CN109306712A - 顶管工作井逆筑施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶管工作井逆筑施工工法，是先挖圆形工作井；采用三轴水泥搅拌柱止水帷幕组成围护结构；工作井在围护桩上制作桩顶圈梁，利用圈梁承载工作井结构自重，保证工作井克服自重，逐节向下逆筑施工，随挖随制作钢筋混凝土内衬；利用自身结构形成的拱形当作水平支撑，抵挡侧向土压力，保证井坑的安全。采用本工法施工工作井，可以利用工作井自身结构进行基坑围护，保证基坑施工安全，同时减小基坑工程量，减少基坑围护桩与支撑，利用逆筑施工减少结构施工脚手架，减小施工高度，规避施工风险，同时减少模板周转料工程量，简化施工工艺，节省施工工期，减小对邻近建(构)筑物与道路及周边环境的影响。

Description

顶管工作井逆筑施工工法

技术领域

本发明涉及一种顶管工作井逆筑施工工法，属于建筑工程施工技术领域。

背景技术

逆筑法是一种建筑技术，是先建造地下工程的柱、梁和顶板，然后以此为支 承构件，上部恢复地面交通，下部进行土体开挖及地下主体工程施工的一种方法。 采用逆筑法施工，由于地下室可与地上结构同时施工，因此，可使工程的总工期 缩短；由于利用地下室的梁板楼面结构作为地下连续墙的内部支撑，因而基坑变 形小，相邻建筑物的沉降小；与传统方法比较，逆筑法施工基础底板较易满足抗 浮要求，使底板设计趋向合理；由于节省了支护结钩的支撑，还大大降低了施工 费用。

随着城市发展，新兴的商务区周边原有配套雨水管道无法满足城市排水的需 求，故需对基础设施中雨水***进行改造升级。但是由于该类工程通常位于繁华 的商业区范围内，在工程排水管道施工范围内，周边环境及管线情况复杂，这类 工程雨水管通常采用顶管施工。顶管施工过程会包括多个工作井，多个接收井， 许多顶管工作井都位于市区交叉路口，如何在这种复杂的环境下如何进行顶管工 作井逆筑施工，是本领域技术人员需要解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种顶管工作井逆筑施工工法，以解决在城市复杂的施 工环境下进行顶管施工的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明是一种顶管工作井逆筑施工工法，主要是先挖圆形工作井；采用三轴 水泥搅拌柱止水帷幕组成围护结构；工作井在围护桩上制作桩顶圈梁，利用圈梁 承载工作井结构自重，保证工作井克服自重，逐节向下逆筑施工，随挖随制作钢 筋混凝土内衬；利用自身结构形成的拱形当作水平支撑，抵挡侧向土压力，保证 井坑的安全。

具体的，该方法包括如下步骤：

步骤1：测量放线；

步骤2：围护施工；

步骤3：降水；

步骤4：第1次土方开挖；

步骤5：第1次衬砌施工；

步骤6：养护至100％强度；

步骤7：第2次土方开挖；

步骤8：第2次衬砌施工；

步骤9：养护至80％强度；

步骤10：第3-6次土方开挖；

步骤11：第3-6次衬砌施工；

步骤12：第3-6次养护至80％强度；

步骤13：第7次土方开挖；

步骤14：第7次衬砌施工。

采用本工法施工工作井，可以利用工作井自身结构进行基坑围护，保证基坑 施工安全，同时减小基坑工程量，减少基坑围护桩与支撑，利用逆筑施工减少结 构施工脚手架，减小施工高度，规避施工风险，同时减少模板周转料工程量，简 化施工工艺，节省施工工期，减小对邻近建(构)筑物与道路及周边环境的影响。

本工法适用于结构自身为圆筒或者方筒的混凝土结构，埋深大、整体性强、 稳定性好、承载形抗变形能力强，施工地点位于城市核心区域，场地具有开挖面 小，开挖深度大的特点。

附图说明

图1展示了顶管工作井逆筑施工工法的构成及工作流程；

图2展示了目标岩体部位结构面露头的查询统计；

图3展示了产状偏差、角度偏差筛选结构面露头原理示意图；

图4展示了解译获得的结构面三维地质模型；

图5展示了坝址区充填结构面优势分组；

图6展示了中坝址充填结构面(左)和厂房区断层(右)分布统计；

图7展示了厂房区第一组断层可视化展示；

图8展示了厂房区第一组断层空间对比(左)、特性对比(右)筛选结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的任何限 制。

实施例1：

某项目“虹桥商务区东片区综合改造市政配套一期工程二标段”项目位于上 海市虹桥商务区东片区范围内，由于本工程排水管道施工范围内，周边环境及管 线情况复杂，包括：通信管线、航油管、市区电力公司电缆线、大众燃气公司燃 气管线、虹桥机场电力管线、雨污水管线，所以，迎宾五路至友乐路的 DN2700-DN3500雨水管采用顶管施工。顶管施工过程共包括2个工作井，2个 接收井，其中4#顶管工作井位于友乐路与迎宾一路交叉口向友乐路北30m友乐 路上，友乐路为双向车道，其中由南向北方向为双车道，由北向南方向在友乐路 北侧由双车道变为四车道，交通繁忙。为了减少顶管工作井施工过程中对城市道路交通以及周边错综复杂的地下管线的影响，顶管工作井采用逆筑施工工法。

该项目中，工作井为φ13.6m，挖深14.17m的圆形工作井；采用φ1000的 钻孔灌注+φ850的三轴水泥搅拌柱止水帷幕组成围护结构；工作井在围护桩上 制作桩顶圈梁，利用圈梁承载工作井结构自重，保证工作井克服自重，逐节向下 逆筑施工，随挖随制作钢筋混凝土内衬；利用自身结构形成的拱形当作水平支撑， 抵挡侧向土压力，保证井坑的安全。

施工工艺流程为：测量放线→围护施工→降水→第1次土方开挖→第1次土 方开挖→第1次衬砌施工→养护至100％强度→第2次土方开挖→第2次衬砌施 工→养护至80％强度→第3-6次土方开挖→第3-6次衬砌施工→第3-6次养护至80％强度→第7次土方开挖→第7次衬砌施工。

4#工作井结构全高13.50米，分七段由上向下随挖土及进行衬砌结构施工。

第一次挖土标高从3.870至2.170，挖土1.7m→浇筑圈梁、衬砌等，衬砌底 标高2.570→第二次挖土标高从2.170m至-1.000m，挖土3.17m→浇筑衬砌高 3.170m→降水→第三次挖土标高从-1.000m至-3.000m，挖土2.0m→浇筑衬砌高 2.0m→第四次挖土标高从-3.000m至-5.000m，挖土2.0m→浇筑衬砌高2.0m→第 五次挖土标高从-5.000m至-7.000m，挖土2.0m→浇筑衬砌高2.0m→第六次挖土 标高从-7.000m至-9.000m，挖土2.0m→第七次挖土标高从-9.000m至基底→浇筑 垫层，浇筑底板、衬砌等。

施工操作要点：

1围护施工

围护结构的具体参数如下表所示：

表1 4#工作井围护做法表

4#工作井围护施工平面图如图1所示。

2土方开挖及衬砌逆筑施工

4#顶管工井开挖深度14.6m，土方量约为：2200m3，工作井逆筑法施工，随 挖随制作钢筋混凝土内衬。基坑开挖影响深度范围内的土层有第①、③、④、 ⑤1-1、⑤1-2、⑤2-1、⑤2-2、⑤2-3层，挖土时：当圈梁、衬砌砼强度达到100％ 设计强度时方可进行第二次挖土；对于逆筑施工的4#坑当第二次衬砌砼强度达 到80％设计强度时方可进行第三次挖土，以此类推，第五次衬砌砼强度达到100％ 设计强度时方可进行第七次挖土，现场土方开挖共划分为7次开挖，

第一次土方开挖，开挖至标高2.170m处，土方开挖深度约1.7m，土方量约246.82m³，土方完成后进行衬砌，衬砌底标高2.570；工期为1天，如图2所示。

待第一次衬砌砼强度达到100％设计强度时进行第二次土方开挖，开挖至标 高-1.000m处，土方开挖深度约3.170m，总土方量约460.26m³，土方挖完后进 行第二次衬砌，工期为1天，如图3所示。

当第二次衬砌砼强度达到80％设计强度时进行第三次土方开挖，开挖至标高 -3.000m处，土方开挖深度约2.0m，土方量约290.38m³。工期为1天，如图4 所示。

当第三次衬砌砼强度达到80％设计强度时进行第四次土方开挖，第四次土方 开挖，开挖至标高5.000m处，土方开挖深度约2.0m，土方量约290.38m³，工期 为1天，如图5所示。

当第四次衬砌砼强度达到80％设计强度时进行第五次土方开挖，第五次土方 开挖，开挖至标高-7.000m处，土方开挖深度约2.0m，土方量约290.38m³，工 期为1天，如图6所示。

当第五次衬砌砼强度达到80％设计强度时进行第六次土方开挖，第六次土方 开挖，开挖至标高-9.000m处，土方开挖深度约2.0m，土方量约290.38m³，工 期为1天，如图7所示。

当第五次衬砌砼强度达到100％设计强度、第六次衬砌砼强度达到80％设计 强度时，进行第七次土方开挖，第七次土方开挖，开挖至标高-10.400m处，土 方开挖深度约1.2m，土方量约174.23m³，工期为1天，如图8所示。

待最后一层土方开挖完成后2h内完成垫层浇筑，24h内完成底板混凝土浇 筑，其中墙体混凝土浇筑至底板上部30cm标高处，焊接止水钢板。

3衬砌钢筋

钢筋加工弯制前应调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净； 加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕；利用冷拉方法矫直伸长率：Ⅰ级 钢筋不得超过2％，Ⅱ级钢筋不得超过1％。

4衬砌模板

衬砌模板采用组合钢模板及小钢模衬砌，混凝土一次性整体灌注施工。

衬砌钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。

模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。

模板表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。

5混凝土浇筑

砼自模板口灌入，应由下向上，对称分层，倾落自由高度不超过2.0m。在 砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变 形、移位时，应及时采取加固措施。施工中如发现泵送砼坍落度不足时，不得擅 自加水，应当及时通知技术人员在其指导下用追加减水剂的方法解决。

混凝土浇筑应连续进行。当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初 凝时间或能重塑的时间。当超过允许间歇时间时，按接缝处理，衬砌砼接缝处必 须进行凿毛处理。纵、环向施工缝按照设计要求设置中埋式橡胶止水带。

混凝土浇筑分层厚度(指捣实后厚度)宜为振捣器作用部分长度的1.25倍， 但最大摊铺厚度不宜大于60cm。在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土 时，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。

浇筑混凝土时，应填写混凝土施工记录。

6拆模及养护

(1)二次衬砌拆模时间应符合下列规定：

在初期支护变形稳定后施工的，二次衬砌混凝土强度应达到8.0MPa以上。 初期支护未稳定，二次衬砌提前施工时混凝土强度应达到设计强度的100％以上。 特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。

(2)混凝土浇筑完毕后的12小时以内开始对混凝土进行养护，落模后及时 养护，养护时间不少于14天。

以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同 替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种顶管工作井逆筑施工工法，其特征在于：先挖圆形工作井；采用三轴水泥搅拌柱止水帷幕组成围护结构；工作井在围护桩上制作桩顶圈梁，利用圈梁承载工作井结构自重，保证工作井克服自重，逐节向下逆筑施工，随挖随制作钢筋混凝土内衬；利用自身结构形成的拱形当作水平支撑，抵挡侧向土压力，保证井坑的安全。

2.根据权利要求1所述的顶管工作井逆筑施工工法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤1：测量放线；

步骤2：围护施工；

步骤3：降水；

步骤4：第1次土方开挖；

步骤5：第1次衬砌施工；

步骤6：养护至100％强度；

步骤7：第2次土方开挖；

步骤8：第2次衬砌施工；

步骤9：养护至80％强度；

步骤10：第3-6次土方开挖；

步骤11：第3-6次衬砌施工；

步骤12：第3-6次养护至80％强度；

步骤13：第7次土方开挖；

步骤14：第7次衬砌施工。