綜合管廊深基坑頂管施工技術

賈化平

（中鐵三局集團有限公司運輸工程分公司，山西 晉中 030600）

銀川市雨污分流改造一期工程——四污二期進水管道工程、長城路排水管道改造工程位于寧夏回族自治區銀川市，該地區日照時間長，近年來降雨量不斷增強。本管道工程工作井沉井14 座，拉森鋼板樁支護102 m。

1 工程重難點

工程重難點如下：①確保井位平面位置及高程準確，偏差符合設計要求；②沉井下沉確保受力平衡，下沉均勻，對稱施工；③拉森鋼板樁及時施作橫向支撐，防止支撐體系變形；④頂管管節平面位置和高程控制。

2 技術特點

技術特點如下：①工作井采用沉井施工技術，避免傳統基坑大開挖，節省施工環節，優化施工方式，降低施工成本，保證施工安全、質量，縮短施工工期；②利用鋼板樁作為基坑圍護結構，在沿溝槽方向焊接槽鋼再沿做橫向鋼支撐，確保基坑施工安全；③管道頂井利用沉井基坑作為工作井，又能兼作檢查井，后期維護方便。

3 技術原理

深基坑沉井技術是將井分為幾階段施工，避免大面積開挖情況，首先將井刃腳及第一節在井預定位置做好，然后用長臂挖機從井身內部開挖土方將刃腳及第一節沉至預定位置，然后進行井身第二節施工，待施工完畢后，繼續用長臂挖機挖除井身內部土方，以此工序繼續循環，直至井完全沉至預定標高。

拉森鋼板樁橫支撐技術是拉森鋼板樁支護的改進方式，因本項目施工基坑較深，若采用傳統拉森鋼板樁支護，極有可能因為外部土方壓力過大而導致拉森鋼板樁向基坑內部傾斜而導致安全隱患，因此在拉森鋼板樁橫向增加鋼支撐，從而保證基坑支護安全[1]。

深基坑沉井技術主要是利用井身的自重來克服摩擦力從而下沉到預定高度，采用深基坑沉井技術不僅施工快而且施工安全性較高，避免了工人在深基坑內施工可能帶來的風險[2]。拉森鋼板樁橫支撐技術也屬于安全施工的技術升級，不僅縮短了施工工期，而且使基坑支護更具穩定性和安全性。

4 技術流程

4.1 施工工藝流程

本施工技術工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

內業準備：由項目技術負責人牽頭，編制施工組織設計、專項施工方案、安全交底、技術交底等資料，踏勘現場，向進場管理人員及作業人員對本工程施工的重難點、重大危險源、安全注意事項等內容進行交底，雙方簽字并歸檔。

人、材、機準備：根據本工程規模、特點及技術要求，成立項目部組織機構，選派經驗豐富的項目經理，配備技術水平過硬的項目總工、項目經理部，下設五部兩室，規章制度健全，確保施工全過程處于受控狀態。工程所需材料根據施工總進度計劃分批進場，嚴格按照材料進場管理辦法施行進貨檢驗和試驗制度，保證進貨質量。配備滿足施工需求的機械，機械進場做好機械驗收工作，確保機械性能滿足要求。

施工現場準備：按照施工總平面布置圖要求，完成臨時道路、排水溝、臨時用水、臨時用電、鋼筋加工棚等臨時設施的布置，臨時設施的布置應本著因地制宜、永臨結合、經濟適用并有利于環保等原則，符合安全標準化工地建設。

地下管線和設施的保護：充分領會設計意圖，熟悉圖紙，進行現場查勘，與有關部門聯系，了解和掌握地下管線、設施的布置情況，根據現場實際情況，研究制定切實可行的管道、管線遷改和保護方案，并加強業主與地方產權單位協調溝通，辦理相關安全協議，加強對建筑物、道路、管線、管道的監控工作。

測量準備：施工所用儀器器具必須經計量鑒定部門檢驗合格及標識，誤差滿足規范要求，確保儀器的使用有效性及精度要求，才可用于現場測量放樣工作。沉井施工前做好施工測量工作，按照設計院交付的測量控制點，做好控制點加密、導線點、中線點、水準點復測等。根據施工圖計算出管道走向坐標數據，并做好數據校核工作。

4.2.2 測量放樣

在沉井工作施工前，按照復核過的測量數據進行井身及位置放樣，放樣必須有2 名以上測量員換手復核，以防井位發生偏差造成后續不可逆轉情況。在沉井工作施工時，在周圍安放明顯的施工標志，施工時將紅外線放線儀固定牢靠，以防產生放線偏差。

4.2.3 選擇所需規格材料

測量放線完成后，根據施工圖紙及施工總進度要求選擇相應材質、型號、大小等材料進行現場施工，材料進場后做好現場取樣送檢工作，確保材料合格。

4.2.4 刃腳施工

所用材料必須先在現場及試驗監理見證取樣送試驗室進行相關試驗，出具試驗報告，確認符合要求后，方能使用。根據施工圖紙要求，完成沉井的基坑放坡開挖工作（開挖至沉井起沉標高，原地面以下2 m），鋪好砂墊層和支墊架工作，砂墊層的厚度應根據沉井的質量和地基土的承載力確定，砂墊層上鋪設0.15 m厚混凝土墊層，鋪設寬度與砂墊層一致。沉井施工時，先將沉井刃腳部分施工完畢，以確保井可以利用斜梯形刃腳在自身作用下切入土中下沉。

4.2.5 第一階段井身施工

處理好刃腳與第一階段井身的連接部分，做好施工縫的處理，施工縫采用凸縫，澆筑前用水清洗干凈，清除松散石料，井壁內設置鋼板止水帶，將連接部分鋼筋綁扎牢固再澆筑混凝土。澆筑混凝土時需用振搗棒振搗，對稱均勻澆筑，每層厚度不超過300 mm，混凝土澆筑應連續澆筑，另外防止混凝土跑模及漲模等情況，按照規范要求留置好同條件混凝土試塊，并及時進行灑水養護。混凝土強度達到標準后方可拆卸模板，拆模應先拆上部模板，再拆下部模板，拆除模板后派專人繼續進行養護。

4.2.6 井身內部挖土

長臂挖機到位，由專人指揮開始從井身內部挖土，長臂挖機利用反鏟切土將井內部土方對稱挖除，保持兩側平衡，下沉過程中控制好位置和標高，嚴格控制下沉速度，發現偏離問題及時采取糾偏措施。挖土時應有現場技術員現場指揮，挖土時注意井身保護，運土時渣土車要及時覆蓋裝運的渣土。

4.2.7 沉至設計標高

再次循環已施工完畢程序，現完成井身施工然后進行井身挖土。當井已接近設計標高時開始停止挖土，此時應注意四面井身是否處于同一水平位置，當略有傾斜時應用人工進行調平，但注意人員施工時要注意施工安全，當井身四面都處于同一水平高度時，要讓井利用自身重力慢慢下沉，一直沉至標高位置。當井沉至預定標高時，由于井深特別大，所以現場必須注意施工安全，在井外部上井口周圍焊接臨邊防護，防護高度要符合要求，臨邊防護質量要有保證，施工期間禁止其他外部人員進入施工現場，進入現場必須佩戴安全帽。沉井下沉至設計標高后，應進行8 h 的連續觀察，必須進行全面檢查，確保位置和標高滿足設計要求，并進行全天沉降速率觀測，保證下沉量小于10 mm，滿足要求后進行封底施工，在滿足抗浮要求后進行底板鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工。

4.2.8 頂管施工

導軌安裝：導軌由2 根60 kg/m 鋼軌和木枕組成，位置和高程必須準確、平順、固定牢固。兩邊預留足夠的工作面便于人工操作和出土。安裝時，兩導軌應平行、等高，坡度與設計管道坡度一致；安裝后的導軌應牢固，不得在使用中產生位移；兩導軌的間距要根據導軌公式計算而定。

工作井后背安裝：根據測量確定軸線后，先安放后靠背，在軸線定好后即可安裝導軌以及后頂，后背利用沉井管壁，并做加強處理，滿足最大的頂力要求。

頂進設備和管節安裝：將6 臺200 t 雙級液壓千斤頂安裝在后背梁和管節之間，對管節末端做襯墊加固處理，做好成品保護措施，管壁外涂抹潤滑劑，減小摩擦力。

頂管出洞：頂管機頭和第一節管子安放就位，并檢查無誤后，破除洞口障礙物，機頭穿入橡膠密封圈頂入土中，用膨潤土泥漿潤滑機頭與土壁之間，加固土體，并做好洞口防水措施。

出土、頂進：出土頂進前，檢查千斤頂、油表、后背梁等設施，確保各項指標性能良好，開始掏土頂進，出土采用專用小車電葫蘆提升至地面，隨挖隨糾，糾偏不宜過大，頂進過程中勤測量，確保平面位置和高程準確。

通風與照明設施：施工中難免人員進入已施工好的管道里面進行作業，由于缺乏空氣流動，空間狹小，容易造成缺氧而發生生產安全事故。在進行頂管作業時，配備空壓機及管道進行通風作業，把地面的新鮮空氣通過管道輸送到施工作業面，改善工作環境，確保工人施工安全。照明采用安全電壓，提供36 V 電源，現場配備足夠照明設施。

測量與糾偏：頂管頂進作業采用“勤測量、勤糾偏”原則，管道出現偏差時，應立即分析原因，有針對性地進行糾偏校正，糾偏應緩慢進行，使管道慢慢恢復至正確位置。在頂管施工過程中，做好地面沉降觀測工作，控制好地面沉降量，使其滿足設計規范要求。

4.2.9 質量檢測

嚴格按照規范、標準進行質量驗收。首先在施工前進行地基承載力檢測，進行井身施工時要先檢查所用鋼筋是否達到抗拉及抗彎強度，井身混凝土是否達到現場所需強度及塌落度，井施工完畢后利用回彈儀測定井身是否達到設計強度，所有檢測均應設置專人檢測，檢測時監理需全程進行旁站巡視[3]。

5 小結

銀川市雨污分流改造一期工程——四污二期進水管道工程、長城路排水管道改造工程施工時采用“深基坑沉井技術及拉森鋼板樁橫支撐技術”，該技術中井身利用自身重力克服摩擦力向下沉至預定位置，有效解決了傳統地下井施工的弊端，解決了傳統地下井施工需要投入大量的人力、物力以及財力而無法高質量施工的難題，保證了工程施工質量，節省了施工工期，贏得了社會各方的廣泛贊譽，取得了良好的經濟和社會效益。

在工程施工的情況下，實現了深基坑沉井技術及拉森鋼板樁橫支撐技術的高效、便捷、環保，保證了施工質量。深基坑沉井技術及拉森鋼板樁橫支撐技術完全符合施工要求，該技術成熟、可靠，應用前景廣泛。