淺談工作井施工逆作法在鐵路工程中的應(yīng)用

劉萬(wàn)屹

（中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京橋工段橋梁重點(diǎn)維修車(chē)間，上海 200000）

1 工程概況

本工程位于南京市棲霞區(qū)太龍公路與新燕堯路交界處，主要工程內(nèi)容包括污水頂管237m、工作井3座，本工程的完成將使北十里長(zhǎng)溝東支污水主干管上游W25井連接至下游W32井，貫通北十里長(zhǎng)溝東支污水主干管。其中，2#-3#工作井段，由2#始發(fā)井頂進(jìn)至3#接收井以穿越京滬鐵路下行線。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)野外勘探鑒別、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)，場(chǎng)地巖土層自上而下大致為：

①-1雜填土：標(biāo)高31.49m-25.02m，填料雜亂，密實(shí)度較差，填齡在5年以上。

⑤-1a強(qiáng)風(fēng)化閃長(zhǎng)巖：標(biāo)高25.02m-21.42m，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類(lèi)，遇水易軟化。

⑤-2a中風(fēng)化閃長(zhǎng)巖：標(biāo)高21.42m-11.02m，主要為較軟巖和較硬巖，巖體質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類(lèi)。

3 施工方案比選

工作井施工可采用的方法一般為沉井施工和工作井逆作法施工兩種，考慮工期長(zhǎng)短、安全、資金及便易性。故作如下方案比選：

工程環(huán)境：3#工作井位于京滬鐵路下行線北側(cè)的山坡上，井位上部土方卸除后開(kāi)挖深度為9.85m米，整井距離土體邊坡較近，施工場(chǎng)地狹小有限。工程開(kāi)工于年尾，根據(jù)路局相關(guān)規(guī)定及工期要求，要求整體工程在春運(yùn)前結(jié)束。

方案一：采用沉井施工方法。

采用沉井施工方法，由于工作井靠近土體邊坡較近，加之上層土質(zhì)不良，沉井初期土坡邊坡可能發(fā)生變化，安全不易保證，需要加強(qiáng)對(duì)沉井下沉速度的控制，下層巖體為非破碎狀，沉井過(guò)程中需要人工破碎刃腳處較大的巖體，沉井過(guò)程緩慢，整體施工工期較長(zhǎng)。

方案二：采用工作井逆作法施工

擬采用工作井分層逆作法施工，整井分4層制作澆筑，在制作沉井的同時(shí)，可以繼續(xù)下層土體的開(kāi)挖，對(duì)土體邊坡的穩(wěn)定控制有利，確保了施工安全。同時(shí)，整體施工工期較沉井法短。但是施工整體工序較為復(fù)雜，要處理各層間的施工縫，對(duì)施工隊(duì)的施工組織和施工經(jīng)驗(yàn)有一定的要求。

對(duì)比兩種方案的工期，安全，資金比選，考慮到施工隊(duì)伍有相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)，決定采用方案二：采用工作井逆作法施工。

4 工作井逆作法施工要點(diǎn)

根據(jù)設(shè)計(jì)變更，對(duì)原沉井法設(shè)計(jì)圖中的井壁板、底板的結(jié)構(gòu)形式不做改變，但井底板以下部分的刃腳不必再施工。

在施工前將3#井上部土方從地面標(biāo)高31.49m卸除至標(biāo)高28.00m，卸土深度3.49m。

土方卸除完成后，人工配合機(jī)械開(kāi)挖3m深基坑，采用MU15水泥磚分三次砌筑1.5m高、24cm寬，磚砌體作為逆作法井井壁外模使用，然后進(jìn)行冠梁及第一節(jié)鋼筋混凝土井壁施工，冠梁寬1.1m、厚0.45m，冠梁內(nèi)部配筋為20根C20水平筋、C12@150箍筋。

具體施工流程如下：第一層開(kāi)挖完畢后，進(jìn)行磚砌體施工，然后實(shí)施井口冠梁施工和第一層井壁逆作法施工，第二、三層分別開(kāi)挖3米，進(jìn)行第二、三層井壁逆作法施工；第四層開(kāi)挖深度為85cm，進(jìn)行剩余井壁、底板施工。下層井壁土方開(kāi)挖施工前必須等上一層井壁混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行。

第二節(jié)至第四節(jié)因井壁外圍土體有巖石層可不再進(jìn)行磚砌體護(hù)壁，開(kāi)挖期間，擬采用吊機(jī)將小炮頭掉入井內(nèi)破除巖石，加快施工進(jìn)度，人工使用空壓機(jī)配合修整邊角部位。

整井施工完畢待整井砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，開(kāi)始頂機(jī)設(shè)備的架設(shè)并進(jìn)行頂管作業(yè)。

5 結(jié)語(yǔ)

從施工流程特點(diǎn)分析，逆作法施工順序是從上到下分層分段進(jìn)行，因此該施工方法對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)較小，適用于地下管線較為復(fù)雜，無(wú)法進(jìn)行大開(kāi)挖沉井施工的地段，且分段施工可邊開(kāi)挖邊預(yù)制，致使工期縮短，但由于鋼筋、模板、混凝土工程分層分段施工的緣故，容易產(chǎn)生材料的浪費(fèi)現(xiàn)象。而沉井法施工順序?yàn)橄阮A(yù)制后下沉的方式，施工預(yù)制簡(jiǎn)單方便，但總體施工工期較長(zhǎng)，且初期沉井需要整體預(yù)制于土體上，需要占用較大的施工場(chǎng)地，對(duì)土質(zhì)的承載能力有一定的要求。因此不適用于場(chǎng)地受限制及土質(zhì)承載力極差的情況。

從施工工藝特點(diǎn)分析，逆作法施工工藝繁瑣，要處理各層預(yù)制段施工縫，預(yù)制的初期，要多預(yù)制用以承載土體荷載和井身自重的冠梁，對(duì)冠梁處的地基承載力有要求。而沉井法施工在沉井下沉的過(guò)程中，對(duì)沉井的位置、標(biāo)高控制比較嚴(yán)格，尤其是土質(zhì)不佳容易造成沉井井身傾斜而不易糾正；根據(jù)地質(zhì)復(fù)雜程度不同，不易控制標(biāo)高，導(dǎo)致超沉或沉不到位的現(xiàn)象。沉井下沉過(guò)程中也容易對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擾動(dòng)。

綜上所述，總結(jié)了逆作法和沉井法的適用條件如下，可供施工時(shí)選取采用：

1）逆作法適用條件：工序復(fù)雜程度高；土體擾動(dòng)程度小；適合土質(zhì)不良情況，但對(duì)冠梁處土體承載力有要求；適合地下管線復(fù)雜及施工場(chǎng)地受限制的情況；施工工期較短。

2）沉井法適用條件：工序復(fù)雜程度較低；土體擾動(dòng)程度大；不適合工程地質(zhì)條件較差而且存在較多淤泥貨流沙質(zhì)土；不適合地下管線復(fù)雜及施工場(chǎng)地受限制的情況；施工工期較長(zhǎng)。