基于頂管工作坑鋼筋混凝土護壁支護的施工工藝研究

吳駿濤

西安市第二市政工程公司第三分公司， 陜西 西安 710054

隨著西安市城市基礎設施建設的迅速發展，頂管工作在城市排水施工中屢見不鮮。頂管工作坑的支護方式也在不斷的變化和改進，其中，逆作法鋼筋混凝土護壁支護的方式得到了更多的應用。

1 工程介紹

西安市鳳城八路（太華路—北辰大道）工程A標段污水管道分為兩段，Wa段為明開槽施工；WA段為兩部分，其中WA1—WA7井段為di400mm纏繞管，明開槽施工；WA7—WA16段為D800mm—D1000mm鋼筋混凝土管，采用頂管施工，管道埋深6～10.8米，全長為458.928米。

2 工程特點

2.1 現狀地面拆遷障礙多，且部分拆遷的垃圾堆放在現場未清運，對工作坑位置的清理、整平難度較大。

2.2 管道埋深較大，從安全角度來講，對工作坑的支護要求較高。

2.3 新建管道與已成檢查井的接入采用非開挖形式接入，難度大，且已成檢查井正在使用中。

3 施工工藝介紹

頂管工作坑逆作法鋼筋混凝土護壁支護，是一種自上而下，開挖一層支護一層，利用鋼筋混凝土整體結構來支撐周邊土體使其具有更好的穩定性，確保頂管工作坑整體穩定和安全。形式有長方形、圓形、多邊形等。一般選用長方形，每層護壁的澆筑高度為兩米。

具體施工工藝流程：場地平整與清理→測量放線→工作坑開挖→鋼筋加工與捆扎→模板支護→澆筑混凝土→自然養護→拆模→下一板支護土方開挖，循環至設計標高。

3.1 場地平整與清理

本工程在進場時由于大量的拆遷建筑垃圾堆放在施工現場，為了盡早將這些垃圾清理出去，施工方積極與當地政府、拆遷部門聯系，將垃圾清運出去，確保工程紅線范圍內無相關障礙，同時也確保了工作坑周邊無附加荷載。

3.2 測量放線

根據已知坐標點，利用GPS定位系統或全站儀對污水各井位進行坐標放樣，確定管道中線。根據具體井段長度確定工作坑位置。為了確保工作坑的有效工作，工作坑均按雙向頂進設置，以節約成本和工期。在保證安全、質量的前提下，最大限度發揮其投資效益。同時確定水準點，保證在工作坑開挖支護過程中很好控制高程、每板支護的高度及管道設計標高。一般情況下，第一板支護的頂部高程比設計道路的路床低30cm～50cm左右（如果是雨水頂管則要把雨水過街管的高程考慮進去，確保護臂支護后不影響雨水過街管的施工）。在確定好坐標及高程控制點后，要依據支護專項方案進行工作坑的放樣。該工藝必須考慮到工作坑的設計高程處的工作空間，以此空間及開挖坡度、每板混凝土護壁厚度、每板錯臺尺寸等綜合確定工作坑放樣尺寸。本工程中的工作空間平面尺寸為4 m×5 m，由于地面標高不同，每板錯臺15 cm，上開口選用5.5 m×6.5 m和6 m×7 m兩種尺寸，從而有效實施了工作坑的放樣。

3.3 工作坑的開挖

依據放樣平面尺寸、管道設計標高、每板支護高度及第一板支護定部高程確定每板支護開挖深度。第一板一般采用機械開挖，隨后人工進行邊坡修整。一般情況下，依據具體施工專項方案所確定的坡度進行放坡，同時采取挖腳窩、錨固鋼筋等形式增加土體與鋼筋混凝土護壁之間的摩擦力，使其更加穩定。本工程在保證設計標高位置處的工作空間和每板護壁錯臺的基礎上，保證放坡控制在1:0.07，護壁的四個面均留有坡度，以確保其安全穩定。

3.4 鋼筋加工與綁扎

依據設計圖紙，參考具體施工專項方案，進行鋼材選料與加工。工作坑四個面設置鋼筋網。本工程依據施工專項方案，橫向鋼筋選用Ф25螺紋，間距15cm，縱向鋼筋為Ф12螺紋鋼，間距20mm。鋼筋混凝土護臂厚度為30cm。縱向鋼筋制作時，預留一定長度埋入下一板護壁未開挖土體內用以搭接，預留長度要滿足鋼筋搭接規范要求。鋼筋綁扎完成經驗收合格后進行模板支護。

3.5 模板支護

鋼筋混凝土護臂支護的內模選用鋼模板，現場拼裝成型。內模支撐采用Ф60mm鋼管滿堂支架進行加固，鋼管橫、縱、豎向間隔0.8m~1m，采用扣件鏈接，增設剪刀撐和掃地撐，以保證支架的整體穩定性。外模利用原土壁，兩側保護層滿足設計及規范要求。

3.6 澆筑混凝土

模板支設完成，經驗收合格后，澆筑混凝土。混凝土采用商品混凝土C30，混凝土罐車運輸，澆筑方式一般為人工澆筑，最好是采用泵送，這樣既快又有效保證質量。人工澆筑時，要事先進行流槽制作，對工人進行交底，明確各自工作，如流槽安放、放料、振搗等。下料入模時四個方向均勻入模，控制每層厚度不大于40cm，及時振搗，不能漏振。同時還要不間斷檢查模板加固情況，隨時發現問題立即進行處理，防止跑模等。

3.7 養護與拆模

拆模時間一般控制在7d，且強度達到設計強度要求的80%。支架及模板拆除時自上而下進行并對鋼管、鋼模板進行整理、分類，堆放整齊。

養護為自然養護，不灑水，以免使鋼筋混凝土支護結構與土體之間產生潤滑而失穩。

3.8 下一板支護土方開挖

在上板拆模之后即可進行下一板護壁支護的土方開挖，循環以上工序。

4 結語

結合鋼筋混凝土護壁支護的施工工藝，筆者提出如下可行性建議：

(1)本著“強化剛支撐 弱化木支撐”的原則，鋼筋混凝土護壁支護在市政工程中應用很多，但要在具體施工過程中進行論證和變更。建議設計單位依據規范及地勘報告，直接對工程項目鋼筋混凝土護壁支護進行設計，這樣有利于施工單位的具體實施。

(2)施工單位在實施鋼筋混凝土護壁支護時，第一板支護頂部與地面之間為過街管及路基施工預留的部分，建議采用3:7磚砌體該部分進行防護，并且保證具有一定的坡度，以防止上部土體的坍塌。

(3)自上而下，上一板與下一板支護之間預留15cm內錯臺，一方面是為了澆筑混凝土使用，更重要的是對上一層護壁有一個支撐作用。同時該臺階還可以用來搭設工作坑內人工平臺，并安裝扶手，以便保證操作人員上、下工作坑的安全。如圖所示。

圖 上下人梯設置圖

(4)逆作法實施下一板護壁支護土方開挖時，在保證護壁厚度的同時，外側土壁的放坡可以加大，同時在土壁上增設“腳窩”等，這樣更增加了護壁的有效支撐作用和抗滑移作用。

[1]金同華. 施工項目管理 [M].北京：機械工業出版社，2006.

[2]劉國彬，王衛東. 基坑工作手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[3]楊嗣信. 建筑工程模板施工手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

[4]史佩棟.樁基工程手冊[M].北京：人民交通出版社，2008.