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摘要：随着我国城市建设发展步伐的加快，城市道路穿越铁路及城市主要干道多采用下穿框架桥形式，故顶进法施工被逐步推广应用。本文结合工程实际详细介绍了顶进施工的技术方法和质理保证措施。
关键词： 框架桥 施工技术控制措施
一、工程概况
由拳路是嘉兴市东西向的城市Ⅱ级主干线，设计的下穿沪昆铁路的机动车道净宽2孔9.0m，净高≥4.5m；非机动车道净宽2孔8.0m，净高≥2.5m，箱身顶板距轨底的距离≥80cm。道路中心线与沪昆铁路相交于沪昆铁路下行线K114+156处，铁路上下行线间距为4.9m,线路为R=940m缓和曲线，为无缝线路，混凝土轨枕，上下行线间距为4.9m。道路中心与沪昆铁路切线垂线夹角：上行线α1为2.16° ，下行线α2为1.7°。详见施工总平面布置图示。
铁路主体部分主要工程为下穿沪昆铁路的四孔分离式框架，规模为8m+9m+9m+8m, 框架长度15m,两端各接3m开口箱；离A#框架2m处设1孔直径1.5m钢筋混凝土燃气套涵，长度21m,采用C15混凝土方包，两端各接一个检查井。
本工程的建设单位为嘉兴国际商务区投资建设有限公司，代建单位为杭州市地方铁路开发有限公司，设计单位为中铁上海设计院集团有限公司，监理单位为四川铁科建设监理有限公司，施工单位为浙江铁道建设工程有限公司。
二、顶进施工方法及技术措施
1、施工方法
本工程框架顶进采用切土顶进，边顶边挖方式。
1.1、顶力计算
框架桥最重1孔约为1300吨,切土顶进，顶力计算如下：
F=ηN=1.2*1300=1560噸；
油顶顶力为500吨/只，布置4只油顶，最大顶力为2000吨＞1560吨；
每只油顶顶力为1560/4=390吨。符合计算要求。
1.2、框架顶进顺序
本工程结合施工总体顺序及规划，以尽量减少对铁路行车干扰的影响，新建4孔框架和燃气套涵，先顶进A箱和施工燃气套涵，再依次顶进B箱、C箱、D箱，顶进采用D24便梁加固线路，并拖挂D16便梁。（详见便梁架设图）
2、顶进施工措施
2．1准备工作
包括顶进设备的检查、安装和调试。
顶进设备分为液压系统和传力设备。主要检查液压元件、管路接头、仪表等是否正常，以及检查千斤顶的行程是否与设计相符，顶铁或传力设备是否足够完好。在设备安装完成后须进行调试，全面检查液压元件是否可靠，千斤顶功能有无异常，管路有否泄露，调整电接点压力表和压力继电器的保安值，调整溢流阀的作用压力等。
2．2试顶
当箱身砼达到要求强度，顶进设备安装调试完毕，测量仪器安置稳妥，作业分工明确后，就可进行试顶进，全面检查设备情况及顶进的状态。
2．3顶进作业
按照箱身顶进顺序，分别进行顶进。为加快顶进速度，昼夜不间断顶进。挖土时严格掌握切土量，严禁超挖，开挖底面的标高应根据当时箱身是否抬头、扎头的情况来确定。
安放顶铁或传力柱须保持与顶进箱身的中轴线顺直一致，与后背梁垂直，每列顶铁或传力柱要与千斤顶成一直线，每完成一个循环就要更换或填补不同规格的顶铁或顶柱，传力柱每隔4m设置一道横隔联系梁，使传力柱横向稳定。顶进时注意观察传力柱受力情况，防止崩垫伤人，当箱身的顶进行程太大时，如继续以填方顶铁的形式进行作业容易造成传力柱弓起崩出，此时必须在传力柱顶上用槽钢桩横铺，所有的顶铁必须楔紧，各列顶铁松紧程度应相同。
为确保箱身顶进的方向和高程，顶进前必须在顶进的后方设置观测点，布置好观测基准桩，观测点距后背要保持一定距离，以免后背变形而影响观测结果。观测点有经纬仪及水准仪各一台，在顶进过程中箱身每前进一顶程，即对箱身的轴线、横向及高程进行观测，并做好详细记录，发现偏差及时通知顶进指挥人员采取措施，纠正偏差。
施测过程中，对所有的仪器及工具要经常检查，中线观测点和水准基点经常核对，如有变位或过大误差时要及时校正，否则将影响测量精度。箱身就位后，应尽快上碴，恢复线路，以确保行车安全。
顶进工艺见 “箱身顶进作业流程图”
箱身顶进作业流程图
三、顶进方向控制及纠偏
要使箱身顶进方向不致偏斜，布置千斤顶时应严格根据箱身轴线方向进行布设，使千斤顶合力作用线与道路中线平行，并与箱身阻力的作用线重合。
箱身入土后，应注意挖土断面正确，使顶进所挖的土孔与箱身方向一致。
3．1、箱身方向纠偏方法
3．1．1、用增减一侧千斤顶的顶力：即开或关一侧千斤顶法门，增加或减少千斤顶顶力数。如向左偏，即关闭减少右侧千斤顶，向右偏则反之操作。
3．1．2、开动两边高压油泵调整：如向左偏就开左侧高压油泵，向右偏就开右侧高压油泵。
3．1．3、后背顶铁（柱）调整：在加换顶铁时，可根据偏差的大小，将一侧顶铁楔紧，另一侧顶铁楔松或预留间隙。如箱身前端向右偏，则将左侧顶铁预留间隙，开泵后，则右侧先受力顶进，左侧不动.调整时应摸索掌握规律性，并注意箱身受力不均时产生的变化状况。
3．2、纠正箱身“抬头”的方法
当箱身“抬头”量不大时，可将箱身前开挖面挖到与箱底面平或稍作超挖。如“抬头”量较大，则多超挖一些，在顶进中逐步调整，当情况好转时，便应酌情停止超挖以免又造成箱身“扎头”。
3．3、纠正“扎头”的方法
扎头发生的原因：箱身开始顶进时，首先是沿着工作坑滑板的上坡度前进，当箱身前端顶出滑板1/3后，由于箱身自重，造成滑板前端的土壤压缩，而此时箱身端部正进入线路，由于受力不均匀使滑板端部下沉，出现裂纹，箱身开始低头在箱身重心移出工作坑滑板后，低头更为显著。而当箱身继续前进，尾部脱离滑板前后，往往滑板断裂，箱尾下降，使坡度逐渐回升，然后比较平稳地前进，直至就位。在这过程中，为了防止过大的方向及高程误差，除加强观测，认真预防外，还必须及时校正。倘若造成过大偏差后，再行校正则较为困难。可采去下面的方法进行校正：
3．3．1、吃土顶进：挖土时，开挖面基底保持在箱身底面以上8～10cm，利用船头坡将高出部分土壤压入箱底，纠正“扎头”。
3．3．2、如基底土壤松软时，可换铺20～30cm厚的卵石、碎石、混凝土碎块、混凝土板、浇筑速凝混凝土、打入短木桩、挖孔灌注白灰柱桩、砂桩等方法加固地基，增加承载力，籍以纠正“扎头”。
3．3．3、增加箱身后端平衡的办法，改变箱身前端土壤受力状态，达到纠正“扎头”的目的，但应注意增加重量后要逐步卸载，否则会出现“抬头”现象，同理亦可用于纠正“抬头”现象。
3．3．4、利用箱身前端底板设置的“船头坡”，将箱身底板前端的土方欠挖，造成一个上坡的趋向。
3．3．5、最可靠的方法是接长滑板，使箱体在预定的行进轨道上正常前进。
附： 框架式桥梁顶进后允许偏差
四、顶进施工质量控制措施
4．1、核对地质情况。在施工过程中，要核对设计单位提供的顶进箱涵地点的地质资料，并检测框架桥滑板下地基承载力是否满足设计要求。若地质与设计不符或承载力达不到设计要求，由设计单位变更设计，如采取换填等办法，以免滑板在箱涵顶进重心移出端部时造成滑板断裂、箱体前倾、扎头。
4.2、做好临时降水。框架桥顶进掌子面内必须保持干燥无水，如遇地下水位高的情况，必须采取措施把水位降至底板以下0.5m，以免带水顶进造成基底土质软化造成箱涵扎头。
4.3、合理设计滑板仰坡和框架的船头坡。在框架桥预制时预留滑板仰坡，以防框架在顶进出滑板时因地质的变化，土质承载力降低造成扎头。根据经验滑板仰坡一般取5‰左右，主要视土质情况而定，土质密实且开挖得当，取5‰即可；土质松软、含水量大，坡度应略微放大，一般以8‰为宜。船头坡一般采用1：10的坡度。
4.4、配备专职人员进行统一指挥。箱涵在启动试顶时，在各有关部位及观测点处应有专人负责，随时注意变化情况，并互相通报，统一指挥。
4.5、顶力控控制。启动开泵后每当油压升高5～10Mpa时，须停泵观察，发现异状，及时处理。当千斤顶活塞开始伸出，顶柱压紧后应立即停顿，经检查各部位情况，无异常现象可再开泵，直至箱涵起动。在每次顶进前应仔细检查液压系统、顶柱安装和后背变化及每个顶压柱是否垂直、密贴。
4.6、挖运土方与顶进工作应循环交替进行。挖土工作应与观测人员紧密配合，随时根据桥身顶进的偏差情况改进挖土方法。
4.7、对轴线和高程的监测。在全部顶进过程中，箱身每前进一顶程，应对轴线和高程进行观测，发现偏差及时采取纠偏措施进行纠正。
4.8、采用合理的方法进行纠偏。在顶进中如发现左右偏差较大或“抬头”或“扎头”的现象时，根据实际情况采用合理的纠偏方法进行调整。
五、工程质量评价
本工程为一个单位工程，单位工程划分基坑、框架预制、箱涵顶进、燃气套涵、过渡段、铁路附属设施6个分部，20个分项。钢筋、模板、混凝土工程等共计56个检验批。2010年11月9日，在浙江铁道建设工程有限公司由拳路项目经理部会议室举行了嘉兴市由拳路下穿沪昆铁路立交桥项目的竣工验收评审会，验收组一致认可由拳路铁路主体部分为合格工程，并被嘉兴市经济技术开发区建筑业协会评为2010年度马家浜杯优质工程奖、被嘉兴市市政工程协会评为2010年度嘉兴南湖杯优质市政工程奖。作为这个工程的参与人之一，从2010年3月进场施工 ，经历了将进7个月197天如期完工的作品能取得业界的认可感到非常的欣慰。
结束语
通过对嘉兴市由拳路下穿铁路框架桥工程的顶进施工的总结，着重阐述了顶进施工的技术方法和纠偏措施，为同类桥梁的施工提供参考依据。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词： 框架桥 施工技术控制措施
一、工程概况
由拳路是嘉兴市东西向的城市Ⅱ级主干线，设计的下穿沪昆铁路的机动车道净宽2孔9.0m，净高≥4.5m；非机动车道净宽2孔8.0m，净高≥2.5m，箱身顶板距轨底的距离≥80cm。道路中心线与沪昆铁路相交于沪昆铁路下行线K114+156处，铁路上下行线间距为4.9m,线路为R=940m缓和曲线，为无缝线路，混凝土轨枕，上下行线间距为4.9m。道路中心与沪昆铁路切线垂线夹角：上行线α1为2.16° ，下行线α2为1.7°。详见施工总平面布置图示。
铁路主体部分主要工程为下穿沪昆铁路的四孔分离式框架，规模为8m+9m+9m+8m, 框架长度15m,两端各接3m开口箱；离A#框架2m处设1孔直径1.5m钢筋混凝土燃气套涵，长度21m,采用C15混凝土方包，两端各接一个检查井。
本工程的建设单位为嘉兴国际商务区投资建设有限公司，代建单位为杭州市地方铁路开发有限公司，设计单位为中铁上海设计院集团有限公司，监理单位为四川铁科建设监理有限公司，施工单位为浙江铁道建设工程有限公司。
二、顶进施工方法及技术措施
1、施工方法
本工程框架顶进采用切土顶进，边顶边挖方式。
1.1、顶力计算
框架桥最重1孔约为1300吨,切土顶进，顶力计算如下：
F=ηN=1.2*1300=1560噸；
油顶顶力为500吨/只，布置4只油顶，最大顶力为2000吨＞1560吨；
每只油顶顶力为1560/4=390吨。符合计算要求。
1.2、框架顶进顺序
本工程结合施工总体顺序及规划，以尽量减少对铁路行车干扰的影响，新建4孔框架和燃气套涵，先顶进A箱和施工燃气套涵，再依次顶进B箱、C箱、D箱，顶进采用D24便梁加固线路，并拖挂D16便梁。（详见便梁架设图）
2、顶进施工措施
2．1准备工作
包括顶进设备的检查、安装和调试。
顶进设备分为液压系统和传力设备。主要检查液压元件、管路接头、仪表等是否正常，以及检查千斤顶的行程是否与设计相符，顶铁或传力设备是否足够完好。在设备安装完成后须进行调试，全面检查液压元件是否可靠，千斤顶功能有无异常，管路有否泄露，调整电接点压力表和压力继电器的保安值，调整溢流阀的作用压力等。
2．2试顶
当箱身砼达到要求强度，顶进设备安装调试完毕，测量仪器安置稳妥，作业分工明确后，就可进行试顶进，全面检查设备情况及顶进的状态。
2．3顶进作业
按照箱身顶进顺序，分别进行顶进。为加快顶进速度，昼夜不间断顶进。挖土时严格掌握切土量，严禁超挖，开挖底面的标高应根据当时箱身是否抬头、扎头的情况来确定。
安放顶铁或传力柱须保持与顶进箱身的中轴线顺直一致，与后背梁垂直，每列顶铁或传力柱要与千斤顶成一直线，每完成一个循环就要更换或填补不同规格的顶铁或顶柱，传力柱每隔4m设置一道横隔联系梁，使传力柱横向稳定。顶进时注意观察传力柱受力情况，防止崩垫伤人，当箱身的顶进行程太大时，如继续以填方顶铁的形式进行作业容易造成传力柱弓起崩出，此时必须在传力柱顶上用槽钢桩横铺，所有的顶铁必须楔紧，各列顶铁松紧程度应相同。
为确保箱身顶进的方向和高程，顶进前必须在顶进的后方设置观测点，布置好观测基准桩，观测点距后背要保持一定距离，以免后背变形而影响观测结果。观测点有经纬仪及水准仪各一台，在顶进过程中箱身每前进一顶程，即对箱身的轴线、横向及高程进行观测，并做好详细记录，发现偏差及时通知顶进指挥人员采取措施，纠正偏差。
施测过程中，对所有的仪器及工具要经常检查，中线观测点和水准基点经常核对，如有变位或过大误差时要及时校正，否则将影响测量精度。箱身就位后，应尽快上碴，恢复线路，以确保行车安全。
顶进工艺见 “箱身顶进作业流程图”
箱身顶进作业流程图
三、顶进方向控制及纠偏
要使箱身顶进方向不致偏斜，布置千斤顶时应严格根据箱身轴线方向进行布设，使千斤顶合力作用线与道路中线平行，并与箱身阻力的作用线重合。
箱身入土后，应注意挖土断面正确，使顶进所挖的土孔与箱身方向一致。
3．1、箱身方向纠偏方法
3．1．1、用增减一侧千斤顶的顶力：即开或关一侧千斤顶法门，增加或减少千斤顶顶力数。如向左偏，即关闭减少右侧千斤顶，向右偏则反之操作。
3．1．2、开动两边高压油泵调整：如向左偏就开左侧高压油泵，向右偏就开右侧高压油泵。
3．1．3、后背顶铁（柱）调整：在加换顶铁时，可根据偏差的大小，将一侧顶铁楔紧，另一侧顶铁楔松或预留间隙。如箱身前端向右偏，则将左侧顶铁预留间隙，开泵后，则右侧先受力顶进，左侧不动.调整时应摸索掌握规律性，并注意箱身受力不均时产生的变化状况。
3．2、纠正箱身“抬头”的方法
当箱身“抬头”量不大时，可将箱身前开挖面挖到与箱底面平或稍作超挖。如“抬头”量较大，则多超挖一些，在顶进中逐步调整，当情况好转时，便应酌情停止超挖以免又造成箱身“扎头”。
3．3、纠正“扎头”的方法
扎头发生的原因：箱身开始顶进时，首先是沿着工作坑滑板的上坡度前进，当箱身前端顶出滑板1/3后，由于箱身自重，造成滑板前端的土壤压缩，而此时箱身端部正进入线路，由于受力不均匀使滑板端部下沉，出现裂纹，箱身开始低头在箱身重心移出工作坑滑板后，低头更为显著。而当箱身继续前进，尾部脱离滑板前后，往往滑板断裂，箱尾下降，使坡度逐渐回升，然后比较平稳地前进，直至就位。在这过程中，为了防止过大的方向及高程误差，除加强观测，认真预防外，还必须及时校正。倘若造成过大偏差后，再行校正则较为困难。可采去下面的方法进行校正：
3．3．1、吃土顶进：挖土时，开挖面基底保持在箱身底面以上8～10cm，利用船头坡将高出部分土壤压入箱底，纠正“扎头”。
3．3．2、如基底土壤松软时，可换铺20～30cm厚的卵石、碎石、混凝土碎块、混凝土板、浇筑速凝混凝土、打入短木桩、挖孔灌注白灰柱桩、砂桩等方法加固地基，增加承载力，籍以纠正“扎头”。
3．3．3、增加箱身后端平衡的办法，改变箱身前端土壤受力状态，达到纠正“扎头”的目的，但应注意增加重量后要逐步卸载，否则会出现“抬头”现象，同理亦可用于纠正“抬头”现象。
3．3．4、利用箱身前端底板设置的“船头坡”，将箱身底板前端的土方欠挖，造成一个上坡的趋向。
3．3．5、最可靠的方法是接长滑板，使箱体在预定的行进轨道上正常前进。
附： 框架式桥梁顶进后允许偏差
四、顶进施工质量控制措施
4．1、核对地质情况。在施工过程中，要核对设计单位提供的顶进箱涵地点的地质资料，并检测框架桥滑板下地基承载力是否满足设计要求。若地质与设计不符或承载力达不到设计要求，由设计单位变更设计，如采取换填等办法，以免滑板在箱涵顶进重心移出端部时造成滑板断裂、箱体前倾、扎头。
4.2、做好临时降水。框架桥顶进掌子面内必须保持干燥无水，如遇地下水位高的情况，必须采取措施把水位降至底板以下0.5m，以免带水顶进造成基底土质软化造成箱涵扎头。
4.3、合理设计滑板仰坡和框架的船头坡。在框架桥预制时预留滑板仰坡，以防框架在顶进出滑板时因地质的变化，土质承载力降低造成扎头。根据经验滑板仰坡一般取5‰左右，主要视土质情况而定，土质密实且开挖得当，取5‰即可；土质松软、含水量大，坡度应略微放大，一般以8‰为宜。船头坡一般采用1：10的坡度。
4.4、配备专职人员进行统一指挥。箱涵在启动试顶时，在各有关部位及观测点处应有专人负责，随时注意变化情况，并互相通报，统一指挥。
4.5、顶力控控制。启动开泵后每当油压升高5～10Mpa时，须停泵观察，发现异状，及时处理。当千斤顶活塞开始伸出，顶柱压紧后应立即停顿，经检查各部位情况，无异常现象可再开泵，直至箱涵起动。在每次顶进前应仔细检查液压系统、顶柱安装和后背变化及每个顶压柱是否垂直、密贴。
4.6、挖运土方与顶进工作应循环交替进行。挖土工作应与观测人员紧密配合，随时根据桥身顶进的偏差情况改进挖土方法。
4.7、对轴线和高程的监测。在全部顶进过程中，箱身每前进一顶程，应对轴线和高程进行观测，发现偏差及时采取纠偏措施进行纠正。
4.8、采用合理的方法进行纠偏。在顶进中如发现左右偏差较大或“抬头”或“扎头”的现象时，根据实际情况采用合理的纠偏方法进行调整。
五、工程质量评价
本工程为一个单位工程，单位工程划分基坑、框架预制、箱涵顶进、燃气套涵、过渡段、铁路附属设施6个分部，20个分项。钢筋、模板、混凝土工程等共计56个检验批。2010年11月9日，在浙江铁道建设工程有限公司由拳路项目经理部会议室举行了嘉兴市由拳路下穿沪昆铁路立交桥项目的竣工验收评审会，验收组一致认可由拳路铁路主体部分为合格工程，并被嘉兴市经济技术开发区建筑业协会评为2010年度马家浜杯优质工程奖、被嘉兴市市政工程协会评为2010年度嘉兴南湖杯优质市政工程奖。作为这个工程的参与人之一，从2010年3月进场施工 ，经历了将进7个月197天如期完工的作品能取得业界的认可感到非常的欣慰。
结束语
通过对嘉兴市由拳路下穿铁路框架桥工程的顶进施工的总结，着重阐述了顶进施工的技术方法和纠偏措施，为同类桥梁的施工提供参考依据。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。