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【摘要】通过下穿泸黄高速公路顶进项目的施工，浅埋大断面箱涵下穿高速公路顶进施工的一些方法和技术，如管井结合明排降水法、中继间法顶推技术、顶铁的设置和加固、监控测量及纠偏技术等，同时在箱涵顶进施工中遇到的行车安全、提出了施工监控及信息化管理和重点工序预防控制措施。
【关键词】浅埋;大断面箱涵;顶进;施工技术
1、前言
顶进施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管线施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、地面建筑物等，其在国外已广泛使用，在国内也逐渐普及，是一种能安全有效地进行环境保护的施工法。
顶进施工根据箱涵的结构以及现場的不同情况，可采用不同的施工方法，如一次顶入法、分次顶入法、中继间法等。箱涵顶进施工在国内外较常见，形式多样，种类较多，发.展较快，其中主要以厚覆盖层、无不良地质作用、岩土状况良好顶进为主，而在地下水丰富、砂砾石的渗透系数很大、含有大量漂石、超薄覆盖和车辆高速行驶的情况下进行箱涵顶进难度较大、施工工艺及方法难以掌握，监控、预防控制要求高。
2、工程的基本情况
下穿泸黄高速公路钢筋混凝土箱涵，箱涵长25m，轴线与高速公路正交。箱涵顶部距高速公路水泥混凝土路面高度1.5m，路基结构为砂砾石层，松散性大，在高速公路行车动荷载的作用下，容易发生垮塌，造成路面沉陷，严重影响高速公路的通行和安全。
箱涵设计为C40防渗（P8）钢筋混凝土，分两节进行预制，长度分别是12.5m和12.5m，外部尺寸为宽6.2m、高6.4m，净空尺寸为宽4.8m、高4.8m，顶板厚0.7m、侧墙厚0.7m、底板厚0.9m，每节箱涵自重615t，总重1230t。采用中继间法顶进施工，整体顶进距离为36.5m，穿越高速公路路基19.4m，顶进为上坡，坡度为0.3%。
3、施工中采用的技术
3.1管井结合明排的降水技术
在泸黄高速公路两侧开挖30米*10米（底面）的基坑，为箱涵预制顶进场地和顶进接收场地。地下水层位于地表下2.4米左右，工作坑底及顶进时箱涵底位于地下4.5米处，处于地下水位下，需对该施工工作空间进行降水。因整个基坑开挖范围大、深度大（约5米），地层为含水丰富的砂砾石层，基坑涌水量大，在箱涵预制处和顶进接收场地采用管井加明排的方式降水。
在基坑开挖线边缘设置降水管井（沿排洪沟轴线方向），每个基坑每边设3口，单个基坑设置6口，两处共12口。井深12-15米，孔径650mm，内管350mm，放入大功率深井泵，用管井抽出大量地下水。对坑底局部渗出的地下水则采用在基坑内四周开挖明渠排水。如有流沙出现，可局部采用沙袋堆码边坡及排水沟壁，将水引至基坑附近的集水坑，利用潜水泵将少量水抽出。降水达到工作坑内和顶进箱涵底板下50厘米以上无水，且不引起高速公路较大的沉降和突降。
3.2中继间顶推技术
将全部顶进段分为若干段（本工程分为2段），在各段之间设中继间，使之接力交替顶进，即前段的顶进是利用后段作为后背。所谓中继间，实际上是在顶进涵体的各段之间设置的接力顶进工作室，此工作室的内部安装有中继千斤顶，负责中继间前段的涵体顶进。中继间内的千斤顶达到最大行程后，前段暂时停止前进，而进行后一段的顶进，此时中继间千斤顶的活塞就随着后一段的前进而压缩（即回镐）。
本工程设计计算的最大顶推力为1508吨，建议每节采用4台500吨的千斤顶顶进。箱涵最大顶力一般根据如下公式计算：
P=K[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA]
式中：P—最大顶力，KN;
K—系数，一般采用1.2;
N1—箱涵顶上的总荷载，KN;
f1—箱涵上表面与顶上荷载的摩阻系数，此项系数与涵顶上表面的润滑程度有关，需由试验确定。
N2—箱涵自重，KN;
f2—箱涵底板与基地土的摩阻系数。此系数视基底土的性质，也要经试验而定;
E—箱涵两侧土压力，KN
f3—侧面摩阻系数。此系数视土的性质并经试验确定;
R—钢刃角正面阻力，视刃角的构造、挖土的方法、土的性质，同样需要经试验而定;
A—钢刃角正面积，m2
在顶进过程中随着箱涵进入路基的长度增加，与路基土的接触面积不断增大，摩阻力越来越大，在第二节箱涵开始进入路基时，千斤顶表压长时间达到42MPa（顶力达到1680吨）左右才能勉强将箱涵推动。在这种情况下液压泵里的油温居高不下，意味着千斤顶不能继续加压。随着顶进长度的增加，甚至出现了在顶第一节箱涵时，第二节箱涵有后退的情况，此时不得不增加千斤顶。
3.3顶铁的设置和加固
根据工程特点，顶铁采用P60重轨焊接制作，顶铁加工图如下：
顶铁安装和使用应满足以下要求：
1.顶铁线应与管道轴线平行、对称;
2.顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫;
3.顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常现象。
每隔5m在顶铁上焊接横向的工字钢，增加其整体性强度。同时在顶铁的上方用砂砾石填压并灌水压实。
3.4箱涵姿态的测量监控
在箱涵顶进时必须进行严格的测量监控，以确保顶进的精度。每顶一镐必须进行方向和标高的测量。并对顶程、顶力、吃土量、接缝处宽度及错台变化等进行记录。根据测量数据通过调整千斤顶的顶力调整箱涵的偏位。在预制好的箱涵底板顶进中线方向布置4个观测点。
3.5纠偏技术
箱涵在顶进中，由于所受顶进摩擦阻力不均匀影响，容易发生左右偏移、扎头或抬头现象。由于箱涵体积大、顶程长，如发生过大的高程和方向偏差，校正工作很困难。因此在顶进工作中必须树立“预防为主、校正为辅”的思想，以便稳步前进。
高程的偏差主要是通过底刃角的挖土来控制的。如果出现抬头现象，可在底刃角处适当超挖。通过顶进记录发现，一般当箱涵重心行进到开始超挖点附近时，箱涵高程才逐渐发生变化，因此这种调整方法必须避免抬头现象，应立即急速大量超挖。如果出现扎头现象，可通过加大刃角阻力来避免。刃角阻力过大会造成路基的变形加大，给线路维护带来困难。在顶进中应根据情况作适当处理。
结语：
综上所述，浅埋覆盖砂砾石层大断面箱涵下穿高速公路顶进施工技术，为解决高速公路下穿箱涵提供了一种可靠的方式方法。
参考文献：
[1]周松，杨俊龙，葛金科.软土地层大断面管幕-箱涵施工技术[J].岩土工程界，2006，9（2）
[2]李美玲，袁金荣，王秀志.大断面管幕-箱涵顶进的箱涵结构设计及稳定性分析[J].岩土工程界，2006，9
[3]茅志强.管涵和箱涵施工技术探究[J].科学中国人，2017，0（2X）.
[4]孙钧，虞兴福，孙旻，等.超大型“管幕-箱涵”顶进施工土体变形的分析与预测[J].岩土力学，2006，27（7）
作者简介：
蒋军，出生年月：1982年12月，性别：男，民族：汉，籍贯：四川广安，学历：双本，职称：中级，主要研究方向：建筑、公路、矿业。
【关键词】浅埋;大断面箱涵;顶进;施工技术
1、前言
顶进施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管线施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、地面建筑物等，其在国外已广泛使用，在国内也逐渐普及，是一种能安全有效地进行环境保护的施工法。
顶进施工根据箱涵的结构以及现場的不同情况，可采用不同的施工方法，如一次顶入法、分次顶入法、中继间法等。箱涵顶进施工在国内外较常见，形式多样，种类较多，发.展较快，其中主要以厚覆盖层、无不良地质作用、岩土状况良好顶进为主，而在地下水丰富、砂砾石的渗透系数很大、含有大量漂石、超薄覆盖和车辆高速行驶的情况下进行箱涵顶进难度较大、施工工艺及方法难以掌握，监控、预防控制要求高。
2、工程的基本情况
下穿泸黄高速公路钢筋混凝土箱涵，箱涵长25m，轴线与高速公路正交。箱涵顶部距高速公路水泥混凝土路面高度1.5m，路基结构为砂砾石层，松散性大，在高速公路行车动荷载的作用下，容易发生垮塌，造成路面沉陷，严重影响高速公路的通行和安全。
箱涵设计为C40防渗（P8）钢筋混凝土，分两节进行预制，长度分别是12.5m和12.5m，外部尺寸为宽6.2m、高6.4m，净空尺寸为宽4.8m、高4.8m，顶板厚0.7m、侧墙厚0.7m、底板厚0.9m，每节箱涵自重615t，总重1230t。采用中继间法顶进施工，整体顶进距离为36.5m，穿越高速公路路基19.4m，顶进为上坡，坡度为0.3%。
3、施工中采用的技术
3.1管井结合明排的降水技术
在泸黄高速公路两侧开挖30米*10米（底面）的基坑，为箱涵预制顶进场地和顶进接收场地。地下水层位于地表下2.4米左右，工作坑底及顶进时箱涵底位于地下4.5米处，处于地下水位下，需对该施工工作空间进行降水。因整个基坑开挖范围大、深度大（约5米），地层为含水丰富的砂砾石层，基坑涌水量大，在箱涵预制处和顶进接收场地采用管井加明排的方式降水。
在基坑开挖线边缘设置降水管井（沿排洪沟轴线方向），每个基坑每边设3口，单个基坑设置6口，两处共12口。井深12-15米，孔径650mm，内管350mm，放入大功率深井泵，用管井抽出大量地下水。对坑底局部渗出的地下水则采用在基坑内四周开挖明渠排水。如有流沙出现，可局部采用沙袋堆码边坡及排水沟壁，将水引至基坑附近的集水坑，利用潜水泵将少量水抽出。降水达到工作坑内和顶进箱涵底板下50厘米以上无水，且不引起高速公路较大的沉降和突降。
3.2中继间顶推技术
将全部顶进段分为若干段（本工程分为2段），在各段之间设中继间，使之接力交替顶进，即前段的顶进是利用后段作为后背。所谓中继间，实际上是在顶进涵体的各段之间设置的接力顶进工作室，此工作室的内部安装有中继千斤顶，负责中继间前段的涵体顶进。中继间内的千斤顶达到最大行程后，前段暂时停止前进，而进行后一段的顶进，此时中继间千斤顶的活塞就随着后一段的前进而压缩（即回镐）。
本工程设计计算的最大顶推力为1508吨，建议每节采用4台500吨的千斤顶顶进。箱涵最大顶力一般根据如下公式计算：
P=K[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA]
式中：P—最大顶力，KN;
K—系数，一般采用1.2;
N1—箱涵顶上的总荷载，KN;
f1—箱涵上表面与顶上荷载的摩阻系数，此项系数与涵顶上表面的润滑程度有关，需由试验确定。
N2—箱涵自重，KN;
f2—箱涵底板与基地土的摩阻系数。此系数视基底土的性质，也要经试验而定;
E—箱涵两侧土压力，KN
f3—侧面摩阻系数。此系数视土的性质并经试验确定;
R—钢刃角正面阻力，视刃角的构造、挖土的方法、土的性质，同样需要经试验而定;
A—钢刃角正面积，m2
在顶进过程中随着箱涵进入路基的长度增加，与路基土的接触面积不断增大，摩阻力越来越大，在第二节箱涵开始进入路基时，千斤顶表压长时间达到42MPa（顶力达到1680吨）左右才能勉强将箱涵推动。在这种情况下液压泵里的油温居高不下，意味着千斤顶不能继续加压。随着顶进长度的增加，甚至出现了在顶第一节箱涵时，第二节箱涵有后退的情况，此时不得不增加千斤顶。
3.3顶铁的设置和加固
根据工程特点，顶铁采用P60重轨焊接制作，顶铁加工图如下：
顶铁安装和使用应满足以下要求：
1.顶铁线应与管道轴线平行、对称;
2.顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫;
3.顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常现象。
每隔5m在顶铁上焊接横向的工字钢，增加其整体性强度。同时在顶铁的上方用砂砾石填压并灌水压实。
3.4箱涵姿态的测量监控
在箱涵顶进时必须进行严格的测量监控，以确保顶进的精度。每顶一镐必须进行方向和标高的测量。并对顶程、顶力、吃土量、接缝处宽度及错台变化等进行记录。根据测量数据通过调整千斤顶的顶力调整箱涵的偏位。在预制好的箱涵底板顶进中线方向布置4个观测点。
3.5纠偏技术
箱涵在顶进中，由于所受顶进摩擦阻力不均匀影响，容易发生左右偏移、扎头或抬头现象。由于箱涵体积大、顶程长，如发生过大的高程和方向偏差，校正工作很困难。因此在顶进工作中必须树立“预防为主、校正为辅”的思想，以便稳步前进。
高程的偏差主要是通过底刃角的挖土来控制的。如果出现抬头现象，可在底刃角处适当超挖。通过顶进记录发现，一般当箱涵重心行进到开始超挖点附近时，箱涵高程才逐渐发生变化，因此这种调整方法必须避免抬头现象，应立即急速大量超挖。如果出现扎头现象，可通过加大刃角阻力来避免。刃角阻力过大会造成路基的变形加大，给线路维护带来困难。在顶进中应根据情况作适当处理。
结语：
综上所述，浅埋覆盖砂砾石层大断面箱涵下穿高速公路顶进施工技术，为解决高速公路下穿箱涵提供了一种可靠的方式方法。
参考文献：
[1]周松，杨俊龙，葛金科.软土地层大断面管幕-箱涵施工技术[J].岩土工程界，2006，9（2）
[2]李美玲，袁金荣，王秀志.大断面管幕-箱涵顶进的箱涵结构设计及稳定性分析[J].岩土工程界，2006，9
[3]茅志强.管涵和箱涵施工技术探究[J].科学中国人，2017，0（2X）.
[4]孙钧，虞兴福，孙旻，等.超大型“管幕-箱涵”顶进施工土体变形的分析与预测[J].岩土力学，2006，27（7）
作者简介：
蒋军，出生年月：1982年12月，性别：男，民族：汉，籍贯：四川广安，学历：双本，职称：中级，主要研究方向：建筑、公路、矿业。