一、什么是箱涵
箱涵指的是洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞。箱涵由一个或多个方形或矩形断面组成，一般由钢筋混凝土或圬工制成，但钢筋混凝土应用较广。当新建道路下穿铁路、公路、城市道路路基施工时，通常采用箱涵顶进施工技术。
图片来源于网络
二、箱涵顶进准备工作
1、作业条件
1）现场具各“三通一平”，满足施工方案设计要求。（三通一平：水通，电通，路通，场地平整）。
2）完成线路加固工作和既有线路监测的测点布置。
3）完成工作坑作业范围内的地上构筑物、地下管线调查，并进行改移或采取保护措施。
4）工程降水（如需要）达到设计要求。
2、机械设备、材料
按计划进场，并完成验收。
3、技术准备
1）施工组织设计已获批准，施工方法、施工顺序已经确定
2）全体施工人员进行培训、技术安全交底。
3）完成施工测量放线。
三、工艺流程与施工技术要点
1、工艺流程
现场调查→工程降水→工作坑开挖→后背制作→滑板制作→铺设润滑隔离层→箱涵制作→顶进设备安装→既有线加固→箱涵试顶进→吃土顶进→监控量测→箱体就位→拆除加固设施→拆除后背及顶进设备→工作坑恢复。
图片来源于网络
2、箱涵顶进前检查工作
1）箱涵主体结构混凝土强度必须达到设计强度，防水层及保护层按设计完成。
2）顶进作业面包括路基下地下水位已降至基底下500mm以下，并宜避开雨期施工，若在雨期施工，必须做好防洪及防雨排水工作。
3）后背施工、线路加固达到施工方案要求；顶进设备及施工机械符合要求。
4）顶进设备液压系统安装及预顶试验结果符合要求。
5）工作坑内与顶进无关人员、材料、物品及设施撤出现场。
6）所穿越的线路管理部门的配合人员、抢修设备、通信器材准备完毕。
3、箱涵顶进启动
1）启动时，现场必须有主管施工技术人员专人统一指挥。
2）液压泵站应空转一段时问，检查系统，电源、仪表无异常情况后试顶。
3）液压千斤顶顶紧后（顶力在0.1倍结构自重），应暂停加压，检查顶进设备、后背和各部位无异常时可分级加压试顶。
4）每当油压升高5~10MPa时，需停泵观察，应严密监控顶镐、顶柱、后背、滑板、箱涵结构等部位的变形情况，如发现异常情况，立即停止顶进；找出原因采取措施解决后方可重新加压顶进
5）当顶力达到0.8倍结构自重时箱涵未启动，应立即停止顶进；找出原因采取措施解决后方可重新加压顶进。
6）箱涵启动后，应立即检查后背、工作坑周围土体稳定情况，无异常情况，方可继续顶进。
4、顶进挖土
1）根据箱涵的净空尺寸、土质情况，可采取人工挖土或机械挖土。一般宜选用小型反铲按设计坡度开挖，每次开挖进尺0.4~0.8m，配装载机或直接用挖掘机装汽车出土。顶板切土，侧墙刃脚切土及底板前清土须由人工配合。挖土顶进应三班续作业，不得间断。
2）两侧应欠挖50mm，钢刃脚切土顶进。当属斜交涵时，前端锐角一侧清土困难应优先开挖。如没有中刃脚时应紧切土前进，使上下两层隔开，不得挖通漏天，平台上不得积存土料。
3）列车通过时严禁继续挖土，人员应撤离开挖面。当挖土或顶进过程中发生塌方，影响行车安全时，应迅速组织抢修加固，作出有效防护。
4）挖土工作应与观测人员密切配合，随时根据箱涵顶进轴线和高程偏差，采取纠偏措施。
5、顶进作业
1）每次顶进应检查液压系统、顶柱（铁）安装和后背变化情况等。
2）运土方与顶进作业循环交替进行。每前进一顶程，即应切换油路，并将顶进千斤顶活塞后回复原位；按顶进长度补放小顶铁，更换长顶铁，安装横梁。
3）箱涵身每前进一顶程，应观测轴线和高程，发现偏差及时纠正。
4）箱涵吃土顶进前，应及时调整好箱涵的轴线和高程。在铁路路基下吃土顶进，不宜对箱涵做较大的轴线、高程调整动作。
图片来源于网络
6、监控与检查
1）箱涵顶进前，应对箱涵原始（预制）位置的里程、轴线及高程测定原始数据并记录。顶进过程中，每一顶程要观测并记录各测点左、右偏差值；高程偏差值和顶程及总进尺。观测错误要及时报告现场指挥人员，用于控制和校正。
2）箱涵自启动起，对顶进全过程的每一个顶程都应详细记录千斤顶开动数量、位置，油泵压力表读数、总顶力及着力点。如出现异常应立即停止顶进，检查分析原因，采取措施处理后方可继续顶进。
3）桥涵顶进过程中，每天应定时观测箱涵底板上设置观测标钉的高程，计算相对高差，展图，分析结构竖向变形。对中边墙应测定竖向弯曲，当底板侧墙出现较大变位及转角时应及时分析研究采取措
4）顶进过程中要定期观测箱涵裂缝及开展情况，重点监测底板、顶板、中边墙，中继间牛腿（壁板上铰接时设牛腿）或剪力（底板铰接时设剪力较）和顶板前、后悬臂板，发现问题应及时研究采取措施。
四、季节性施工技术措施
1、箱涵顶进应尽可能开雨期。需在雨期施工时，应在汛期之前对拟穿越的路基、工作坑边坡等采取切实有效的防护措施。
2、雨期施工时应做好地面排水，工作坑周边应采取挡水围堰、排水截水沟等防止地面水流入工作坑的技术措施。
3、雨期施工开挖工作坑（槽）时，应注意保持边坡稳定。必要时可适当放边坡坡度或设置支撑；并经常对边坡、支撑进行检査，发现问题要及时处理。
4、冬雨期现浇箱涵场地上空宜搭设固定或活动的作业棚，以免受天气影响。
5、冬雨期施工应确保混凝土入模温度满足规范规定或设计要求。
涵洞是为保证地面水流能够横穿公路而设置的小型构造物，一般由基础、洞身和洞口建筑组成。
涵洞通常是为了公路排水或跨越相交道路、管线以及其它障碍物而修建的结构物。
在各条公路上都拥有相当数量的涵洞，一般情况下，平原区每公里有涵洞1-3道，山区3-5道。
涵洞设计与施工的合理性，对于整条公路的造价和使用质量有很大影响。
与此同时，涵洞还与农田水利建设有着密切的关系。
2、涵洞分类（1）按建筑材料，涵洞分为圬工涵、钢筋混凝土涵和钢波纹管涵
（2）按构造形式，涵洞分为管涵、盖板涵、拱涵和箱涵。
（3）按填土高度，涵洞分为明涵和暗涵，当涵洞洞顶填土高度小于0.5m时称为明涵，当涵洞洞顶填土高度大于或等于0.5m时称暗涵。
高速公路的涵洞通常由管涵、拱涵、箱涵、盖板涵、倒虹吸涵和钢波纹管涵。
（1）圆管涵是洞身为管形的涵洞；
（2）拱涵是洞身截面顶部呈拱形的涵洞；
（3）箱涵是洞身为钢筋混凝土箱型截面的涵洞；
（4）盖板涵是洞身以钢筋混凝土板、石板等作为顶盖涵洞；
（5）倒虹吸涵是路基两侧水流都高于涵洞进出水口，且靠水流压力通过形似倒虹吸的涵洞。
3、使用条件（1）钢筋混凝土管涵适用于缺少石料地区有足够填土高度的小跨径暗涵，一般采用单孔，多孔时不宜超过3孔。
（2）钢筋混凝土盖板涵适用于无石料地区且过水面积较大的明涵或暗涵。
（3）拱涵适用于跨越深沟或高路堤
（4）钢筋混凝土箱涵适用于软弱地基、高地震烈度区及其他特殊条件地段
（5）石盖板适用于石料丰富且过水流量较小的小型涵洞。
（6）倒虹吸管涵适用于路堑挖方高度不能满足设置渡槽的净空要求时的灌溉渠道，不适用于排洪河沟
（7）钢波纹管涵适用于地基承载能力较低，或有较大沉降与变形的路基。
4、要求（1）公路涵洞所使用的钢筋混凝土强度等级不应低于C25。
（2）新建涵洞应采用标准跨径0.75、1.0、1.25、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0。其中0.75孔径适用于无淤积地区的灌溉渠，排洪涵洞跨径不宜小于1.0m。涵洞内径或净高不宜小于0.75m，涵洞长度大于15m但小于30m时，其内径或净高不宜小于1.0m，涵洞长度大于30m且小于60m时，内径或净高不宜小于1.25m，涵洞长度大于60m时，其内径或净高不宜小于1.5m.
（3）回填：涵洞两侧紧靠涵台部分的回填土不宜采用大型机械进行压实施工，宜采用人工配合小型机械的方法夯填密实。填土每侧长度不应小于洞身两侧填土高度的一倍。涵洞洞身两侧填土应对称均衡分层夯实，压实度不应小于96%。
二级及二级以上公路路堤与涵洞连接处应设置过渡段，其长度宜按2-3倍路基填土高度确定，压实度不应小于96%；当采用施工碾压机械作业时，可再增加 3~5m。对高填土涵洞宜根据实际情况处理
当采用机械填土时，须待涵洞圬工达到容许强度后，洞身两侧应用人工或小型机具对称夯填，待填方高出涵顶不少于1.0m时，再用机械填筑；
预制混凝土拱圈、盖板宽度不应小于1m，当需加宽时，可按0.5m的倍数增加，预制混凝土圆形管节长度不宜小于1m。
（4）考虑到路基施工压实方便，其涵洞间距不宜小于50m。
5、结构（1）洞身洞身是涵洞的主体，其作用一方面是保证水流通过，另一方面也直接承受车辆荷载的压力和上部填土的重量，并将其传递给地基，因此既要求它具有保证设计流量通过的必要孔径，同时又要求其本身坚固和稳定。
洞身通常由承重结构（如拱圈、盖板等）、涵台基础，以及防水层和伸缩缝等部分组成。为了便于排水，涵洞洞身应有适当的纵坡，最小排水纵坡一般要求为0.3%。
（2）洞口
洞口建筑一般由进水口、出水口和沟床加固三部分组成。其作用是平顺连接涵洞与河道，使水流进出顺畅，还起着保护路基边坡免受水流冲刷的作用。洞口类型很多，有八字式、端墙式、跌水井、扭坡式、平头式、走廊式、流线形等。
1）八字式洞口：正八字式洞口由敞开斜置八字墙构成，敞开角宜采用 20°，且左右翼墙对称。适用于河沟平坦顺直，无明显沟槽，且沟底与涵底高差变化不大的情况。当八字墙与路中线垂直时，称直墙式洞口。适用于涵洞跨径与沟宽基本一致，无需集纳和扩散水流或仅为疏通两侧农田灌溉时的情况。八字墙墙身宜为块（片）石砌筑，有条件时可做料石或混凝土预制块镶面。 当地形和水流条件要求涵洞与路线斜交时，应做斜八字式洞口。可分为斜交斜做或斜交正做。
2）一字墙式正洞口：为涵台两侧垂直涵洞轴线部分挡住路堤边坡的矮墙（端墙）， 墙外侧可用砌石椭圆锥坡、天然土坡、砌石护坡或挡土墙与天然沟槽、渠道和路基相连接，构成多种形式的一字墙式洞口。适用于沟床稳定、土质坚实的河沟以及流速较小的人工渠道或不易受冲刷的岩石河沟。当涵洞与路线斜交时，锥坡洞口宜采用斜交正做洞口，其端墙可做成斜坡式或台阶式。
3）扭坡式洞口：与渠道之间由一段变化坡度的过渡段构成。适用于盖板涵、箱涵、拱涵洞身与人工灌溉渠道的连接。 进口收缩过渡段长度宜为渠道水深的 4~6 倍，出口扩散段还应适当增长。
4）平头式洞口：常用于钢筋混凝土圆管涵和波纹钢管（板）涵，需制作特殊的洞口管节。适用于水流通过涵洞挤束不大和流速较小的情况
5）走廊式洞口：由两道平行翼墙在前端展开成八字形或圆曲线形构成，可使涵前的壅水水位在洞口部分提前收缩跌落，降低无压力式涵洞的计算高度或提高涵内计算水深，增大涵洞的宣泄能力。适用于高路堤的情况。
6）流线型洞口：由进水口端节在立面上升高形成流线型构成，平面也可做成流线型，使涵长方向涵洞净空符合水流进洞收缩的实际情况。用于压力式涵洞时，可使洞内满流；用于无压力式涵洞时，可增大涵前水深，提高涵洞的宣泄能力。适用于高路堤或路幅较宽、涵身较长的涵洞
7）跌水井式洞口：主要有边沟跌水井洞口与一字墙跌水井洞口两种。边沟跌水井洞口适用于内侧有挖方边沟的涵洞，一字墙跌水井洞口适用于一般陡坡沟槽跌水。跌水井式洞口适用于当天然河沟纵坡＞50%或路基纵断面设计不能满足涵洞建筑高度要求、涵洞进出口开挖大，以及天然沟槽与洞口高差大时，以解决天然沟槽或路基边沟与涵洞进口的连接，且仅适用于涵洞进水口。
（3）进出水口沟床加固及防护在涵洞上、下游河沟和路基边坡一定范围内，宜采取冲刷防护措施。当沟底纵坡小于或等于 15%时，可铺砌到上、下游翼墙端部，并应在上、下游铺砌端部设置截水墙，其埋置深度不小于台身或翼墙基础深度。涵洞可设置养护阶梯。
进水口沟床加固及防护应符合下列规定：
当河沟纵坡小于 10%，河沟顺直，且土质和流速许可时，可对进口采用干砌片石铺砌加固。
当河沟纵坡为 10%~50%时，除岩石沟槽外，沟底和沟槽侧向边坡以及路基边沟均应铺砌加固。加固类型应由水流流速确定，并符合下列规定：
1）当采用缓坡涵进口时，涵前沟底纵坡较陡，涵身纵坡较缓，应在进口段设置 缓坡段，其长度为 1~2 倍的涵洞孔径。
2）当采用陡坡涵进口时，涵身纵坡较大，水流呈急流状态，涵底坡度与涵前沟底纵坡基本平顺衔接，可不设缓坡段，只做铺砌加固。
3 当河沟纵坡大于 50%时，流速很大，进口处宜设置跌水井，可采用急流槽与天 然河沟连接。急流槽底每隔 1.5~2.0m 宜设一防滑墙。为减缓槽内流速，可在槽底增设加糙设施
出水洞口沟床加固及防护应符合下列规定：
1）在河沟纵坡小于 3% 的缓坡涵洞中，当出水流速小于土壤的允许冲刷流速时，下游洞口河床可不作处理。当出水口流速大于或等于土壤的允许冲刷流速时，下游洞口沟床应铺砌片石加固或设置挑坎防护。
2）在河沟纵坡为 3%~15%的缓坡涵洞中，出水口流速较小时，可对下游河床进行一般的铺砌加固，并在铺砌末端设置截水墙。其埋置深度不小于洞身或翼墙基础深度。截水墙外作干砌片石加固。出口流速较大时，采用延长铺砌石块或混凝土块，同时设深埋的截水墙。其深度应大于铺砌末端冲刷深度 0.1~0.25m。
3）在河沟纵坡大于 15%的陡坡涵洞中，其洞口末端应视河沟的地质、地形和水力 条件，可采用出口阶梯、急流槽、导流槽、跌水、消力池、消力槛、加糙等特殊加固消能设施。
（4）沉降缝除置于岩石地基上的涵洞和无圬工基础的圆管涵洞身范围可不设沉降缝外，其余沿洞身长度方向每隔 4-6m 应设置一道沉降缝。
涵洞沿洞身方向应分段设置沉降缝，防止不均匀沉降而使结构破坏。
涵洞洞身、洞身与端墙、翼墙、进出水口、急流槽交接处宜设置沉降缝，缝内宜填弹性不透水材料。
预制圆管涵的沉降缝应设在管节接缝处，预制盖板涵的沉降缝应设在盖板处的接缝处，沉降缝应贯穿整个洞身断面，波纹钢管涵可不设沉降缝。
【原创文章！转载务必申请授权，并注明作者与出处。本文仅代表个人观点，仅供参考，不妥之处，敬请指正】
公路工程造价实战之涵洞工程已经开启，欢迎加入！
如果对你有所帮助，欢迎“点赞、收藏、转发、关注”
持续为你输出原创造价干货知识
钱江晚报·小时新闻记者 吴崇远 通讯员 宗溢
12月28日22点30分，由中国铁路上海局集团有限公司上海工务大修段负责承建的2022杭州亚运会涉铁工程项目——平澜路下穿铁路立交最后一孔箱涵G#箱涵以16小时的时间顺利完成顶进作业。
平澜路下穿铁路立交工程位于杭州市，萧山区总投资约2.5亿元，西起亚运村环路平交路口，东至杭甬高速路口，道路全长约384米，连续下穿沪昆高铁、沪昆铁路两条繁忙铁路运输干线，是联通杭甬高速与亚运村主干道之一。
42天内完成7孔箱涵连续顶进的全工序作业，刷新了行业记录。在42天的时间里，箱涵累计顶程233.78米，时间紧任务重、封锁繁班次频、箱涵多顶程长，上海工务大修段高度重视，在箱涵顶进过程安排专人进行全面跟踪和督导，精确控制轴线、方位、标高等重要参数，在最短时间内高质量完成了全部顶进任务。
平澜路下穿铁路立交作为重点亚运涉铁工程将于2021年建成通车，届时将为萧山片区再添一条东西交通“大动脉”，将实现亚运村、机场高速路、高铁站的有机串联，推动亚运村片区市政服务功能不断完善，为亚运会的成功举办提供有力保障。
本文为钱江晚报原创作品，未经许可，禁止转载、复制、摘编、改写及进行网络传播等一切作品版权使用行为，否则本报将循司法途径追究侵权人的法律责任。
猜你喜欢
