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下穿高速公路斜交框架桥顶进施工技术研究
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2018/9/13 8:59:16  

摘要:湘潭市昭山示范区昭云大道下穿京港澳高速公路工程K2+819.505顶进框架桥为2×17.0m分孔独立式顶进框架桥,采用斜交斜做。该框架桥采用“小步、快跑”策略的门式盾构系统进行顶进和就位,结合具体施工过程确定施工注意事项,为类似桥型的施工提供参考依据。

关键词:框架桥;顶进;盾构;

1工程概况

昭云大道下穿京港澳高速公路,交叉点处里程为公K2+819.505,交叉角为80.0°,设置2×17.0m分孔独立式顶进框架桥,框架桥斜交斜做。昭云大道为城市主干道,双向六车道布置。下穿京港澳高速公路道路半幅横断面布置为:5.0m(非机动车道及人行道)+12.0m(机动车道),单幅框架路幅宽度为17.0m,道路分两幅独立式框架桥下穿京港澳高速公路。机动车道的设计车速为50km/h,设计荷载为城-A级,人群3.5kN/m2。顶进框架桥为2×17.0m孔独立式顶进框架,框架内机动车道净高不小于5.2m,非机动车道净高不小于3.5m,人行道净高不小于2.5m,框架桥顶板至公路路肩处覆土厚度不小于1.8m。顶进框架桥上的公路荷载为公路-I级。2×17.0m分孔独立式顶进框架桥,单幅框架桥路幅宽17.0m,框架顶板厚1.2m,侧壁厚1.2m,底板壁厚1.25m,机动车道净高不小于5.2m。左右幅框架桥结构高分别为8.05m和6.25m。

2主要施工方案

框架顶进时在高速公路路肩的反侧设计临时抗推墙,以防止高速公路路面因框架顶板移动所产生的摩阻力导致高速公路路面变形。高速公路路基和路面防护采用管棚打入和门式盾构相结合的方式。框架出入口附近设置路基防护桩,桩径1.5m,桩长12-15m,嵌岩深度不小于3m,防止框架顶进时带动路基土体松动和出入口翼墙施工时路基垮塌。在框架的顶部及外侧面非岩石位置预先打入管棚,以防止顶进过程中路基局部坍塌影响上部高速公路行车安全,框架顶上的长管棚打入后,两段预先支撑在两侧设置的门式支撑上。框架出入口处设置4根桩径1.5m、桩长13m的管棚支撑桩及2根钢管桩支架及管棚支撑梁,框架侧面钢花管支撑在双层门式支架上。框架内侧墙之间间距为80cm,在框架内侧墙预留Φ10cm@250cm注浆孔,待框架顶进就位后注浆密实中间土体,框架顶上及外侧墙土体利用Φ245mm@40cm钢花管注浆密实。顶进框架桥采用“小步、快跑”策略的门式盾构系统进行顶进和就位。

3“小步、快跑”施工策略

该桥门式钢盾构顶进过程中采取化整为零的方法,将框架桥与高速公路的施工接触断面分成十余个小工作断面,分节顶进,每次顶进尺量较小,保持每一小时顶进一次,施工中不用封路。由于该框架桥为2孔独立式顶进框架且距离较近,故采取先顶进一孔的试顶和顶进工作,在保证安全性的前提下,再进行另一孔的施工。本次顶进施工日夜不间断进行,并对顶进过程进行全程监控,通过对盾构系统水平及竖向变形、框架桥轴向偏位及高程、高速公路路面沉降及水平推移量和高速公路路面裂缝四个方面进行监控,确保施工过程中的安全性。

4主要施工工艺

4.1顶进前的准备工作

准备工作包括工作坑的施工、滑板的制作、框架的预制、地基梁的制作,并按规定对千斤顶和油泵进行校正和标定,并符合千斤顶、油泵、压力表的技术参数。

4.2顶进过程

框架桥养生强度达到100%,并且就位基坑处理完毕后,可以顶进。本工程采用盾构法顶进施工,它属于切削泥土,人力定位出土,带公路坡比顶进,掘进时,各掘进机构相继推进后,将钢架桥底板前滞后的坡比土转出相同距离,并推进框架为一工作循环,转运土方与顶进工作循环交替进行。上部土方由掘进机构前刃切割下落。框架顶进施工主要有以下几个方面:

一是施工及顶进掘土。作业人员、顶进设备全部到位后开始顶进。在每次顶进前应检查液压系统、传力设备、后背和滑板等变化情况,发现问题应及时处理。每掘进机构中安排1名熟练工来操作出土,由技术员、施工员统一指挥,顶进时,作业人员应站在安全地带,及时处理切削后的洞内的方向和高程。在施工过程中,前面挖掘机配合挖土,为了保证作业人员的安全,应根据土层的性质按进行放坡,遇到障碍和石头,不要冒进,采用风镐一小段一小段进行凿除,并尽量减小对土体的扰动,及时回填留下的孔洞。盾构内坡采用人工挖土、运输,机械装运至指定堆放场地,并在场地做好排水措施。顶进过程应连续作业,采取8小时不停三班倒作业,加快作业循环,以保证工期和施工安全性。每次顶进后接换顶铁和顶柱时,应按轴线方向调直,并应与横梁和后背垂直,其接触面应与钢板楔紧。顶柱上方应及时压土,保证传力设备的稳定性。

二是施工监控。根据相关规范和昭云大道下穿京港澳高速公路顶进框架桥设计文件,本项目施工监控的目标与精度如下:每节框架桥轴线偏差≤200mm;每节框架桥高程偏差≤1%顶程并偏高≤150mm、偏低≤200mm;相邻两节框架桥高差≤50mm;高速公路路面沉降量≤10mm。

4.3纠偏措施

顶进过程中发现轴线偏差,应分两种情况进行处理。第一,当桥体斜度较小时,可调整轴线两侧顶力进行矫正。第二,当桥体斜度较大时,可利用横梁和千斤顶对桥体侧向用力,来进行矫正。

5结语

昭云大道下穿京港澳高速公路工程K2+819.505顶进框架桥采取“小步、快跑”策略的门式盾构系统进行顶进和就位。实践证明,这一举措节约了施工时间,增加了施工的安全性,为类似桥型的施工提供了参考依据。

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