抗剪强度低等特性，
施工顶进时很容易产生高程失控现象，
使得框架桥就位质量难以保证。针对这
一问题，结合工程实践及有关技术理论，
本文总结了部分顶进涵施工的体会，并
从施工工艺方面分析了顶进过程中预防
框架桥高程失控原因及预防控制措施。
1框架桥顶进过程中发生扎头现象的原因
在顶进施工中，框架桥由于下部支
撑情况发生变化而导致框架桥体高程位
置变化，并随着施工的进行而以抬头或
扎头现象表现出来。发生抬头或扎头现
象若得不到及时处理，必然超过设计及
规范要求，甚至影响正常使用。因此，在
了解框架桥可能发生抬头或扎头现象
的原因后，预先做了处理，这样框架桥就
位后就不至于出现超标的现象。根据现
场实际调查分析，高程失控可能出现的
部位及原因为：
(1)施工处地基承载力不一致是可能
出现高程失控现象的原因之一。因此，施
工中要注重地质报告，并在开挖过程中
随时注意土质变化及地基承载力的检
测。如顶进通道断面前后地基承载力差
异很大，框架桥就会在这个地方因受力
不均而容易产生抬头或扎头。由于萧甬
线沿线地质条件为典型的软土地基，土
质多为粘土或淤泥质粘土，故设计时，一
般都在基坑底部采用水泥搅拌桩复合地
基加固处理。线路下部及两侧由于施工
条件的限制，采用旋喷桩地基加固处理。
两种地基加固处理方式的不同，造成两
处地基承载力的变化，致使抬头或扎头
现象出现的可能性很大。
(2)当地质情况明确后，框架桥在顶
进过程中，需要注意每次挖土底面的坡
度和吃土量。如果框架桥底板超挖，框架
桥就容易发生扎头现象。如忽略这些细
节并在施工中未采取措施，必然会给以
后顶进施工造成难度。
(3)框架桥在滑板上行进及框架桥刚
下滑板时，由于船头坡的缘故，一般会出
现抬头现象；当框架桥有l，3下滑板时，
框架桥会因重心迁移，出现抬头变缓的
现象；当框架桥2．／3下滑板后，框架桥重
心就会落在土上，此时，被动土压力的合
力F形成的合力矩Fxb一般就会小于
框架桥自身的重力形成的力矩Gxb，框
架桥就会向前进方向倾斜而找到新的平
衡点，因而出现扎头现象(见图2)。
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图2 框架顶进过程力矩平衡示意图
上述现象均属施工中的正常现象，
但其扎头应有一个限度。超过这个限度，
就表明框架桥已经不在受控状态，需要
采取措施来调整框架桥状态。因此在整
个顶进施工过程中，需要勤测量、勤分析
测量数据，准确掌握框架桥的动态数据，
并准确预测框架桥以后的状况。如发现
扎头现象并有加剧趋势，可使框架桥吃
土量增加，并将挖土地面标高抬高；如趋
势比较稳，就需继续观察；如趋势变缓，
说明框架桥行进正常。
(4)在采用机械出土时，箱体底板容
易发生超挖而发生扎头现象。因此，在利
用机械出土时，底板挖土保留20era一
30em采用人工清底。
(5)在雨季施工时，容易出现框架桥
万方数据
道口平改立工程框架涵顶进施工中高程失控的防范
水倒灌而出现涵头基础被浸泡，造成涵
头地基承载力降低。如果对浸过的土不
采取措施并继续顶进，框架桥容易发生
扎头现象。因此，在雨季施工时，要采用
短掘短顶方法，并注意涵内降、排水，保
证基坑内无水干燥。
(6)：9-J脚边外框尺寸出现误差或刃脚
安装不当，增大了顶进阻力，也可能出现
抬头或扎头现象。
2施工中的预防措施
(1)设计单位应在施工条件允许的情
况之下，尽可能采取相同的地基加固处
理办法。确因条件所限必须采用不同的
地基加固方法的，应将设计地基承载力
取值尽可能相同或相近，并设置相应的
过渡段，以免地基承载力的突变而造成
扎头现象。
(2)核对地质情况。在施工过程中，要
核对设计单位提供的顶进箱涵地点的地
质资料，并检测框架桥滑板下地基承载
力是否能满足设计要求。若地质条件与
设计不符或地基承载力达不到设计要
求，由设计单位进行设计变更。如可以采
取换填等办法，以免箱涵顶迸重心在移
出滑床板端部时箱体前倾、扎头。
(3)做好施工中的防水措施。框架桥
顶进时，掌子面内必须保持干燥无水。如
遇地下水位高的情况，必须采取措施把
水位降至底板以下0．5m，以免带水顶迸
造成基底土质软化，以致箱涵扎头。
(4)合理设计滑板仰坡和框架的船头
坡。在框架桥预制时预留滑板仰坡，利用
船头坡，将高出部分土壤压入箱底，以防
框架在顶出滑床板时因支撑条件的变化
造成扎头。根据经验，滑板仰坡一般取
5％一左右，主要视土质情况而定。土质密
实且开挖得当，取5‰即可；土质松软、
含水量大，坡度应略微放大，一般以8％o
为宜。船头坡一般采用1：10的坡度。
(5)检查刃脚外边框尺寸及安装的正
确位置，以减少顶进中的阻力。
3处理高程失控现象的措施
顶进施工中虽然采取了上述预防措
施后能减少高程失控现象的发生，但由
于实际施工情况复杂多变，高程失控现
象也在所难免。出现失控现象后，可以采
取如下措施进行纠偏。
(1)顶进施工中，框架桥如发生扎头
现象，一般可以采用增大吃土量、改善土
质(换填碎石)、往框架底塞废弃混凝土
枕等方法将其调整到正常状态。相反的，
出现抬头现象，可以采用超挖的方法进
行调整。具体超挖多少，要根据现场地质
条件、抬头量大小等因素决定。
(2)扎头现象还可以通过打混凝土带
来调整。如发现扎头现象时框架桥体离
到位还有一段距离，施工中可以采用打
混凝土薄带来逐渐调整；如距离很短时，
可采用打混凝土通带方法来调节。
混凝土薄带，一般为3×2(m)、厚度在
50era左右的混凝土带。一般分别设置在
框架桥头两边，中间用碎石换填。在混凝
土薄带中一般设置两根短轨(长度深入
框架桥内50era，轨底朝上)来减小混凝
土带与涵底的摩擦，防止顶进中混凝土
带跟随框架桥一起向前移动。根据情况，
可以在混凝土带中增加锚固墩来加强带
与土的结合。顶进过程中发现土质有变
化，混凝土带的厚度和大小可以做调整。
混凝土通带，适用于要求在较短时
间内将框架桥体姿态调整的情况。混凝
土通带一般为长度与涵跨度相当、宽度
在2m～3m、深度在2m以上的混凝土构
造物。为了加强其整体性，一般配设钢
筋。混凝土通带一般设计成反楔型，防止
在顶进中随框架一起移动。混凝土通带
可在短时间内将框架桥体调整到要求，
并在以后顶进中提供一个支点。
f3)当地质情况很差，在根据设计要
求改良地质框架桥体到位后尚不能满足
使用要求时，在最后几顶(2m左右)可以
先用千斤顶将框架桥体顶起，而后用木
枕支撑框架桥，再往框架桥体与木枕架
之间安置铁板，然后继续顶进。其具体方
法如下：首先在涵尾、边墙及中心分别挖
三个基坑，浇筑钢筋混凝土，将两个千斤
顶安置在边墙下方，并在基坑周围摆放
支撑用的木枕和铁板。当千斤顶向上顶
时，要随时注意框架桥的变化。注意施工
中须顶高一点以预留一定的沉降值。
4结语
随着高速铁路时代的到来，由于桥
涵顶进施工法具有对铁路运输干扰少的
特点，已逐渐成为铁路既有线道口平改
立、增加公路下穿式立交通道中的一种
主要施工工艺。为此，我们在施工中应注
重施工方法和工序控制，加强顶进的过
程监测和控制，并及时采取措施纠正高
程失控现象，以确保箱涵顶进就位后的
高程符合设计和规范的要求。
参考文献：
【l】TBlo002．1—2005铁路桥涵设计基本规范．北
京：中国铁道出版社，2005．
【21舒文超朱健身．桥涵顶进施工中常用纠偏法
的结构受力分析．建筑技术．2002(1 1)．
责任编辑：宋飞
来稿时间：2009—12—18
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据统计，采用故障诊断和预防性维修措
施可以减少维修成本支出25％以上。
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管理。、
责任编辑：万宝安

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