本文選自北大核心期刊《施工技術(shù)》，《施工技術(shù)》創(chuàng)刊于1958年，是由中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主管，亞太建設(shè)科技信息研究院、中國建筑設(shè)計研究院、中國建筑工程總公司、中國土木工 程學(xué)會主辦，國際刊號ISSN:1002-8498,國內(nèi)刊號CN:11-2831/TU.國內(nèi)建設(shè)系統(tǒng)的國家級、核心科技期刊。

　　摘要:結(jié)合工程實例，闡述了橋涵頂進施工中常見質(zhì)量問題，提出預(yù)防及處理的技術(shù)措施。

　　關(guān)鍵詞:橋涵頂進施工質(zhì)量問題處理

　　引言

　　自2O世紀(jì)60年代初期，我國開始采用頂進方法進行橋涵的設(shè)計與施工，以滿足道路管線與鐵路的立體交叉。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，加上“頂進法”增設(shè)橋涵具有占地少，對市政交通、鐵路行車干擾少，施工進度快、質(zhì)量好的優(yōu)點，橋涵“頂進法”施工越來越廣泛地應(yīng)用于增建鐵路新線，通航線路,處理橋涵病害以及城市改造中。

　　根據(jù)不同的工程情況，橋涵頂進施工采用多種方法。如一次頂入法、對頂法、中繼間法、對拉法、解體頂進法、開槽頂入法等，其中最普遍使用的方法為一次頂入法。用“頂進法”所需的主要設(shè)備為：千斤頂、高壓油泵、液壓回路、電器集中控制臺、傳力設(shè)備。

　　1、橋涵頂進過程中的主要質(zhì)量問題

　　①后背變形過大，開裂、破壞；

　　②線路發(fā)生橫移；

　　③橋涵底板與滑板粘連；

　　④橋涵扎頭；

　　⑤橋涵涵體開裂。

　　2、主要質(zhì)量問題的預(yù)防措施

　　a.后背變形過大，開裂、破壞

　　為減輕頂進時對后背的壓力，可將滑板與后背分配梁連在一起、以增加后背的抗力。通常做法是在滑板內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋以承受拉應(yīng)力，并將這些鋼筋深入后背梁內(nèi)焊接錨固。墻背填土應(yīng)分層夯實壓密，以保證填土內(nèi)摩擦角大于30度，后背施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制圬工質(zhì)量確保圬工的強度；鋼板樁后背應(yīng)打入到設(shè)計深度。另外，在施工中有時因地質(zhì)情況不佳，后背強度不夠而需要加固時，可增設(shè)鉆孔樁樁進行加強處理(見圖1)，如果后背不牢靠，不僅影響到頂進質(zhì)量，甚至不能保證繼續(xù)頂進到位的質(zhì)量事故。

　　圖1后背墻后鉆孔樁設(shè)計

　　b.頂進橋涵發(fā)生線路橫移

　　為了防止在頂進中線路的橫移，在無覆土頂進大跨度橋涵時，采用D型梁加固，產(chǎn)生橫移是由于頂進橋涵頂面與線路設(shè)備間的摩擦。防止的辦法除在橫梁下墊鋼板外，每3～5根橫梁安裝一組倒鏈，如線路發(fā)生橫移時用倒鏈加以調(diào)整。亦可以在頂進的前方，設(shè)置一排鋼板樁或鉆孔樁防護。在現(xiàn)場實踐中，為了防止線路橫移，還可用鋼軌樁將縱梁固定。另外，在頂進中，要控制好挖土的坡度，中間支點樁周圍的土體要及時挖掉，防止支點樁受土體側(cè)壓力傾斜而造成線路橫移。

　　c.橋涵底板與滑板粘連

　　為了避免在頂進橋涵時橋涵與滑板一起滑動，通常在滑板下設(shè)置幾道抗滑橫梁(見圖2)，滑板施工完畢后在其頂面上鋪設(shè)潤滑層與隔離層。潤滑層一般用機油、石蠟和滑石粉；隔離層用塑料薄膜、油氈，根據(jù)經(jīng)驗，采用撒鋪厚度5mm的石蠟和滑石粉作為潤滑層，隔離層鋪設(shè)塑料薄膜效果比較好。另外，在橋涵底板鋼筋綁扎及混凝土振搗時嚴(yán)防隔離層被破壞而造成滑板粘連。

　　圖2抗滑地錨梁圖

　　d.橋涵扎頭

　　橋涵底板前端設(shè)“船頭坡”。“船頭坡”斷面尺寸為水平長60cm，垂直高2cm，大的橋涵也有取水平長lOOcm，垂直高10cm的。“船頭坡”與強迫頂進相結(jié)合，對較密實的土壤能糾正“扎頭”，但在軟土內(nèi)效果較差。施工時注意以下問題：

　　①千斤頂?shù)奈恢谩ＧЫ镯數(shù)捻敻C應(yīng)設(shè)于底板靠上部的位置，使頂力盡量接近阻力合力作用線；

　　②滑板預(yù)留仰坡。預(yù)留仰坡目的是設(shè)想在出現(xiàn)“扎頭”時能落到預(yù)期位置。但如何確定合理的坡度大小，目前還沒有計算辦法，一般取千分之五左右。主要視土質(zhì)情況而定。土質(zhì)密實、開挖得當(dāng)、坡度可小些；土質(zhì)松軟、含水量大則坡度應(yīng)大些；

　　③滑板預(yù)留橫縫。在頂進中，隨著橋涵逐漸被頂出滑板進入路基而產(chǎn)生“扎頭”，使滑板前端形成橋涵支點，最后迫使滑板受撓拉裂。針對這種情況，有的施工單位在滑板前部三分之一長度處預(yù)留一道橫縫(其辦法為在滑板混凝土中隔一木條)，當(dāng)橋涵重心超出滑板時，滑板即開裂，使滑板前部下沉，這樣可減少橋涵前端“扎頭”量。

　　e.橋涵涵體開裂

　　橋涵涵體有時在拆模后出現(xiàn)水平裂縫，一般多系底板與墻體分次灌注混凝土造成的。由于先灌的底板已經(jīng)收縮，而后灌的墻體收縮時則受到底板的約束而開裂；如果墻體混凝土產(chǎn)生的水化熱較大時，則促成與底板的溫差增大更易造成墻體的裂縫出現(xiàn)。

　　在設(shè)計橋涵時應(yīng)考慮混凝土收縮而產(chǎn)生的附加內(nèi)力。施工中應(yīng)做到：

　　①選擇骨料時要求混凝土有最大的密實度，拌合時嚴(yán)格控制用水量。搗固時除用振搗器外，在角隅及鋼筋較密處還要用鋼釬搗實。總之要做到盡可能提高混凝土的灌注質(zhì)量；

　　②精心養(yǎng)生，及時澆水。蒸汽養(yǎng)生升溫和降溫，每小時控制在5℃左右，不可太快。養(yǎng)生的恒溫控制在30℃一40℃，使混凝土內(nèi)部蓄熱溫度接近，以消除內(nèi)外溫差的影響；

　　③低溫入模。冬季一般控制在5℃一7℃入模，灌注后應(yīng)注意抑制混凝土中水化熱的增長速度，在24h內(nèi)不加溫。夏季高溫時，可預(yù)冷骨料，如用地下水沖洗碎石，使用水化熱較低的水泥以及加冰拌合或夜間氣溫低時施工等；

　　④保證水泥具有穩(wěn)定的性質(zhì)。要盡量采用同一個廠、同標(biāo)號、同牌號、同時期出廠的水泥；

　　⑤拆模時間宜晚不宜早。混凝土強度達到100％后才能頂進。如果在混凝土未達到規(guī)定的強度而進行橋涵頂進，將會造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。

　　3、橋涵質(zhì)量問題的處理措施

　　a.后背變形過大，開裂、破壞

　　后背雖是橋涵頂進中的臨時設(shè)施，但確是整個橋涵頂進施工的重要組成部分，后背的施工質(zhì)量好壞對橋涵頂進施工順利與否關(guān)系極大。

　　當(dāng)在頂進中發(fā)現(xiàn)橋涵不前進，后背壓縮位移，或縱向傳力柱向上隆起外崩，這都是后背破壞的征兆。對于在頂進過程中發(fā)生的后背破壞，要制作二次后背，在試頂時發(fā)生的后背破壞，要拆除進行加固。

　　如大慶市某一孔12m鐵路立交，后背為鋼板樁彈性后背，施工時鋼板樁未打入設(shè)計深度，加上35m長的頂距，在頂進到一半時，后背位移40cm，后背梁破壞，傳力柱外崩，橋涵不能繼續(xù)頂進。經(jīng)過現(xiàn)場人員的研究，廢棄原有后背，在原后背前15m處制作了二次后背墻后橋涵才得以繼續(xù)頂進。雖然最終解決了后備墻問題，但浪費了時間，增加了投入。b、橋涵頂進線路發(fā)生橫移

　　在橋涵頂進過程中，如發(fā)生線路橫移，用千斤頂整體抬起線路，加強橫梁支撐，并迅速挖掉中間支點樁周圍土體，消除土體對樁的側(cè)壓力。

　　c.橋涵底板與滑板粘連

　　當(dāng)發(fā)生滑板粘連時，要把橋涵端部底板的兩角挖開，放置千斤頂頂起橋涵，然后繼續(xù)頂進橋涵，使橋涵與滑板脫離。在哈齊線1-6m涵洞頂進時，由于滑板基底抗滑措施不到位，潤滑層及隔離層未按規(guī)定施工，在頂進時發(fā)生滑板粘連，采用上述辦法使問題得到了解決。

　　d.橋涵扎頭

　　橋涵頂進扎頭分為頂進過程中和頂進就位后，如果在頂進過程中出現(xiàn)扎頭，通常做法是在滑板前端設(shè)過渡段，換填砂卵石、泥結(jié)碎石，或打入擠實樁，以增強滑板前端土壤承載力減少“扎頭”。“扎頭”較嚴(yán)重時可在“船頭坡”下鋪墊混凝土預(yù)制板抬坡頂進，或?qū)⒌鼗�超�?0cm～30cm，然后回填碎石并鋪砂取平，在砂面上鋪墊混凝土預(yù)制板，預(yù)制板面高出橋涵底3cm～5cm，作為仰坡頂進。近些年來，經(jīng)過不斷的探索實踐，又推出了不少新的整治橋涵頂進扎頭的辦法。

　　例如在欽防鐵路某涵洞頂進中，由于橋址處的地下水位埋深1．9m～3．8m，且兩側(cè)均為池塘，地質(zhì)條件極差，用通常的基底處理方法很難滿足規(guī)范及使用的要求，經(jīng)多方研究，采用打木樁與灌注C20混凝土加舊軌排相結(jié)合的辦法進行基底處理。作法是在橋涵前端打人直徑0．2m～0．3m，長度為1．5m-2．4m的木樁，每平方米9根樁，呈梅花型布置，木樁上部鋪設(shè)間距0．2m的廢舊混凝土枕軌排，灌注0.5m厚C20混凝土。經(jīng)此種方法處理涵洞基底，涵洞頂進就位后高程均滿足了設(shè)計要求。

　　在鄭州和平路立交橋頂進時，針對橋址處水位埋深較淺，基底軟弱的狀況，采用高壓分段注漿法對基底進行處理，有效抑制了橋涵扎頭。

　　如果在橋涵頂進就位后結(jié)構(gòu)沉陷量較大，可考慮在結(jié)構(gòu)內(nèi)穿梁，用千斤頂上抬。”扎頭”過大，調(diào)整困難，在迫不得已的情況下，只好將線路架空，鑿除頂板，接高重做。

　　例如在通遼某地方鐵路增建復(fù)線時，某1—3涵洞因頂進過程中降水不到位，又缺少糾正措施，因此涵洞頂進就位后扎頭達1.2m，造成嚴(yán)重質(zhì)量事故，在采用千斤頂抬起橋涵糾正無果的情況下,施工單位在線路的另一側(cè)又重新制作后背，把橋涵頂回原位，然后加強降水,處理基底,再頂進橋涵。

　　e.橋涵涵體開裂

　　當(dāng)橋涵涵體發(fā)生開裂時，可在橋涵內(nèi)沿墻(頂)表面裂縫處鑿成20mm×15mm的V型槽口，用環(huán)氧樹脂砂漿封閉槽口，沿縫長每隔1.0m預(yù)留壓漿管口。自下而上從壓漿管口向縫內(nèi)壓入水泥漿或樹脂水泥漿。

　　4、結(jié)束語

　　橋涵頂進施工在我國已經(jīng)開展了幾十年，已積累了豐富的實踐經(jīng)驗，但是工程情況千變?nèi)f化，我們應(yīng)該更加深入的進行研究與探索，不斷完善施工工藝，避免質(zhì)量問題的發(fā)生。

　　參考文獻

　　1鐵道部第三工程局．鐵路工程施工技術(shù)手冊橋涵(中冊)．北京：中國鐵道出版社，1992

　　2王承禮．鐵路橋梁．北京：中國鐵道出版社，1993

　　3鐵道部第四勘測設(shè)計院橋隧處．橋涵頂進設(shè)計與施工．北京：中國鐵道出版社，1983