顶管工作井沉井法施工及逆作法施工技术应用

发表时间：2020-03-26T03:08:47.467Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年23期 作者： 蒋汉贤

[导读] 探讨如何处理顶管工作井沉井施工过程中可能出现的问题的相关技术措施，为顶管施工以及工作井施工方法的比选提供参考。广州机施建设集团有限公司 广州市黄埔区 510700

摘要：本文以广州市花都区儿童公园周边道路工程（平石路、瑞莲路）污水主管顶管施工为例，根据施工现场实际情况以及施工过程中遇到的问题，结合沉井法和逆作法施工工艺进行分析，探讨如何处理顶管工作井沉井施工过程中可能出现的问题的相关技术措施，为顶管施工以及工作井施工方法的比选提供参考。

关键词：顶管工作井沉井法；顶管工作井逆作法；设计变更；施工方案调整。 一、工程概况

本工程为儿童公园周边道路工程施工是为了完善平石大道至三东大道东路段的污水管道系统而进行的污水管道设计。道路红线宽度为40米，双向6车道。污水管位于道路中心线南侧15.75米，平均埋深为6.01～10.56米。顶管工程长度约1370米；顶管工作井和接收井共15座，其中6座工作井和5座接收井采用沉井法施工，2座工作井和2座接收井采用逆作法施工，即，W42-W49和W54-W56采用沉井法施工，W50-W53采用逆作法。 二、施工方法简介 （一）逆作法

逆作法工艺流程：开挖——护壁制作（钢筋模板混凝土）——拆模养护——下一节护壁制作——循环上述过程达到设计标高——垫层——底板施工。

第3节施工 成井

（1）土方开挖

基坑内土方开挖采用分层法，每层开挖深度不超过lm。进行第一层土方开挖。机械无法直接挖掘的部位，采用人工开挖、清理、归堆；挖土机无法直接转运的土方采用吊机吊土，至地面归堆，装车外运。 （2）第一节逆作法护壁井施工

顶管井护壁第一节挖深约1m。按设计要求绑扎钢筋，安装护壁钢模板，浇灌混凝土护壁及井口圈梁。 （3）土方运输

1）井内的土方采用吊机提升到地面。

2）从井下挖出来的土方利用手推车运送到基坑边临时堆土区，及时外运或视土质情况用于填方，以方便后面工序施工。 （4）护壁钢筋绑扎

将已加工好的钢筋吊入井下绑扎，用预制小砼块作钢筋保护层垫块，保护层为35mm。工作井和接收井配筋为双层双向配筋。 （5）护壁模板安装与拆除

完成钢筋绑扎后，通过建设单位、设计单位、和监理部门验收合格后，可进行模板安装，采用组合式钢模板，模板安装前先刷脱模剂。

（6）护壁混凝土浇灌

护壁砼为C25，采用商品混凝土，用滑槽将砼流入基坑，再用斗车运送到井边，均匀地在模板的各个方向同时浇注，以防模板受砼挤压而偏移，并用振捣器振实，防止产生蜂窝、漏浆现象。

以每天一节作为一个施工循环（即挖好每节土后浇灌下一节混凝土护壁）。一般土层中每节高度为1m，在不利地质区每节高度不宜大于0.5m，且在孔壁外斜插?16钢筋，并镶嵌稻草或竹片作过滤隔泥层，在孔壁上预埋透水管，以缓解护壁水压力。当挖进坚硬的岩石时，利用风锦挖掘并结合微膨胀爆破方法进行施工。

为保证井的垂直度，每浇灌完三节的护壁校核井中心位置及垂直度一次。垂直度校正方法是以井体顶对角拉出十字交点为井中心，再用铅重线引入井下作一井中心，并以这一垂线测量垂直度。 （7）地板垫层铺筑及底板施工 1）垫层铺筑

在人工整平之后，沿沉井壁体中心线铺设200mm厚30-50mm碎石，砂垫层分层压实，压实系数不小于0.95。碎石铺筑完成验收合格后，浇筑100mm厚砼垫层。 2）底板施工

最后一节护壁完成并拆除模板后，即可进行素砼垫层铺设，在垫层上弹出各种钢筋安装定位线，底板钢筋将根据弹出的定位线进行安装。在底板底筋下面放好垫块，保证底筋有足够的保护层；底、面筋之间采用?16马凳架起，间距1000mm，架立筋需与钢筋焊接牢固，保证其稳定性。

浇筑混凝土强度等级均为C25。混凝土浇筑前24小时内对垫层进行洒水湿润。混凝土浇注要连续，不留任何施工冷缝。振捣密实后用刮尺修平，初凝后为了防止板面出现收缩裂缝，再用灰匙压抹表面。 （二）沉井法

（1）沉井施工适用范围。沉井法施工无需打围护桩（钢板桩或其他围护桩），也不影响周围建（构）筑物，不需要支撑土壁及防水；不受场地和附近建筑物或其他因素条件的；当地下水位较高，土的渗透性大，易产生涌流或塌陷的不稳定土壤，可采用沉井不排水下沉和水下浇筑混凝土封底；给水排水工程的地下构筑物，多采用沉井。

（2）沉井工艺流程：开挖——垫层——绑扎刃脚钢筋——支模——现浇刃脚——拆模——养护——刃脚切土下沉—制作下一节沉井（钢筋模板拆模养护）——逐一节沉井下沉到位——水下混凝土封底——浇底板——旋喷桩洞口加固处理。 三、工程设计变更及施工方法调整

本工程污水顶管施工受限于现状管线及施工场地未完全移交等因素影响，该段污水井位均有调整，导致与原地勘报告存在局部差异，在工作井施工过程中儿童公园山体处遇到中风化石灰岩，经业主、监理、设计、施工四方单位会议协商后决定对该污水顶管段补充岩土工程勘察。根据岩土工程勘察报告（补充勘察）及现场实际情况，结合业主、监理、设计、施工四方单位会议协调后的结果，对儿童公园山体处顶管施工进行调整施工方法：

1、工作井使用沉井法施工，下沉至地面下 7m 左右时遇到强风化石灰岩下沉困难。根据现场情况可尝试采用长臂炮机或人工使用风镐破碎强风化石灰岩等措施使沉井下沉，若采用以上措施后沉井仍较难下沉，该井剩余部分可考虑采用逆作法施工。

2、工作井施工时遇到坚硬中风化岩层，可尝试采用长臂炮机破碎岩层。若岩石强度过高长臂炮击破碎岩层效果不理想，施工困难时，可采取静力爆破和冲孔机两种破岩措施。 两者优缺点对比如下：

四、结语

本文所述工程顶管工作井沉井施工沉井遇岩无法下沉，采取逆作法并借助机械破岩、静力爆破、冲孔机破岩等技术手段，既能有效解决本工程施工问题，也能保证施工质量和施工安全。 参考文献及施工技术标准、规范和验评标准：

1、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）； 2、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2015）； 3、《市政排水管渠工程质量检验及评定标准》（CJJ3-2008）； 4、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）； 5、《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246：2008）； 6、《逆作法施工技术规程》DG / TJ08-2113-2012；