跌水井逆作法及頂管的施工技術

王 繼 宏

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046201)

跌水井逆作法及頂管的施工技術

王 繼 宏

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046201)

結合工程實例，介紹了跌水井逆作法及頂管的工作原理，對測量放線、土方開挖、鋼筋綁扎、搭設腳手架、底板及防水施工等跌水井逆作法施工技術進行了闡述，并探討了頂管的施工要點，以降低施工成本，提高施工效率。

跌水井逆作法，頂管，施工，鋼筋

1 工程概況

本技術為地下管網1401跌水井及管道穿越擋墻施工技術。由于地下管網需從廠區標高936平臺延伸至標高928平臺形成閉合管網，存在較大高差，根據施工圖紙，設置跌水井或直接加彎頭下管。

該位置于2013年廠區擋墻2、擋墻3已施工完畢，現在進行地下管網連接施工，由于管道下彎處及跌水井外壁距離擋土墻僅4 m，且開挖深度太大(深度為12.65 m)，為避免事故保證施工安全，在不拆除擋墻的基礎上跌水井采用逆作的方法進行施工，管道下彎采用鋼筋混凝土護壁的方法進行施工，管道穿越擋墻采用頂管方法進行施工(見圖1)。

2 現場施工條件及特點

1)廠區經過場地平整，施工現場場地平坦，道路暢通，現場距箱變比較遠，需用發電機發電、用水可由灑水車拉水；施工現場具備通訊條件。

2)臨時用地、臨時設施的搭建：我單位在廠前區西邊空地上已搭設臨時生產、生活設施，生產、生活設施比較完備。

3)跌水井軸線尺寸為3 m×4 m，基礎挖深為自然地坪以下12.65 m。跌水井內部土方工程采用人工挖土。

管道穿擋墻時，采用頂管方法進行施工。

3 跌水井逆作法及頂管的工作原理

跌水井逆作法是采用自上而下施工方法，首先人工挖除井上部周圍多余土方，在地面施工頂部井字梁及1.2 m范圍內井壁，然后挖除下部1.2 m內多余土方，打入鋼筋、綁扎、支設模板，澆筑混凝土，再施工剩余段混凝土直至施工至底標高。

頂管施工位于擋墻下部，先開挖土方至雨水管底標高，預先打入超出管徑10 cm的鋼管(做套管使用)，人工挖除孔內土方，然后將管道安裝在套管內，以形成整個排水系統。

4 跌水井逆作法施工

施工流程：測量放線→土方開挖(機械開挖，挖深3.5 m)→鋼筋綁扎→支模→混凝土澆搗→養護→拆模→回填土→土方開挖(人工在跌水井內部開挖，每次挖深1.2 m)→鋼筋綁扎→支模(僅支內模)→混凝土澆搗→養護→拆模→循環上述工序進行施工直至施工至跌水井井底→基礎土方開挖→做底部支撐→鋼筋綁扎→井底混凝土澆筑→管道施工→堵塞管口及管內壁防水工程施工。

4.1 測量放線

工程測量根據建設單位發布的全廠坐標控制點、水準點及樁號，設立輔助施工基線，施工基線及施工水準點應設置在不受干擾、牢固可靠，且通視好、便于控制的地方，采用全站儀進行定位，并把定位點引測至開挖邊線以外。高程測量采用不低于S3級水平儀進行一組往返測回。其一站視線長度不應超過100 m。其水準點測量的閉合差不超過±12 mm(以km計)。采用輔助施工基線、樁號控制點和水準點復測工程范圍原地面標高，并進行施工放樣，放跌水井位置、擋墻變形監測點位置。所有測量精度均應符合有關規范要求，全面測量資料和成果均應經自審無誤后才報監理工程師審核查驗，批準后才能使用。所有測量的原始記錄及內業資料均應系統保存完整。

4.2 土方開挖

首次施工下挖3.5 m，采用機械挖土，放坡系數為1∶0.7，3.5 m以下為人工挖土(最多挖深1.2 m)，人工挖土時沿跌水井外壁線進行開挖，挖深1.2 m，嚴禁超挖及挖寬；挖土時不進行放坡，保證四壁土方直立，并把松動的土全部清除，施工時隨時觀察，嚴禁挖斜。當施工完上一步井壁進行下一步土方開挖前必須進行中間十字線及井壁邊線校核，防止跌水井傾斜。

4.3 鋼筋綁扎

豎向鋼筋均采用搭接連接，豎向鋼筋搭接部分打入土中，同一截面鋼筋接頭率為50%；水平及豎向鋼筋連接應符合11G-101的相關規定。鋼筋綁扎必須橫平豎直。在作下一步井壁之前，挖露出來的鋼筋必須把其上的泥土清理干凈。為防止成型的井壁在土方開挖過程中下落，豎向每隔3 m用25螺紋鋼打入側壁土方內，打入深度1.2 m，螺紋鋼和井壁內側鋼筋綁扎并保證其在內側水平鋼筋下部，打入土內的鋼筋水平均勻布置，每排不少于8根，此作法經計算保證不變形。

4.4 搭設腳手架

在跌水井井筒內搭設滿堂支撐架，立桿間距不大于1 m，水平桿為井壁內模板的內撐，兩頭用頂絲頂緊，但需保證跌水井井壁的厚度。施工完一步后，為保證安全，養護混凝土至其強度達到75%以上時方可進行滿堂支撐架拆除，進行下一步人工挖土。

4.5 模板支設

每一步井壁鋼筋綁扎完畢經過驗收后進行支模作業，用混凝土成品內撐保證井壁截面，支模時只支設內模，外壁直接用土模，底部封口前必須清理干凈模板內跌落的土塊，保證模板內干凈；為保證接槎處混凝土的密實，支模時模板高于上一步井壁混凝土20 cm左右。

4.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑采用商品混凝土，在側壁上預留孔，運輸車運到現場后，采用串筒輸送至側壁。

4.7 底板及防水施工

施工前先局部作撐腳，防止井壁整體下沉。撐腳采用鋼架管，澆筑以后拆除，拆除后用膨脹混凝土搗實。

防水施工為防止井壁滲水，在每一步接槎處采用鋼板止水帶，在成型的井壁內部及底部，待井壁干燥之后，采用JS防水涂料進行涂抹，保證不滲不漏。

5 頂管施工

施工流程：測量放線→工作坑設置→設備進場安裝→頂管→管道焊接→基坑回填→管外壁壓漿→工程結束。

5.1 工作坑設置

先進行定位放線，放出管道中心線，管道中心線即為工作坑中心線，在928平臺距離擋墻7 m位置挖工作坑，采用挖掘機挖土，挖出8 m長×8 m寬方坑，坑底比管底標高低一個枕木厚度、一塊16號槽鋼高度、一個DN700混凝土管壁厚。工作坑挖好后必須對底部進行夯實。

5.2 后背設置

用于后背的工作坑立面必須平整，用枕木豎向墊在工作坑立面土方上，枕木緊密相連并保證枕木和土體貼合緊密，在枕木上立放一塊2.44 m×1.22 m厚度30 mm鋼板作為后背。后背平面要求垂直于管道中心線。

5.3 穩管

在工作坑內沿頂管方向放置枕木，枕木間距0.2 m，在枕木上沿頂管垂直方向放置16號槽鋼，槽鋼間距0.5 m并需立放，槽鋼兩端用兩根槽鋼焊接相連，起連接作用的兩根一端直接頂在后背鋼板上并焊接牢固，在槽鋼上彈出管道中心線，把混凝土套管放置在槽鋼上，保證中心線和彈出的線對正，在套管兩邊用角鐵焊在槽鋼上，起到固定混凝土套管的作用。

5.4 頂管

頂力設備為100 t油壓千斤頂，行程L=700 mm。安裝兩臺千斤頂，與管道中心線對稱布置。頂管偏差高程控制在+1 cm，-2 cm，平面中心線控制在3 cm左右。

1)管前挖土長度：本工程中規定管前挖土長度以30 cm為宜，最多不能超過50 cm。2)關于管周圍的超挖：本工程管頂以上允許超挖3 cm，一定保持管壁與土基面的吻合。3)首節管下到導軌上應測量其高程、中心是否符合要求，確認合格后方可頂進。首節管入土后，每頂進100 cm要激光尺測量中心高程一次，及時、細致操作，防止出現偏差。4)工作坑內設的兩個進行校核的水準點、中心點，施工時應對其妥善保護，防止碰撞。5)頂進時晝夜三班不間斷施工，防止因中途停置而導致摩擦力增加，造成頂進困難。6)當遇下列情況時，應停止頂進，迅速采取措施處理：后背傾斜或嚴重變形需重新澆筑混凝土，增大受力面積。頂管發生扭曲變形現象或錯位偏差太大需重新進行定位，向正確方向進行校正。

6 結語

“地下管網跌水井施工”，井深為12.65 m，且距離已完成的擋墻4 m，若采用傳統的施工工序大開挖施工，開挖需放坡20 m寬，則需拆除已完成的擋墻，且擋墻兩側面為回填土和級配碎石，因此開挖后需采取剛性支護以保證安全施工。考慮到擋墻的結構，且破除擋墻施工，再恢復擋墻成本太大，經過專家論證最終采用逆作法施工，局部留出工程施工空間，根據跌水井的尺寸澆筑“井”字梁(500 mm×1 000 mm)，再以梁為支撐體系，從上往下澆筑跌水井，每次澆筑1 200 mm；采用此方案不僅降低了成本，而且保證了施工的安全性、可靠性。

跌水井出水管需穿過擋墻，因此擋墻未拆除，經過充分調查論證，穿擋墻部分采用頂管施工，并采用鋼套管防護，從而保證了安全，降低了施工成本，提高了施工效率。

Water-dropping well reverse method and pipe-jacking construction technology

Wang Jihong

(ShanxiLu’anEngineeringCo.,Ltd,Changzhi046201,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces water-dropping well reverse method and pipe-jacking construction principles, describes water-dropping well reverse construction technologies including measurement sampling, earthwork excavation, steel binding, setting scaffold, bottom board and waterproofing construction and so on, and explores pipe-jacking construction points, with a view to reduce construction cost and improve construction efficiency.

water-dropping well reverse method, pipe-jacking, construction, steel

1009-6825(2015)28-0095-02

2015-07-24

王繼宏(1983- )，男，工程師

TU761

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