城市地道桥顶进施工技术及工程实例

城市地道桥顶进施工技术及工程实例
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标准类别:交通标准
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城市地道桥顶进施工技术及工程实例

关键技术要点1.工作井设置:工作井是顶进施工的起点,需根据地质条件和顶进距离确定其尺寸和结构形式。2.顶进设备选择:千斤顶的数量、吨位及布置方式直接影响施工效率和精度。3.土体控制:通过降水和注浆技术稳定土体,防止塌方。4.监测与纠偏:实时监测顶进过程中的位移、沉降等数据,及时调整施工参数以避免偏差。

工程实例某城市铁路立交桥改建工程中,采用顶进施工技术修建了一座下穿铁路的地道桥。该工程位于繁华市区,地面交通繁忙,传统开挖法难以实施。项目团队首先在远离铁路的位置预制了钢筋混凝土框架,然后通过液压千斤顶将其从工作井顶入预定位置。施工期间,通过对土体进行分层注浆加固,有效控制了地表沉降,确保了铁路正常运行。最终,地道桥成功建成,工期较传统方法缩短了约40%,且未对周边环境造成明显影响。

总之,城市地道桥顶进施工技术以其高效、环保的特点,在现代化城市建设中发挥了重要作用,为复杂地质条件下的地下工程施工提供了可靠解决方案。

轨道和列车荷载换算土柱高度及分布宽度表

注:1.表中换算土柱高度系数是按非无缝线路道床顶宽和铺设钢筋混凝土轨枕计算的,当铺设无缝线路时,其换 算土柱高度应增加0.1m,铺设木枕时q/gdw 11479-2015标准下载,其换算土柱高度应减小0.1m,分布宽度不变; 2.重度与本表不符时,需另计算土柱高度;

表中换算土柱高度系数是按非无缝线路道床顶宽和铺设钢筋混凝土轨枕计算的,当铺设无缝线路时,其换

表摘自《铁路路基设计规范》(TBJ10001一99)附录

经验表明,内摩擦角?值大于5°的黏性土在一般情况下最危险的滑动圆弧的下缘通 过坡脚,对于路堤其上缘又多见于轨枕端部或线路中心附近。当已知最危险滑动面的圆心 轨迹及圆弧上、下缘的大概位置后,只要试算几个圆弧即可获得最危险滑动面的圆心位 置,并求得其稳定系数Kmin。 按《铁路路基设计规范》(TBJ10001一99)的规定,对软土地基上铁路路堤的稳定性 检算,其最小稳定系数Kn,在不考虑列车荷载作用时采用1.15~1.25;考虑列车荷载

作用时采用1.05~1.15

地道桥顶进所克服的各种阻力之和为顶力,顶力大小与箱体重量、润滑隔离层的力学 性能、路基土质、施工方法等因素有关。正确地确定顶力,对决定选用顶进设备及进行后 背设计,使其既简易合理又有一定的安全储备来说极为重要。

(1)启动阻力,即克服箱体自重产生于滑板上的粘结力、真空吸附力及静摩阻力。 启动顶力系数可取0.6~1.0,在滑板上空顶顶力系数为0.2~0.6;采用气垫或水垫 起重顶力系数可降低0.3~0.4。 (2)箱体自重底板与基底土的摩擦力,其摩擦系数视其基底土的性质经试验确定,当 无试验资料时可采用0.6~0.8。 (3)由水平压力引起箱体与土的摩擦力,其侧面摩擦系数视土的性质经试验确定,当 无试验资料时可采用0.6~0.8。若箱体外壁与土层间的空隙注人触变泥浆,能使箱体受 到润滑和浮力而减阻,表面摩擦力会减小一半以上。 (4)带土顶进箱体前切土阻力,视刃脚的构造、挖土的方法、土的性质不同,同样需 要经试验而定。无试验资料时,黏性质土用500~550kN/m²,卵石土用1500~1700kN/ m²(箱身前允许超挖时可不计)。 (5)箱体顶部以上垂直压力引起的摩擦力,采用便梁加固线路架空时可不计。

(2)当土与箱体侧墙混凝土间的附着力大于土的抗剪强度时,土会因局部受剪破坏而 随箱体移动。 (3)采用气垫、水垫、接长滑板、加注膨润土触变泥浆等措施,都能直接起到减小摩 阻系数的作用。 (4)挖土质量、降水效果、顶进速度等情况都会影响f值的大小,因此在选择时要 细致周密地予以综合考虑。 (三)箱体顶力简易估算 在铁路上采用便梁架空再顶进箱体,两侧土压力较小,则顶力主要来自箱体底部土的 摩阻力,计算公式可简化为:

斜桥顶人路基的偏转力矩是随着边墙外土压的增大而增加的,为了使顶力中

I—两侧土压力合力的中心距离(m); a一斜偏顶力合力中心距桥体轴线距离 (m)。 对斜交箱形桥顶进人土后分阶段计算出斜偏顶 力,按即时千斤顶工作顶力确定开启斜偏千斤顶的 台数及位置,作为理论斜偏操作程序,因为影响顶 进偏差的因素很复杂,应结合实测偏差进行矫正, 阻止箱体偏转。

第五节后背、滑板及润滑隔离层工艺设计

后背位于工作坑后部,是顶进施工时千斤顶的承力面,承受顶进时的水平反力。后背 和滑板是临时构筑物,但对顶进施工十分重要,应根据顶力大小、地形地貌、土质、机具 设备及运输等条件来选定,但必须安全可靠,才能确保顶进施工顺利进行。

(1)要有一定的刚度,压缩变形要小。 (2)具有足够的承载力和稳定性,不致因顶力大而坍塌。顶前后背能承受背后土体的 水平推力。 (3)后背土体应一致,压缩均匀,以免顶力大时后背倾斜。 (4)后背壁面应平整,垂直于箱体中轴线,便于安装顶进设备。后背宽度应根据单位 宽度提供的土抗力和设计顶力确定(包括斜桥顶进斜偏顶力),其位置应与千斤顶布置相 对应。 (5)后背设置应留有补强余地。当后背的水平反力不足时,可将后背梁和滑板联成整 体;亦可采用串联式后背使其整体反力满足最大顶力的需要。

(三)整体浇筑式钢轨混凝土后背 当台后是湖塘或道路已经修筑完成不具备利用原土修筑的情况下,可来用滑板与后背 连接一体的钢轨钢筋混凝土整体式后背。但耗用材料多,一般箱身较小,单宽顶力不大的 情况下,经技术、经济比较后慎用。 单宽顶力在1500kN/m²以上时,因后背造价过高,宜从箱身结构考虑采取中继法或 加气垫、水垫等辅助手段。

软土地基常用的板桩式后背设计的一般顺序是:计算土压力、桩的入土深度、最大弯 矩、锚拉力、桩和锚的尺寸、验算其稳定性。 (一)板桩墙设计原则 1.板桩墙稳定 钢板桩可按顶端锚系板桩设计,将千斤顶顶力的施力点布置在被动土压力的合力点 上,使最大顶力发生时保持板桩墙的稳定。 2.板桩墙设计 先确定土压力,然后作板桩人土深度、拉锚及板桩强度计算,并作板墙在各施工阶段 的稳定性计算。 3.板桩强度计算 (1)当工作坑开挖时,可将板桩视为上端锚系点至下端零压点的后支梁,按一般静力 28

tg(θ+o) ab A= (H+a)²

式中FB被动土压力(kN/m);

每1m宽度上总被动土压力表

Ms K 二 ≥1.5 M.

N. K ≥1.5~1.3 N

a=2m,b=2m,H=5m ab 2X2 =0.0816 (H+a)² (5+2)²

桩后土的破裂角按下式求得:

工作坑底水平面的桩后主动土压力(按1m宽计算):

1 A ×19.6(5+2)²×0.231=111.0kN/m

工作坑底面水平线以下,桩前填土被动土压力,侧压力系数为:

工作坑底面水平线以下,桩后填土主动土压力,侧压力系数为

=tg²(45°+)=tg²(45°+)=3.70

设工作坑底面以下,钢板桩后所受主动土压力强度为oa;钢板桩前同一高度内的被动 土压力强度为o;桩后产生主动土压力的土层深度为y。

22.4D3+179.76D=336.98 D=1.27m

22.4D3+179.76D²=336.98

桩顶拉杆每隔2m设一组,每组拉杆为上下并列的两根钢筋所组成,一端与钢板桩顶 的槽钢焊接紧,另一端则焊接于锚桩上,拉杆长采用12m。 4.钢板桩稳定及抗压力计算 (1)求稳定系数K。:对A点取力矩,已算得P~Ps对A点的力矩总和为∑MA= 336.98kN·m。基坑底板下,桩前被动土压力P为:

页拉杆每隔2m设一组,每组拉杆为上下并列的两根钢筋所组成,一端与钢板桩顶 接紧,另一端则焊接于锚桩上,拉杆长采用12m。

(1)求稳定系数K。:对A点取力矩,已算得P~Ps对A点的力矩总和为≥ 6.98kN·m。基坑底板下,桩前被动土压力P为:

P= (67.2X1.95)X1.95 =127.6kN

M6849.60 K。= =2.52>1. ZMA336.98

(2)求抗压安全系数:顶进时共设置16台5000kN千斤顶分布于箱涵端部两侧,每 则8台(每台效率按0.7计算),则每侧最大设备顶力为: S7=8X5000X0.7=28000kN

采用的每侧最大设计顶力为:

钢板桩后产生的被动土压力为

F/2=53300/2=2

F/2=53300/2=26650kN

深圳市嘉康食品有限公司施工组织设计Ep=30680kN

Mmax √ X1004.4X1.8+117.9X1.8X 2 =1045.44kN·m 5

1045.44X10 W =1978cm² [o] 21000

某道路强电电缆沟工程施工方案2 板桩最大弯矩截面

100 W (5308+839)=8195>4978cm 75

(四)后背梁的设计 后背梁的作用是使顶力均匀地传递到钢板桩及后背填土上,所以后背梁与钢板桩的接 触面的大小,主要由钢板桩的强度及开槽时土的稳定控制。后背较宽时,后背梁也较长, 不得不使纵向钢筋增加,故多按顶力设备的布置情况,将后背梁适当地分成若干段,使梁 的计算长度变短,就使主要受力钢筋转到垂直方向上,从而减少钢筋用量。 后背梁的内力,一般可按均匀反力的连续梁计算,其断面计算则可按钢筋混凝土的破 损阶段计算,并采用较低的安全系数,一般可用K=1.1~1.2,只要保证钢筋应力低于

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