鋼板樁在泵站出水管頂管井及進水箱涵基坑工程施工中的應用

吉銳峰

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建福州 350000）

1 工程概況

本工程在知音大道與琴斷口路交叉口西南側，布置一座雨水泵站。主要施工項目為新建雨水泵站一座，配套建設進出水管（3DN2 000 mm球墨鑄鐵管）、進水相涵、出江消能設施等。龍陽大道與琴臺大道交叉口，郭茨口地下通道與琴臺大道之間為頂管施工段（K1+360～K1+892.94），頂管施工包括G13、G15頂管工作井2座，G14頂管接收井1座，3根D2 022×22焊接頂管頂進施工，單根平均約601.5 m。

G13、G15工作井采用圓形沉井結構，G14工作井內徑為15 m，井壁厚度為700 mm，井體高度為7 m；G15工作井內徑為15 m，井壁厚度為800 mm，井體高度為9.9 m；采用井體、后背墻為C30混凝土（5 cm厚），墊層采用C15，鎮墩采用C20，底板抗滲等級為S6。

主要工程類統計表具體如表1所示。

表1 主要工程量統計

2 氣象條件

武漢市屬于北半球亞熱帶濕潤季風型氣候，常年雨水充沛、日照充足、冬冷夏熱、雨熱同季、四季分明。擬建工程場區范圍內地表水主要分布在附近漢江內，漢江水量豐富，水位變幅大，隨著降水的變化而變化，最低水位出現在3月，最高水位出現在7月。最大小時降雨量為102.1 mm，汛期降雨量占全年的73.6%。多年平均相對濕度為80%，日平均濕度為83%。工程區域內主要氣象要素如表2所示。

表2 武漢市主要氣象要素

3 “鋼板樁+支撐”方案的優勢

（1）有效解決開挖安全隱患多、難度大等問題；

（2）施工便捷，可在短時間內高效施工；

（3）空間占用量較小，可給其他工作的開展創設良好的條件；

（4）鋼板樁對環境的適應能力強，天氣條件較差，也不會對其造成影響；

（5）互換性好，經過簡單的修復后，即可重復使用。

4 支護結構設計方案

4.1 頂管工作井

（1）G13頂管工作井高9 m，計劃分4次澆筑，2次下沉。①澆筑：第一層高度為2.8 m，第二層高度為2.2 m，第三層高度為2 m，第四層高度為2 m；②下沉：第一次下沉4.5 m，第二次下沉4.5 m。

（2）工作井內沿頂管軸線方向，在臨時后座墻上裝剛性后座，主要為千斤頂、導軌、剛性頂鐵、環形頂鐵等頂進設備，工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下使用。

（3）管內供電及井內電力配電箱均位于工作井內，管內測量起始平臺安裝在主頂千斤頂之間軸線上，與混凝土底板相連接，與千斤頂支架相分離，以確保頂進時測量平臺的穩定性。

（4）沿井壁依次安裝1.5寸壓漿管、4寸供水和出泥管、供電、1.5寸供氣管線。井內二側工作平臺布置配電箱、電焊機、泥水旁通裝置、后座主頂油泵車和頂鐵。

（5）管內進排泥管、壓漿管、供電、通風管分別安裝于鋼管左右偏下側，采用L75×75角鋼支架固定。

（6）管內照明采用24 V低壓LED照明燈，每距離8 m布置1只，工作井內照明采用高壓水銀燈。施工期間在工作井內及管道內，應配置足量的排水設備，以保證雨季汛期的管道安全。

4.2 頂管接收井

（1）G14頂管接收井高度6.1 m，計劃分2次澆筑，1次下沉。澆筑第一層高度為2.8 m，第二層高度為3.3 m。

（2）根據頂管線路布設的導線點、水準點，標定出井的平面位置、測定其深度，以指導工作井的開挖施工；確定始發井與接收井的管道中心點，并將其投設于地面（以下簡稱投點），并進行標記。投點處于井的邊緣，應提前做好投點的支架搭設與焊接標記工作。

（3）頂管機頂入接收井是一項關鍵的施工環節，在頂管未頂入接收井前，應先完成接收井施工等待頂管機的接收。頂管管道接近接收井時，須先復測本段管道的長度與設計長度相符，再通過測量得知頂管機出口的具體位置，將接收井工具出洞位置的混凝土護壁鑿除。如遇地下水豐富時，使用棉紗堵塞住管和洞口間的空隙，待頂管機完全出洞后，使用水玻璃或水泥漿壓住止水[1]。

4.3 進水箱涵

（1）原地面按1∶3的標準放坡下挖3 m，留6 m寬平臺，配套I40b工字鋼（按照250 mm的間距依次設置）、腰梁及支撐，共同組成完整的支護體系。

（2）嵌固深度為9.4 m，分別取樁頂以下1、5 m兩處，設置支撐，共兩層，所用材料均為I40b工字鋼。

（3）每跨設兩處焊接鋼板連接，尺寸與頂管工作井的鋼板一致。

5 鋼板樁施工

5.1 鋼板樁施工路段

施工路段為：琴臺大道（陽光世紀建材-漢江灣城中村改造）。

5.2 施工順序

準備工作（根據施工需求配備質量達標的鋼板樁）→鋼板樁打設→圍檁安裝→支撐安裝→土方開挖→箱涵澆筑→土方回填→拔出鋼板樁→鋼板樁灌縫。

5.3 質量控制措施

（1）施工前充分落實各項準備工作，如復測場地標高，校正水準儀，在后續施工中應用水準儀檢測，及時掌握鋼板樁的樁頂標高，根據測量結果采取控制措施。

（2）打樁到位后，檢測并調整樁架的垂直度，直至其呈垂直的狀態為止。以實際情況為準，對打設到位的鋼板樁及時采取加固和防護措施，避免其在外力作用下出現偏位、變形等現象。

（3）隨著基坑開挖進程的推進，待其達到支撐設計標高以下0.5 m時，需立即暫停開挖作業，根據需求配備支撐，并將其穩定設置在圍檁上。在完成支架的搭設作業后，全面檢查支撐，判斷其是否具有穩定性，若無誤則繼續開挖。鋼圍檁安裝的細節較多，工作人員應加強控制安裝過程，保證支撐軸向受力的合理性，不可出現偏心現象，避免出現支撐失穩等現象。為了提高施工效率，可采用機械挖土的方法，應嚴格控制開挖的姿態和覆蓋范圍，不可碰撞既有支撐、圍檁等相關裝置。除此之外，施工過程中不可存在無關的荷載，否則易導致支撐失穩。

（4）在鋼支撐安裝中，應加強檢測與控制力度，要求平面偏差≤100 mm，標高偏差≤30 mm；圍檁施工中，標高偏差≤30 mm；經檢測后，確定支撐中心、同層支撐頂面兩處的標高，計算兩者的差值，要求該值≤30 mm；支撐的撓曲度≤1/1 000。

5.4 鋼板樁的拆除

（1）施工設備選用履帶吊、振動錘，以提供振動力，打破鋼板樁周邊土體的既有狀態，降低該處的黏聚力，借助履帶吊提供的吊力進行拔樁。

（2）按照順序緩慢拔樁可避免樁體大范圍受損，施工過程中，先采用打樁機夾住鋼板樁，對樁體頂部進行1～2 min的持續性振動，經此途徑后使鋼板樁周邊的土由相對固結轉變為松動的狀態，減小土體對樁的摩擦力，再以緩慢的速度向上振拔。期間應密切關注樁機的負荷，若存在拔樁難度較大的情況，需暫停拔樁，再次振動1～2 min，此后將樁體下錘0.5～1 m，再將其向上拔起，按照此方式多次操作后，可將鋼板樁拔出。

6 結語

綜上所述，在泵站出水管頂管井和進水箱涵施工中，均采用鋼板樁結構，可充分發揮支護的作用，相較土釘墻、鉆孔樁等方法，其具有擾動性小、施工便捷、穩定可靠、經濟高效等多重應用優勢，可在不影響施工質量的前提下縮短施工時間，有利于后續工作的開展。