頂管工作井逆作法施工技術(shù)應(yīng)用研究

鄭傳廠 金欣欣 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概況

東莞水生態(tài)建設(shè)項目五期工程大朗鎮(zhèn)2018-2020批次截污管網(wǎng)工程，其頂管約22Km，共設(shè)有326個圓形工作井，埋深5.5-11.5m，其直徑DN4000-DN7000，混凝土C30，抗?jié)B等級P6，保護層厚35mm。根據(jù)設(shè)計勘察報告及現(xiàn)場踏勘，部分井位作業(yè)空間狹窄、周邊地下管線錯綜復雜、地下有硬質(zhì)風化巖等無法沉井下沉時，均可采用逆作法施工。

2.逆作法施工方法

頂管井逆作法施工由上而下逐層向下開挖土方和分帶澆筑井壁結(jié)構(gòu)，直至底板封底。其主要工藝流程為：測量放樣→止水帷幕樁施工→開挖首節(jié)芯土方→首節(jié)井壁鋼筋、模板制安→井壁澆筑→井口圈梁澆筑→挖第二節(jié)井芯土方→清理井壁及校核垂直度→第二節(jié)井壁鋼筋、模板制安→第二節(jié)井壁澆筑→循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計深度。

2.1 測量放樣

根據(jù)交樁基準控制點進行復核加密后，用萊卡全站儀TSO6放出工作井中心點，然后用50m鋼卷尺和棉繩放樣旋噴樁的位置，并噴紅油漆標識，確保樁機準確就位。

2.2 止水帷幕樁施工

（1）高壓旋噴樁工作原理。將帶有噴嘴的注漿管通過鉆機鉆進設(shè)計的土層后，然后利用高壓設(shè)備將漿液，噴射出來沖切、擾動、破壞土體強制攪拌混合漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達到止水防滲的目的。

（2）施工方法。本項目沉井采用φ60 0高壓旋噴樁雙排作為止水帷幕，采用單管法施工，水泥漿水灰比1：1，水泥用量≥280kg/m。鉆桿提升速度為20cm/min，旋轉(zhuǎn)速度16～20rpm，噴漿壓力20MPa以上。噴射時，高壓泥漿泵壓力增到設(shè)計值（≥20MPa），邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)，使水泥漿與樁端土充分攪拌后，再邊噴漿邊反向旋轉(zhuǎn)提升注漿管，直至距樁頂1米時，放慢攪拌速度和提升速度。

2.3 土方開挖

開挖施工主要采用人工掏土，KATO加藤900伸縮臂挖掘機相結(jié)合的開挖方式。土方外運至棄土場，主要靠挖掘機及20m3自卸車的配合。基坑開挖需按照施工圖紙，分層對稱，每層開挖深度控制在1.5m。在開挖過程中，嚴禁基坑周邊2.0m范圍內(nèi)堆土，嚴禁利用現(xiàn)狀管道偷排泥漿。

2.4 鋼筋、模板工程

按照設(shè)計圖紙對井口圈梁及井壁鋼筋、模板進行制作安裝。鋼筋制作安裝主要采用預先下料、井下綁扎的施工方法。井壁豎向筋綁扎時，先將1.4m長φ16mm豎向筋打入土中，按設(shè)計要求環(huán)向@150mm雙排均勻布置，然后綁扎水平橫向筋B 8mm，縱向間距@150m/道，錯頭搭接長度＞35d。逆作法沉井模板主要采用定型鋼模，控制截面尺寸及線性，板間采用U型卡扣固定，拼縫粘貼雙面膠須嚴密，防止?jié)仓r漏漿。

2.5 井壁澆筑

后續(xù)井壁：每節(jié)開挖深度控制在1.0m，土質(zhì)較差時可縮短，上下節(jié)井段的鋼筋錯頭預留，確保同截面接頭率≤50%。澆筑采用C30抗?jié)B混凝土，利用導槽及導管下送，砼應(yīng)分層對稱振搗，分層厚度100～200mm，敲擊模板及手持電動棒振搗，確保漿液均勻飽滿。接口處與上級護壁必須接良好，保證接口不漏水。根據(jù)土質(zhì)情況，盡量使用速凝劑，使砼盡快達到設(shè)計強度的80%，以便加快拆模速度。當發(fā)現(xiàn)護井壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象，及時加以堵塞或?qū)Я鳎乐箍淄馑ㄟ^井壁流入孔內(nèi)，保證井壁砼強度及安全。

最后一節(jié)井壁及底板：當次支節(jié)砼養(yǎng)護達到設(shè)計強度80%時，可進行最后一節(jié)井壁的土方開挖。開挖至設(shè)計底標高，將地面清理整平，用粒徑30～50mm碎石鋪筑200mm厚，進行封底和基地滲水處理。當無明顯滲水后，采用150mm厚C15混凝土進行井底墊層施工。墊層砼硬化后及時進行底板鋼筋綁扎、砼澆筑施工。澆筑最后一節(jié)井壁前對底板進行鑿毛，清理浮漿，使施工面粘結(jié)牢固。

3.施工質(zhì)量要點

（1）高壓旋噴樁施工發(fā)生故障時，應(yīng)立即停止提升和旋噴，防止樁體中斷，待故障排除完后，須重新噴射長度≥1m的搭接，防止固結(jié)體脫節(jié)。

（2）施工縫的處理：因上下井壁混凝土澆筑的時間不同，接茬處未有效連接而產(chǎn)生的施工縫隙，將對結(jié)構(gòu)的強度、耐久性和防水性產(chǎn)生不良影響。對此，可采用注入法或者充填法方法解決。注入法可將水泥漿或環(huán)氧樹脂注入設(shè)置的注入孔內(nèi)，而充填法則用無收縮或微膨脹的混凝土或砂漿充填。

（3）井壁垂直的控制，每澆筑完一節(jié)井壁及時校核中心位置與垂直度，若偏差過大可及時采取措施糾偏。

（4）基坑作業(yè)遇到地下水，應(yīng)采取大功率水泵抽水，控制地下水位低于井底標高50cm才可作業(yè)，嚴禁帶水作業(yè)。

（5）井壁鋼筋綁扎及砼澆筑質(zhì)量控制至關(guān)重要，鋼筋的間距及搭接嚴格圖紙及規(guī)范要求實施，質(zhì)檢人員認真履行“三檢”制度。井壁混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進行，振搗均勻，避免混凝土中留有空隙，產(chǎn)生蜂窩麻面。

4.監(jiān)測點布設(shè)

4.1 監(jiān)測點布設(shè)要求

工作井因開挖深度較深＞5.5m，道路周邊有車輛動荷載，故需進行深基坑監(jiān)測。監(jiān)測點布置要求見表1。

4.2 沉降監(jiān)測點埋設(shè)

本工程采用直徑10mm，長度50mm的射釘植入墻內(nèi)作為監(jiān)測點，并用植筋膠或硅酮結(jié)構(gòu)膠加固。該頂管井監(jiān)測的水平位移基準點與沉降基準點為同一點，共布設(shè) 2 個。當在路邊綠化帶、人行道磚鋪設(shè)區(qū)域布點時，可在路邊地磚鉆孔，打入測量標志，用混凝土填充所挖孔洞，固定測量標志，使測量點與土體成為一體。

表1 監(jiān)測項目測點布置要求

表2 深基坑沉降觀測的精度要求

表3 基坑監(jiān)測預警值及控制值

4.3 沉降監(jiān)測

該路段基準點觀測采用東莞CORS系統(tǒng)利用RTK進行坐標測量。本次采用儀器型號為天寶DINI03電子水準儀和配套的數(shù)碼銦鋼水準尺。深基坑沉降觀測的精度要求如表2。

沉降監(jiān)測首次觀測初始值，應(yīng)連續(xù)觀測兩次，取其平均值。其以基準點為起點，在場地內(nèi)布設(shè)一條閉合水準路線，然后再由水準路線中的固定點，精確測定其它各監(jiān)測點的高程。

4.4 監(jiān)測預警值、允許值

根據(jù)設(shè)計圖紙和相關(guān)規(guī)范要求，基坑監(jiān)測等級為二級，其監(jiān)測預警值及控制值如表3。

4.5 監(jiān)測結(jié)果分析

通過多次數(shù)據(jù)比較分析：建（構(gòu)）筑物累積沉降量最大-0.47mm，沉降速率為-0.0 6mm/d；基坑頂累積沉降量最大-1.35mm，沉降速率為-0.17mm/d；基坑頂位移累積位移量最大為 3.8mm，變形速率為0.5mm/d。

5.結(jié)束語

綜上所述，頂管井采用逆作法施工，周期短、安全可靠，對路面結(jié)構(gòu)破壞程度小，能夠靈活的解決現(xiàn)狀埋地管線位置沖突的問題。鑒于本工程施工經(jīng)驗，當工作井采用傳統(tǒng)沉井法無法施工時，可采取逆作法施工工作井不失為一種好的備選方法。