王 繼 宏

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046201)

跌水井逆作法及頂管的施工技術(shù)

王 繼 宏

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046201)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了跌水井逆作法及頂管的工作原理，對測量放線、土方開挖、鋼筋綁扎、搭設(shè)腳手架、底板及防水施工等跌水井逆作法施工技術(shù)進(jìn)行了闡述，并探討了頂管的施工要點(diǎn)，以降低施工成本，提高施工效率。

跌水井逆作法，頂管，施工，鋼筋

1 工程概況

本技術(shù)為地下管網(wǎng)1401跌水井及管道穿越擋墻施工技術(shù)。由于地下管網(wǎng)需從廠區(qū)標(biāo)高936平臺延伸至標(biāo)高928平臺形成閉合管網(wǎng)，存在較大高差，根據(jù)施工圖紙，設(shè)置跌水井或直接加彎頭下管。

該位置于2013年廠區(qū)擋墻2、擋墻3已施工完畢，現(xiàn)在進(jìn)行地下管網(wǎng)連接施工，由于管道下彎處及跌水井外壁距離擋土墻僅4 m，且開挖深度太大(深度為12.65 m)，為避免事故保證施工安全，在不拆除擋墻的基礎(chǔ)上跌水井采用逆作的方法進(jìn)行施工，管道下彎采用鋼筋混凝土護(hù)壁的方法進(jìn)行施工，管道穿越擋墻采用頂管方法進(jìn)行施工(見圖1)。

2 現(xiàn)場施工條件及特點(diǎn)

1)廠區(qū)經(jīng)過場地平整，施工現(xiàn)場場地平坦，道路暢通，現(xiàn)場距箱變比較遠(yuǎn)，需用發(fā)電機(jī)發(fā)電、用水可由灑水車?yán)?；施工現(xiàn)場具備通訊條件。

2)臨時(shí)用地、臨時(shí)設(shè)施的搭建：我單位在廠前區(qū)西邊空地上已搭設(shè)臨時(shí)生產(chǎn)、生活設(shè)施，生產(chǎn)、生活設(shè)施比較完備。

3)跌水井軸線尺寸為3 m×4 m，基礎(chǔ)挖深為自然地坪以下12.65 m。跌水井內(nèi)部土方工程采用人工挖土。

管道穿擋墻時(shí)，采用頂管方法進(jìn)行施工。

3 跌水井逆作法及頂管的工作原理

跌水井逆作法是采用自上而下施工方法，首先人工挖除井上部周圍多余土方，在地面施工頂部井字梁及1.2 m范圍內(nèi)井壁，然后挖除下部1.2 m內(nèi)多余土方，打入鋼筋、綁扎、支設(shè)模板，澆筑混凝土，再施工剩余段混凝土直至施工至底標(biāo)高。

頂管施工位于擋墻下部，先開挖土方至雨水管底標(biāo)高，預(yù)先打入超出管徑10 cm的鋼管(做套管使用)，人工挖除孔內(nèi)土方，然后將管道安裝在套管內(nèi)，以形成整個(gè)排水系統(tǒng)。

4 跌水井逆作法施工

施工流程：測量放線→土方開挖(機(jī)械開挖，挖深3.5 m)→鋼筋綁扎→支?！炷翝矒v→養(yǎng)護(hù)→拆?！靥钔痢练介_挖(人工在跌水井內(nèi)部開挖，每次挖深1.2 m)→鋼筋綁扎→支模(僅支內(nèi)模)→混凝土澆搗→養(yǎng)護(hù)→拆?！h(huán)上述工序進(jìn)行施工直至施工至跌水井井底→基礎(chǔ)土方開挖→做底部支撐→鋼筋綁扎→井底混凝土澆筑→管道施工→堵塞管口及管內(nèi)壁防水工程施工。

4.1 測量放線

工程測量根據(jù)建設(shè)單位發(fā)布的全廠坐標(biāo)控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)及樁號，設(shè)立輔助施工基線，施工基線及施工水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在不受干擾、牢固可靠，且通視好、便于控制的地方，采用全站儀進(jìn)行定位，并把定位點(diǎn)引測至開挖邊線以外。高程測量采用不低于S3級水平儀進(jìn)行一組往返測回。其一站視線長度不應(yīng)超過100 m。其水準(zhǔn)點(diǎn)測量的閉合差不超過±12 mm(以km計(jì))。采用輔助施工基線、樁號控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測工程范圍原地面標(biāo)高，并進(jìn)行施工放樣，放跌水井位置、擋墻變形監(jiān)測點(diǎn)位置。所有測量精度均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范要求，全面測量資料和成果均應(yīng)經(jīng)自審無誤后才報(bào)監(jiān)理工程師審核查驗(yàn)，批準(zhǔn)后才能使用。所有測量的原始記錄及內(nèi)業(yè)資料均應(yīng)系統(tǒng)保存完整。

4.2 土方開挖

首次施工下挖3.5 m，采用機(jī)械挖土，放坡系數(shù)為1∶0.7，3.5 m以下為人工挖土(最多挖深1.2 m)，人工挖土?xí)r沿跌水井外壁線進(jìn)行開挖，挖深1.2 m，嚴(yán)禁超挖及挖寬；挖土?xí)r不進(jìn)行放坡，保證四壁土方直立，并把松動的土全部清除，施工時(shí)隨時(shí)觀察，嚴(yán)禁挖斜。當(dāng)施工完上一步井壁進(jìn)行下一步土方開挖前必須進(jìn)行中間十字線及井壁邊線校核，防止跌水井傾斜。

4.3 鋼筋綁扎

豎向鋼筋均采用搭接連接，豎向鋼筋搭接部分打入土中，同一截面鋼筋接頭率為50%；水平及豎向鋼筋連接應(yīng)符合11G-101的相關(guān)規(guī)定。鋼筋綁扎必須橫平豎直。在作下一步井壁之前，挖露出來的鋼筋必須把其上的泥土清理干凈。為防止成型的井壁在土方開挖過程中下落，豎向每隔3 m用25螺紋鋼打入側(cè)壁土方內(nèi)，打入深度1.2 m，螺紋鋼和井壁內(nèi)側(cè)鋼筋綁扎并保證其在內(nèi)側(cè)水平鋼筋下部，打入土內(nèi)的鋼筋水平均勻布置，每排不少于8根，此作法經(jīng)計(jì)算保證不變形。

4.4 搭設(shè)腳手架

在跌水井井筒內(nèi)搭設(shè)滿堂支撐架，立桿間距不大于1 m，水平桿為井壁內(nèi)模板的內(nèi)撐，兩頭用頂絲頂緊，但需保證跌水井井壁的厚度。施工完一步后，為保證安全，養(yǎng)護(hù)混凝土至其強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí)方可進(jìn)行滿堂支撐架拆除，進(jìn)行下一步人工挖土。

4.5 模板支設(shè)

每一步井壁鋼筋綁扎完畢經(jīng)過驗(yàn)收后進(jìn)行支模作業(yè)，用混凝土成品內(nèi)撐保證井壁截面，支模時(shí)只支設(shè)內(nèi)模，外壁直接用土模，底部封口前必須清理干凈模板內(nèi)跌落的土塊，保證模板內(nèi)干凈；為保證接槎處混凝土的密實(shí)，支模時(shí)模板高于上一步井壁混凝土20 cm左右。

4.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑采用商品混凝土，在側(cè)壁上預(yù)留孔，運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場后，采用串筒輸送至側(cè)壁。

4.7 底板及防水施工

施工前先局部作撐腳，防止井壁整體下沉。撐腳采用鋼架管，澆筑以后拆除，拆除后用膨脹混凝土搗實(shí)。

防水施工為防止井壁滲水，在每一步接槎處采用鋼板止水帶，在成型的井壁內(nèi)部及底部，待井壁干燥之后，采用JS防水涂料進(jìn)行涂抹，保證不滲不漏。

5 頂管施工

施工流程：測量放線→工作坑設(shè)置→設(shè)備進(jìn)場安裝→頂管→管道焊接→基坑回填→管外壁壓漿→工程結(jié)束。

5.1 工作坑設(shè)置

先進(jìn)行定位放線，放出管道中心線，管道中心線即為工作坑中心線，在928平臺距離擋墻7 m位置挖工作坑，采用挖掘機(jī)挖土，挖出8 m長×8 m寬方坑，坑底比管底標(biāo)高低一個(gè)枕木厚度、一塊16號槽鋼高度、一個(gè)DN700混凝土管壁厚。工作坑挖好后必須對底部進(jìn)行夯實(shí)。

5.2 后背設(shè)置

用于后背的工作坑立面必須平整，用枕木豎向墊在工作坑立面土方上，枕木緊密相連并保證枕木和土體貼合緊密，在枕木上立放一塊2.44 m×1.22 m厚度30 mm鋼板作為后背。后背平面要求垂直于管道中心線。

5.3 穩(wěn)管

在工作坑內(nèi)沿頂管方向放置枕木，枕木間距0.2 m，在枕木上沿頂管垂直方向放置16號槽鋼，槽鋼間距0.5 m并需立放，槽鋼兩端用兩根槽鋼焊接相連，起連接作用的兩根一端直接頂在后背鋼板上并焊接牢固，在槽鋼上彈出管道中心線，把混凝土套管放置在槽鋼上，保證中心線和彈出的線對正，在套管兩邊用角鐵焊在槽鋼上，起到固定混凝土套管的作用。

5.4 頂管

頂力設(shè)備為100 t油壓千斤頂，行程L=700 mm。安裝兩臺千斤頂，與管道中心線對稱布置。頂管偏差高程控制在+1 cm，-2 cm，平面中心線控制在3 cm左右。

1)管前挖土長度：本工程中規(guī)定管前挖土長度以30 cm為宜，最多不能超過50 cm。2)關(guān)于管周圍的超挖：本工程管頂以上允許超挖3 cm，一定保持管壁與土基面的吻合。3)首節(jié)管下到導(dǎo)軌上應(yīng)測量其高程、中心是否符合要求，確認(rèn)合格后方可頂進(jìn)。首節(jié)管入土后，每頂進(jìn)100 cm要激光尺測量中心高程一次，及時(shí)、細(xì)致操作，防止出現(xiàn)偏差。4)工作坑內(nèi)設(shè)的兩個(gè)進(jìn)行校核的水準(zhǔn)點(diǎn)、中心點(diǎn)，施工時(shí)應(yīng)對其妥善保護(hù)，防止碰撞。5)頂進(jìn)時(shí)晝夜三班不間斷施工，防止因中途停置而導(dǎo)致摩擦力增加，造成頂進(jìn)困難。6)當(dāng)遇下列情況時(shí)，應(yīng)停止頂進(jìn)，迅速采取措施處理：后背傾斜或嚴(yán)重變形需重新澆筑混凝土，增大受力面積。頂管發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象或錯(cuò)位偏差太大需重新進(jìn)行定位，向正確方向進(jìn)行校正。

6 結(jié)語

“地下管網(wǎng)跌水井施工”，井深為12.65 m，且距離已完成的擋墻4 m，若采用傳統(tǒng)的施工工序大開挖施工，開挖需放坡20 m寬，則需拆除已完成的擋墻，且擋墻兩側(cè)面為回填土和級配碎石，因此開挖后需采取剛性支護(hù)以保證安全施工?？紤]到擋墻的結(jié)構(gòu)，且破除擋墻施工，再恢復(fù)擋墻成本太大，經(jīng)過專家論證最終采用逆作法施工，局部留出工程施工空間，根據(jù)跌水井的尺寸澆筑“井”字梁(500 mm×1 000 mm)，再以梁為支撐體系，從上往下澆筑跌水井，每次澆筑1 200 mm；采用此方案不僅降低了成本，而且保證了施工的安全性、可靠性。

跌水井出水管需穿過擋墻，因此擋墻未拆除，經(jīng)過充分調(diào)查論證，穿擋墻部分采用頂管施工，并采用鋼套管防護(hù)，從而保證了安全，降低了施工成本，提高了施工效率。

Water-dropping well reverse method and pipe-jacking construction technology

Wang Jihong

(ShanxiLu’anEngineeringCo.,Ltd,Changzhi046201,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces water-dropping well reverse method and pipe-jacking construction principles, describes water-dropping well reverse construction technologies including measurement sampling, earthwork excavation, steel binding, setting scaffold, bottom board and waterproofing construction and so on, and explores pipe-jacking construction points, with a view to reduce construction cost and improve construction efficiency.

water-dropping well reverse method, pipe-jacking, construction, steel

1009-6825(2015)28-0095-02

2015-07-24

王繼宏(1983- )，男，工程師

TU761

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