顶进施工中解决涵体抬（扎）头现象的方法

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从建国到现在，我国铁路经过若干次大的建设，现在在广阔的中国大地无处不见正在奔驰的火车。铁路曾经为我国社会主义建设做出了不可磨灭的贡献，但随着时代发展，我国现有的铁路资源已经不能满足人民生活的需求。铁路部门为了更好为人民服务，提高自己的市场竞争力，在短短几年之间铁路经历五次大的提速。为了适应这一趋势，更有效的利用既有铁路的资源，在铁路建设方面一般采取对既有铁路改造方式。在既有铁路改造中，平改立工程一般都采取顶进方法来施工。采取顶进方式施工相比便线施工投资少，建设周期短，对铁路运营影响时间短等特点，但相较而言也存在较大的安全隐患。下面我将总结我对荷日铁路顶进涵施工的体会，并提出一定见解。
    一、 涵体顶进过程中发生抬（扎）头现象的原因及容易出现的区域
    顶进法施工的涵体一般为箱涵，底板与涵体为一个整体。在顶进施工中涵体因为下方地质情况不尽相同发成涵体微倾，并随着施工的进行而以抬（扎）头现象表现出来。顶程长且未采取有效措施时都可能发生抬（扎）头现象。荷日铁路在增Ⅱ线开通以前顶进桥涵都未出现抬（扎）头现象，而在增Ⅱ线开通以顶进的桥涵或大或小都存在抬（扎）头现象。这是因为增Ⅱ线开通以前顶进涵顶程在15米左右而滑板就有13米，顶进全程几乎全在滑板上，涵体作力点都在滑板上，涵体不易发生抬扎头现象；而增Ⅱ线开通以后的顶进涵顶程均在25米以上，涵体必须在土面上行进10米，当地质条件不良时极易发生抬扎头现象。发生抬扎头现象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。当顶程较长时也提供给我们调整涵体形态的时间距离也长，所以只要采取有效的方法，顶程较长的顶进涵一般在到位后均可满足施工规范要求。因此在了解涵体可能发生抬扎头现象的区段，并预先做了处理，这样涵体到位后不至于出现超标的现象。根据现场实际调查分析，抬扎头可能出现的区段及原因为：
    1）首先可以根据施工处土质来分析是否可能出现抬（扎）头现象。因此，施工中要注重地质报告并在开挖过程时要随时注意土质变化。如某个断面前后土质差异很大，涵体就会在这个地方因受力不均而抬扎头现象；当土质为砂质土发生抬扎头现象可能性很大，因此这种地质就需必须措施，为以后的工作减小的难度。当地质情况一定后，在涵体在行径过程需要注意每次挖土底面的坡度和吃土量。如果吃土或坡度太大，涵体的可能发生抬扎头。如忽略这些细节并未在施工中采取措施，必然给以后工作造成难度。
    2）涵体在滑板上行径及涵头刚下滑板时，由于船头坡的缘故一般出现抬头现象；涵体当有1/3下滑板时，涵体会因重心迁移就会出现抬头变缓的现象；当涵体2/3下滑板后涵体重心就会落在土上，涵体就会因前后地质情况差异而出现扎头现象。上述现象均属正常现象，但其抬扎应有一个限度。超过这个限度就表明涵体已经不在正常状态，就需要采取措施来调整涵体状态。因此在整个顶进施工过程中，需要勤测量，勤分析测量数据，准确掌握涵体状态，并预测涵体以后的状态。如通过超平记录发现抬头现象并有加剧趋势首先应该将涵体吃土量减少并将挖土地面标高下降；如趋势比较稳就需继续观察；如趋势变缓说明涵体行进正常。如荷日线K181+0301-12m 钢筋混凝土小桥，该桥地质为黄砂土并且小里程侧有少量的淤泥土，设计采用悬喷桩改善地质情况。该桥在预制完成和强度达到要求这段时间内，涵体静态发生倾斜，涵体有“掉肩”现象。在顶进开始就采用两侧打混凝土薄带、中间换填碎石垫层并采用旋喷桩改善土质。即有采取这些措施涵体在滑板上行径时平稳但当涵尾脱离滑板的瞬时涵尾两侧平均也下降了20cm，造成涵头前挑。因为在施工中采用措施使得涵尾两侧平均下沉，调整涵体“掉肩”状态，为以后的工作减小难度并积累了经验。
    3）双线铁路一般两线路基受压时间不同，两次填筑路基土质不同。因此双线顶进时，涵体容易在两路基结合处（两线间）发生抬（扎）头现象。在顶进到达两线交界处时要加大测量次数，减少吃土量，发现问题及时采取措施调整。否则容易造成涵体到位后超标，甚至涵顶与加固横梁相碰，给以后顶进加大难度，提高工程费用。
    4）在采用机械出土时，涵体容易因吃土太多而发生抬扎头现象。因此，在利用机械出土后，必要时可以安排人工清底。
    5）在雨季施工时，要作好防雨措施，避免涵体水倒灌而出现涵头策土被浸泡的现象。如果对浸过土不采取措施并继续顶进，涵体容易发生扎头现象。因此，在雨季施工时，要采用短掘短顶方法并注意涵内排水问题。
    二、  处理抬（扎）头现象的措施
    1）顶进孔径在5米以下涵洞时，涵体如发生扎头现象一般可以通过采用增大吃土量、改善土质（换填碎石）、往涵底塞废弃混凝土枕（混凝土枕底面朝上，塞入涵内侧1m并有一定坡度）等方法将调整到正常状态；涵体如发生抬头现象可以也可通过减小吃土量，挖短横沟或加载（将弃土向涵头堆放）等方式来调整涵体状态。
    2）大跨度涵体顶进时如发生扎头现象可以通过打混凝土带来调整。如发现扎头现象时涵体尚离到位还有一段距离，施工中一般都采用打混凝土薄带来逐渐调整；而当如距离很短时一般采用打混凝土通带方法来调节。
    混凝土薄带，一般为3×2m、厚度在50cm左右的混凝土带。一般分别设置在涵头两边，中间用碎石换填。在混凝土薄带中一般设置两根短轨（长度深入涵体内50cm，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涵体一起相前移动。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。荷日线K205+3411-9m混凝土框构涵预制时未考虑线路加固方法而造成了涵顶与加固梁底高差不能满足要求的情况。施工中从顶进施工一开始，便采用人工清底并且坑底设置一定坡度等方法来增加涵顶与横梁底的距离。在顶程到一半时，涵顶与加固横梁之间高差可以保证，但涵体也出现了前后高差较大的现象。如不采取措施继续顶进，涵体到位后必然不能满足规范要求。根据现场实际情况，施工中采用打混凝土薄带来逐渐调节涵体姿态。经过数次调整涵体到位后，涵体前后高差已控制在施工规范要求范围之内。
    混凝土通带，一般适用于要求在较短时间内将涵体姿态调整的情况。混凝土通带一般为长度与涵跨度相当、宽度在2-3米、深度在2米以上的混凝土构造物。为了加强其整体性一般配设钢筋。混凝土带一般设计成反楔型，防止在顶进中带被推跑。混凝土通带可在短时间内将涵体调整到要求，并在以后顶进中提供一个支点。荷日线巨野站内K224+6121-8m 框构采用这种方法，涵体前后水平均不超过规范要求。当涵底要预留管线通道时可以将通带分为两部分，为管道预留通道。
    当地质条件特别恶劣时，在根据设计要求改良地质涵体到位后尚不能满足使用要求时，在最后几顶（2米左右）可以先用千斤顶将涵体顶起，而后用木枕支撑涵体，再往涵体与木枕架之间安置铁板，再继续顶进。其具体方法如下：首先在涵尾、在边墙及中心分别挖三个基坑。分别浇筑钢筋混凝土，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，要随时注意涵体的变化。施工中要多顶高一点预留一定的沉降值。K181+0301-12m采用这种方法后涵体最终满足规范要求。
    涵体顶进过程中顶柱一般都用弃土掩埋并用机械压实，减缓因顶进涵水平及方向的改变产生的偏心力对涵体方向的影响。施工中涵体水平方向发生较大变化，就需设置分配梁来重新分配各个顶柱的受力。分配梁分为装配式和就地浇筑两种。装配式一般采用废弃钢轨焊接而成；就地浇筑式为现浇铸混凝土，并在浇筑混凝土时将顶柱的头也浇筑进去，使其成为一个整体。分配梁的作用就是将后背梁位置前移，缩短后背梁与顶进涵体间的距离，更好控制涵体的水平、方向等问题。装配式分配梁具有安装方便的优点，在实际施工中一般12米设置一道分配梁便可收到良好的效果。
    顶进法已成为增加公路下穿式立交通道一种主要的施工工艺，并被逐步被推广应用。在施工中施工单位要注重施工工序，将一个合格的产品交给业主，才可以赢得更大的市场！只有这样才能履行“以质量求市场”的口号，提高企业经济效益，提高企业的市场竞争力。