淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》是中交第四公路工程局有限公司完成的建築類施工工法，完成人是李金光田軍樂、王國俊、孟俊芳、王小榆。該工法適用於道路與道路交叉、道路與管線交叉、平交改立交等在不間斷交通的條件下，下穿工程的施工。

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》主要的工法特點是：施工方便、操作性強，社會影響小、地方干擾小，對自然環境影響小，節約自然資源；安全性好，確保工程施工及上跨公路及鐵路的通行安全。

2011年9月30日，《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法
• 工法編號：GJEJGF189-2010
• 完成單位：中交第四公路工程局有限公司
• 主要完成人：李金光田軍樂、王國俊、孟俊芳、王小榆
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

隨著經濟的發展，中國在公路、鐵路、市政等方面的建設項目日益增多。由於道路密度加大、高速鐵路建設等原因，道路與道路交叉、道路與管線交叉、鐵路與公路交叉在滿足條件時都可以採用頂推法施工。特別是鐵路提速改造中，由於鐵路運行幾乎不可能中斷，因此採用箱涵頂推施工解決鐵路平交改下穿立交工程，套用前景廣闊。《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》是中交第四公路工程局有限公司通過成功頂推一座單幅淨斷面長52米、寬20.8米、高6.6米的大斷面箱涵總結形成的。該工法已成功套用於鄭州至開封城市通道項目K0+307下穿京珠高速公路分離式立交中鋼筋混凝土箱涵頂推施工中，節能環保、經濟和社會效益明顯。

工法特點

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的工法特點是：

一、可以解決在立體交叉不間斷交通的情況下進行下穿箱涵施工的難題，實現較大跨徑的箱涵頂推施工。

二、採用深井井點降水的方法，施工措施得當，有效解決降水技術問題。

三、施工方便、操作性強，社會影響小、地方干擾小，對自然環境影響小，節約自然資源。

四、安全性好，確保工程施工及上跨公路及鐵路的通行安全。

操作原理

適用範圍

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》適用於道路與道路交叉、道路與管線交叉、平交改立交等在不間斷交通的條件下，下穿工程的施工。

工藝原理

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的工藝原理敘述如下：

先在頂進的一側開挖工作坑，然後在坑內施工頂推滑板與反力牆，在滑板上預製鋼筋混凝土箱涵，同時施工管棚，在反力牆與箱涵之間安設千斤頂，箱涵底現澆快硬混凝土滑板作為滑行軌道，採用中繼間法頂進施工。路面土體採用管棚、鋼格線刃角分割土體支護技術，箱涵分三節預製，節與節之間設中繼間，三節同時頂進。基坑及箱涵周圍採用深井降水，穩固撐子面。用千斤頂將箱涵頂入路基，邊開挖邊頂進，直至箱涵頂入路基達到設計位置為止。

施工工藝

• 工藝流程

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的施工工藝流程見下圖。

施工工藝流程

操作要點

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的操作要點如下：

一、箱涵預製坑地基處理

根據不同的地質條件，選擇不同的地基處理方式。該工程所處的位置地下水穩定，水位為地面以下1.2米，箱涵兩側連線工程U形槽全部處於地下水位以下，在運營過程箱涵和U形槽將承受巨大的浮力，設計採用直徑為80厘米的鋼筋混凝土鑽孔樁作為抗拔樁來克服浮力。

二、降水施工

如果下穿被交線頂推箱涵處於地下水位以下，首先需解決地下水的問題。根據施工的需要可採用深井井點降水方法，即在降水井中用水泵抽水，以達到基坑降水和排水固結，確保頂進箱涵施工時基坑無水。由於頂進箱涵處的大面積、長期降水會引起路基及周邊土體產生一些沉降，為了使頂進箱涵處的路基不發生沉降突變，路基兩側降水井管採用由箱涵向兩側逐漸變淺的原則設定。箱涵以外降水時使路基底的降水曲線由箱涵中部向兩側較平緩圓順的升高，從而使路基由於降水引起的沉降也平緩圓順，而不在頂進箱涵處發生沉降突變，以達到沉降對路面不產生不良影響的目的。

三、管棚施工

由於箱涵頂部覆土厚度較小，在頂推過程中箱涵頂上高速公路路面很容易被箱涵帶走橫移，為了保證施工時高速公路（或其他道路）的正常使用，有效控制路面沉降，在箱涵頂部採用大管棚支護，見下圖。

管棚施工示意圖

1.管棚施工工藝流程

設備進場→工作面基礎打造→工作平台搭建→設備組裝調試→管位複測→15噸鑽機定位（方位、仰角）→鑽孔施工→棚管鋪設完成→管內注漿並使漿液飽滿→移至下一孔位施工。

2.施工操作要點和質量要求

（1）每根棚管必須及時壓入水泥漿，並保證管內管外環狀間隙水泥漿液充填飽滿，嚴格控制地面下沉（下圖）。

管棚注漿施工示意圖

（2）棚管施工採用隔二打一、間隔跳打。

（3）為加強管棚整體剛性，棚管連線採用內插頭，對口焊接。

（4）棚管打設完成後，對管內壓入水泥漿。注漿時封閉棚管兩端，一端留有注漿孔，另一端留有放氣孔。為保證注漿飽滿，採取一邊注漿一邊放氣的方法，必要時二次補註；通過穩壓措施使管內漿液充填飽滿。注漿壓力控制在0.2兆帕為宜。

（5）管棚施工中加強對地面沉降的監測，發現問題，及時採取處理措施。

（6）長管棚採用相反方向對打、隔行跳打方法，在中央分隔帶處連線。

（7）棚管規格：橫向管棚採用180×10毫米無縫鋼管，要求厚薄均勻。

（8）橫向相鄰棚管中心間距40厘米，棚管底部距設計箱涵頂部20厘米，管位偏差應≤2厘米。

（9）管棚底距箱涵頂在入口處不小於20厘米，出口處不得小於30厘米。

（10）棚管打設偏斜誤差應≤10厘米，並避免棚管向下侵入至箱涵設計頂面。

四、箱涵頂推施工

1.施工方法：箱涵分三節預製、頂進，節與節之間設中繼間；箱涵底為快硬性混凝土現澆滑板，採用邊澆築邊頂推的方法進行施工。施工前組織人員進行頂推施工技術交底和安全技術交底。人員明確分工，責任落實到人。共設三個班組，分別為：掌子面挖土組、頂推油泵組、吊頂塊組。每組設組長，現場技術人員負責記錄，主要管理人員全過程跟班檢查，發現問題及時解決。

2.箱涵施工：箱涵施工與常規箱涵施工方法相同，預製完成後組織有關人員進行檢查驗收，清理工作坑和涵身模板、腳手架、零星鋼筋頭、釘子等；並在頂推正前方滑板上塗上石蠟和滑石粉。在混凝土的強度達到100%後方可進行頂推作業；為減少摩擦阻力，箱涵表面和土接觸面應打蠟處理；箱涵涵身對拉螺桿孔進行堵塞密封處理；檢查箱涵四周預埋的泥漿孔口鑿開。

3.泥漿系統：在箱涵四周側壁上設泥漿孔，在箱涵頂進時從泥漿孔壓入泥漿，泥漿配合比通過試驗確定；並按照設計圖紙布設泥漿管道。

4.千斤頂就位：每個頂鎬窩裝上千斤頂，並分組編號；油路系統串聯接好；千斤頂接觸面鋪設厚鋼板，防止頂裂混凝土；熟悉頂推記錄表填寫；進行試頂檢查：檢驗頂進設備、反力牆及涵身有無異常。經驗證一切正常，方可進行正式頂進作業。

5.機械調配：出土的快慢直接影響到箱涵的頂進速度，通過計算每延米的出土量和頂進進尺，配備足夠的挖掘機、裝載機、自卸車來保證整個箱涵的運土工作。

6.快硬性滑板混凝土澆築：滑板基坑採用挖掘機挖土，人工配合清理至設計底標高，測量組控制好滑板標高。乾硬性混凝土水灰比小，採用裝載機運送混凝土，人工振搗的方法澆築，並按照設計圖紙鋪設鋼筋網片，人工抹面要抹平壓光。

7.頂進：頂進是現場一切工作的中心環節，每次開頂前及交接班時都應檢查油泵等液壓系統有無故障，挖土是否符合要求，頂鐵安裝是否合格，後背變形等情況，這些工作若有一個環節出問題，都會給頂進帶來困難，甚至造成事故。如下圖。

箱涵頂進施工示意圖

根據設計頂力值，計算頂進一節一孔機動車道需要的合適噸位的千斤頂台數，對大型頂推結構而言，以選擇500噸千斤頂為佳。頂進前反力牆設施及頂進設備應全部安裝完畢，安裝頂進設備（包括高壓油泵、千斤頂、頂鐵、頂柱）和油路，經試運轉合格。檢查地下水位，確保頂進作業面包括公路路基下施工降水已達基底下1.0米以下。頂鐵（柱）與千斤頂應成一直線，與後背梁垂直。以上工作完成後，進行一次試頂，以檢驗頂進設備、後背及涵身有無異常，經驗證一切正常，方可進行正式頂進作業。安裝好混凝土頂塊和頂鐵，預留好千斤頂頂推一鎬的空間，注意調整好頂塊和頂鐵與千斤頂受力作用線方向一致。頂推前進一定的距離後，頂塊之間要澆築混凝土加固處理，防止混凝土頂塊過長失穩而發生以外。兩幅兩孔箱涵順序交替頂進，先頂進第一節，再依次頂進二、三節。每頂進一鎬，注漿一次，挖土一次，每次嚴格控制挖土量，嚴禁超挖。隨時頂進，隨時觀察箱涵的頂進姿態，以便做到及時糾偏。採用變換千斤頂的位置、左右兩側不同的挖土和左右兩側不同的頂力等措施來控制頂進過程的左右偏差，頂進中需做好頂進原始記錄，隨班交接。箱涵頂進到位後，立即按設計要求注入化學漿液，直到滿足設計要求的地基承載力。

8.撐子面挖土：挖土的順序由上而下，挖土以露出刃角為參考，底板挖到滑板的底標高位置，切忌超挖，以免引起塌方而導致路面開裂等事故。刃角周圍宜人工配合開挖，尺度好掌握，靈活程度高，其他挖方量較大的部位採用挖掘機開挖，正常情況每頂一鎬都要人工挖開刃角部位，減少頂推的阻力。土方應及時運出，不宜堆積在箱涵內。

9.二次滑板澆築：箱涵頂推到老滑板邊緣時應及時清理基坑，以最短的時間澆築第二次滑板混凝土，待混凝土強度達到設計強度80%時，塗上石蠟和滑石粉進行下一回合箱涵頂推，正常的情況下，每澆築一次的長度為2米左右。

10.頂進時注意事項

（1）頂進時應在被交道路上設防護人員，並在頂進刃角前方上端封閉車道，以免因重車行使而造成撐子面塌方，或因路基下沉而造成事故。

（2）在反力牆後背受力影響區以外應提前設定觀測站，左右對稱布置。觀測標尺應設在前、後端邊牆內側及頂板下。軸線及高程測量基準點應設在不受擾動地區並經閉合檢驗後方可使用。箱涵被頂推啟動前應觀測記錄原始位置各項數據。

（3）每頂一鎬，組織機械和人員加快挖土和出土的速度，實行連續作業，以保持箱身不斷頂進。

（4）如因某種原因致使頂進長時間中斷時，也應間歇性地頂進涵身，以防止箱涵在重新頂進時阻力增大。故障一旦解除，應立即繼續頂進，保證頂進的連續性。

（5）頂進時，頂柱和後背處嚴禁站人，以防頂柱弓起蹦出或後背產生意外安全事故。

（6）大型頂進箱涵宜採用機械挖土頂進，加快出土速度，減少開挖面暴露停滯時間，防止塌方。一般宜選用小型挖掘機按設計開挖坡度開挖，每次開挖進尺0.4～0.6米，配裝載機或直接用挖掘機裝汽車出土。頂板、側牆刃腳切土及底板前清土須由人工配合。使用機械挖運土時箱涵內應設通風設備，強制通風。挖土頂進作業應三班連續，不得間斷。

（7）人工挖土頂進時，不設中平台時可由上至下台階開挖切土。設中平台時應分兩級開挖，中刃腳吃土不得挖穿。挖土應嚴格按照開挖坡度，每次進尺0.3米左右；邊開挖邊出土。

（8）頂進時在箱涵外側注入潤滑漿，減少摩阻，防止被交道路推移。

（9）每一頂程都應觀測前、後端高程，如出現偏差、扎頭較大時，可採用在箱涵前端側牆上支墊，產生上支點反力以校正扎頭，但要嚴密監測、觀察路基及線路變化。如果地基很軟，扎頭嚴重時，可採用澆築快硬混凝土墊梁等措施。

11.頂推過程易發生的問題及處理措施：頂推施工過程中，易出現的主要問題是撐子面塌方、頂進側向偏移、阻力過大使箱涵難以前進、路基向頂進方向移動等。

（1）撐子面塌方：由於原填方路基和原地面以下砂性土質很不穩定，機器人為因素超挖、未能按設計要求保證撐子面的傾斜度、刃角入土的深度不夠，可能出現刃角脫空現象、以及被交道路行車振動等因素，可能導致撐子面塌方。主要處理措施：

①儘可能按照撐子面的傾斜度和鋼刃角的入土深度進行開挖，嚴禁超挖。

②對中間易塌方的範圍打入6米長中100鋼管，邊開挖邊打入，梅花狀布置，使鋼管釘始終發揮作用。

③與高速公路交管部門協商儘量避讓撐子面正前方車輛通行，或採取減速措施，以減少對撐子面土體振動。

④堅持勤開挖、少開挖原則，儘量採用人工開挖，避免超挖。

（2）箱涵左右偏移：由於箱涵可能與被交道路存在夾角，箱涵易向銳角方向偏移。主要處理措施：

①發現偏移通過調整左右側千斤頂來調整箱涵的前進方向，做好預防措施，每頂一鎬測量一次，發現偏位立刻糾偏，以避免出現大偏位。

②通過改變千斤頂的受力方向來調整左右偏位（千斤頂的前端和後端墊上楔形鋼板頂鐵從而改變力的作用線）。

③調整左右兩側不同的挖土量，據以調整左右兩側的阻力。

（3）頂進阻力過大使箱涵難以前進：當第一節箱涵難以頂進時，該時的頂力已經達到極限，頂進作業將終止。分析原因：其一可能是刃角被路基壓實土擠死，沒有及時清除；其二檢查前方上方的管棚是否卡住鋼刃角導致臨界阻力過大。主要處理措施：

①加大箱涵與土體接觸面觸變泥漿的注入量，儘可能減少摩擦阻力。

②現場指揮人員頂推的過程要勤於觀察刃角前方的動態，設法排除刃角前方一切頂推阻礙。

③增加千斤頂，加大頂推力。該種情況只有在前兩種方法仍不能啟動的情況下使用。

（4）路基向頂進方向的滑移：若觀測發現路基向頂進方向出現滑移，路面開始開裂，主要原因是箱涵出口端的路基土體越來越少，不能抵抗箱涵的整體頂力，使前端的土體受拉發生位移。主要的處理措施為：反壓土和抗推樁均發生變形，原因是反壓土的抗推力和抗推樁的推力疊加合力小於箱涵頂進使作用於路基上的水平力，可採取臨時交通導行。

材料設備

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》所用的材料及設備明細如下：

一、降水鑽井設備

200型反循環鑽機2台、空氣壓縮機2台、潛水泵10台、配電箱若干。

二、管棚施工設備見下表。

管棚施工設備

設備名稱	型號	數量	產地
水平導向鑽機	FDP-15B	3台	黃海機械廠
棚管鑽機	HT-100	2台	中易恆通
水平導向鑽機	FDP-36	2台	黃海機械廠
水平導向儀	Drilltrack	3台	英國雷迪公司
工作平台（架）	HW-6型可移動升降式工作平台	3台	自產
泥漿泵	BW-250型	3台	衡陽探機
攪漿箱	立式離心泵循環攪拌	2台	自製
發電機	120千瓦	2台	/

三、頂推施工設備見下表。

頂推施工設備

設備名稱	型號	數量	備註
千斤頂	500噸	100台	4台備用
油泵	/	36台	/
油泵管路	/	36套	/
吊車	16噸	2台	/
挖掘機	220c	2台	/
自卸汽車	20噸	10台	/
全站儀	/	2台	/
水準儀	/	4台	/

質量控制

施工單位採用《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的質量控制要求如下：

一、建立健全質量保證體系，成立項目質量管理組織機構，制訂各項質量管理制度，明確崗位質量職責。

二、對管棚施工、延伸滑板、撐子面開挖、頂進等關鍵工序，項目經理部制訂作業指導書，崗前對技術管理人員及施工作業班組進行詳細技術交底及專門培訓。

三、特殊工種如高壓油泵控制工、電工、起重工、焊工等，必須經過專業培訓、持證上崗。

四、通過對每班頂進作業中所採集的監測數據及頂進記錄，及時整理、分析、總結，對箱涵的姿態、主體結構及後背的應力應變、頂力變化，地質及地下水位變化實行全程動態跟蹤管理，適時糾偏，確保各項指標達到設計規範要求。

五、頂進前，對箱涵原始（預製）位置的里程、軸線及高程測定原始數據並記錄。頂進過程中，每一頂程要觀測並記錄各觀測點左、右偏差值；高程偏差值和頂程及總進尺。觀測結果要及時報告現場指揮人員，用於控制和校正。

六、對頂進全過程的每一頂程都應詳細記錄千斤頂開動數量、位置，油泵壓力表讀數、總頂力及著力點。如出現異常應立即停止頂進，檢查分析原因，採取措施處理後方可繼續頂進。

七、箱涵頂進過程中，應定時監測主體結構應力應變和觀測底板上設定觀測標釘的高程，計算相對高差、展圖，分析結構豎向變形。對中邊牆應測定豎向彎曲，當底板及側牆出現較大變位及轉角時應及時分析研究，採取措施糾偏。

八、頂進過程中要定期觀測箱涵裂縫及開展情況，重點監測底板、頂板、中邊牆、中繼間牛腿或剪力鉸和頂板前、後懸臂板裂縫及開展情況，發現問題應及時研究採取措施處理。

九、相鄰兩節箱涵不允許有錯台，嚴格控制延伸滑板縱坡。

安全措施

施工單位採用《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、堅持“安全第一、預防為主”的方針，成立以項目經理為首的安全生產領導小組，制訂完善安全生產管理制度，明確崗位安全責任，做到安全生產、人人有責、獎罰分明。

二、認真做好崗前安全教育、培訓工作，對高壓油泵、千斤頂的操作、撐子面土方開挖、洞內機、電設施操作、起重等危險性較大的作業，開工前應做好相關人員的安全技術交底，對崗位應知、應會進行考試合格後上崗。

三、對頂進作業人員配備安全帽、安全帶、防滑鞋、防塵面具等必要的勞保用品。加強洞內機械通風，排除污濁空氣，使箱涵內有一個良好的作業環境。

四、箱涵內照明採用36伏電壓，配備應急燈及發電機；箱涵內的液壓油、氧氣、乙炔等易燃易爆物品隔離存放，同時應配備足夠的消防器材。

五、做好地表排水設施，監測地下水位變化，控制閉啟水泵數量達到降水目的，以保證頂進作業在乾基坑內進行。

六、頂進作業安全重點監控項目：撐子面穩定性、管棚形變、頂推後背位移、主體結構裂縫及開展情況、被交高速路面下沉、路基側滑等項目。對危及被交高速交通安全的，要制訂專項應急預案。

七、管棚的端頭設定門框梁，將管棚端頭封閉在一個鋼筋混凝土的梁體內，使頂進斷面的管棚受力分散至整個管棚斷面，防止個別棚管集中受力，造成頂進施工時管棚局部在高速汽車荷載作用下斷裂塌陷。

八、設定大直徑無縫鋼管管棚及箱涵頂進時使用潤滑泥漿，可以避免被交道路路面的嚴重開裂、沉降、隆起、推移。出現管棚塌陷時，高速公路路面也隨之塌陷，一旦出現高速公路路面嚴重開裂、沉降、隆起或推移，應立即封閉塌陷部位行車道，對受損路面進行應急搶修處理，並及時與交警取得聯繫。補救措施：在管棚間進行打孔注漿，增加塌陷部位路基的承載能力。

九、首節箱涵前端設鋼刃腳，採用格線狀縱橫鋼帶分割撐子面土體，撐子面放坡開挖，可以有效避免撐子面在開挖和頂進過程中坍塌。出現局部坍塌時，應立即在坍塌部位進行注漿和鋼管支護，防止坍塌進一步擴大。封閉行車道，及時與交警取得聯繫，採取交通渠化措施，有針對性地對受損路面進行應急搶修處理。

十、箱涵頂進施工儘量保持連續作業，保證在儘量短的時間內完成箱涵頂進，以減少箱涵停滯而造成的局部沉降。箱涵頂進完成後，為減少箱體下降，採用箱體內預埋泥漿管進行箱體底、側板注水泥漿加固。一旦箱體整體持續下沉超過5厘米，則應停止頂進，利用箱涵底預留的注漿孔，注入水玻璃摻量較大的快凝水泥漿液加固地基。

十一、為避免長距離頂程形成頂塊向上隆起的情況，頂鎬窩設定在箱涵底板的中上部位，混凝土頂塊厚度同箱涵底板厚度相同，受力區宜在頂塊的中上部位。在頂進過程中如個別頂塊出現隆起，可在頂塊上鋪設鋼板，在鋼板上載入土袋或混凝土塊消除滑塊拱起。隆起嚴重時，可以利用吊車將頂塊分開，調整好隆起頂塊後，再進行下一步頂推施工。

十二、在混凝土刃腳周邊預埋2厘米厚鋼板，混凝土刃腳澆築完成後，將鋼刃角的外圍鋼板在縱肋位置加焊三角鋼板，與混凝土刃腳預埋鋼板焊成一體，即可較有效地防止鋼刃角卷邊發生。

環保措施

施工單位採用《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的環保措施如下：

因該類工程具有設計線路短捷，實體工程量小的特點，因此應儘可能使施工場地集中，便於施工管理，減少對周圍環境的干擾。在施工期間採取有效的防塵、降噪和水土保持措施。對臨時便道、拌合站等施工占地待施工完畢後，應進行恢復與綠化。特別是在城市施工時，為了防止交通噪聲對環境的污染，應在敏感點設定隔聲屏障等。

效益分析

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的效益分析如下：

鄭州至開封城市通道雙向十車道，下穿國道主幹線京珠高速公路，採用預製箱涵中繼間吃土頂進法施工，在保證京珠高速公路安全、暢通的前提下，成功實現了中國超淺埋深大型箱涵頂進首例，社會效益明顯。頂推法施工採用了大管棚支護技術、鋼刃腳格線切割土體技術、後背與滑板固結等技術措施。施工中適時監測箱涵姿態及管棚、箱涵、後背體內應力、應變加強預控，適時糾偏。與傳統的頂推法相比，具有施工設備自動化程度高，頂進過程連續作業，操作方便靈活、安全性好、可靠性高、通用性強等特點。採用該工法頂進速度快、節約工程降低了施工成本，具體比較如下：

一、大管棚支護技術與傳統土體注漿加固法比較

1.大管棚支護技術：頂進前在箱涵頂、側部間隔打入大管棚，支護土體。

（1）108、415P無縫鋼管材料及加工費420萬元。

（2）管棚鑽機場地平整及軌道安裝費13萬元。

（3）管棚鑽機一次鑽孔跟進管棚及管內外注入水泥漿液165萬元。

2.傳統法土體注漿加固：預先在高速公路結構層至箱涵頂面之間的土體進行預注水泥漿，加固該範圍內的土體。

（1）交通導行安全設施費28萬元。

（2）注漿材料及設備、人工費用668萬元。

大管棚支護技術比土體注漿加固節約成本98萬元。

二、鋼刃腳格線切割土體技術與傳統的撐子面全斷面注漿法比較

1.鋼刃腳格線切割土體技術：在首節箱涵前端安裝鋼刃腳格線，吃土頂進，分割土體，防止撐子面塌方，保證施工安全，防止高速公路路面下沉、坍塌。

（1）鋼刃腳材料及加工費164萬元。

（2）鋼刃腳預製安裝及拆卸費25萬元。

2.傳統的撐子面全斷面注漿法：因撐子面暴露面積大，除控制頂進反循環進尺外，在箱涵頂進及高速公路汽車荷載動載作用下，極易造成塌方，危及施工安全，傳統工法採用超前全斷面流入水泥漿，加固撐子面，防止坍塌。

（1）臨時支架搭設與拆除費12萬元。

（2）撐子面全斷面土體注漿加固人工、材料、設備費630萬元。

鋼刃腳格線切割土體技術比傳統的撐子面全斷面注漿法節省施工成本453萬元，頂進時不需等待注漿，頂進速度加快。

三、頂進後背與滑板固結和傳統的後背設定抗推樁、反壓土比較

1.頂進後背與滑板固結法：工作坑內滑板局部加厚，頂進後背牆受力鋼筋延深至滑板內，與滑板鋼筋焊接，澆築混凝土體後背牆與滑板連線成為一個整體。增加的鋼筋、混凝土及人工費25萬元。

2.傳統的後背設定抗推樁、反壓土法。

（1）抗推樁費用65萬元。

（2）反壓土的挖、裝運、棄費15萬元。

頂進後背與滑板固結法比頂進後背設抗推樁、反壓土節省成本55萬元。

該工法採用大管棚支護技術、鋼刃腳格線切割土體技術、頂進後背與滑板固結的施工方法，與傳統法比較，第一、二、三項累計節約施工成本606萬元，經濟效益明顯。在供電、輸配電、用電系統中採用節電產品和節電技術。採用低損耗新型變壓器，最佳化變壓器的運行方式，套用高效電機，採用變頻調速、斬波內饋調速節能技術提高用電效率；採用動態無功補償技術，提高系統功率因數，抑制諧波；夜間施工採用綠色照明，利用高效光源、高效燈具替代白熾燈。因此該工法節能效益明顯。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》的套用實例如下：

鄭州至開封城市通道採用快速路技術標準，設計時速80千米/小時。主要結構物為K0+307下穿京珠高速公路分離式立交。該立交由U槽和鋼筋混凝土箱涵組成，下穿箱涵長52米，單箱淨寬為20.8米，淨空為6.6米。箱涵總體布置：分三節，分別為17、18、17米，外部尺寸為寬23.4米，高9.3米，頂板和側壁厚1.3米、底板厚1.4米。箱涵軸線與京珠高速公路夾角為114.228度，箱涵頂覆蓋土厚1.4～2米，箱涵埋深約7米。如下圖。

箱涵總體布置圖

該工程地處黃河衝擊平原，地下水位高，地下水位在地面下1.2米。涵底地質條件較差，涵底土層為鬆散細砂，處於亞砂土和細砂土的交界層。涵頂上覆土層薄，厚度僅為1.3～2.2米。施工時保證京珠高速公路的正常通車，在綜合條件差的條件下進行頂推施工，技術含量高、施工難度大。該項目施工中採用了該工法，2005年12月開工，2006年11月19日正式通車，保證了箱涵頂進施工過程的各項技術指標達到設計和規範要求，保障了國道主幹線京珠高速公路的正常通車，為類似淺埋式大斷面箱涵下穿公路頂進施工奠定了基礎。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《淺埋式大斷面箱涵頂推施工工法》被評定為中國國家二級工法。