摘 要 本文以中青路為例，對常規(guī)做法的工作井逆作法進行優(yōu)化設計，并對其與常規(guī)做法進行比較分析。并得出結論與工程適用范圍。

關鍵詞 頂管工作井;優(yōu)化設計;逆作法;工程案例

概述

現在城市的迅速發(fā)展，道路和建筑的大量新建，已經使城市上空經越來越緊湊，其地下空間也已經根據時代的快速發(fā)展而加速利用。而新建過后的維護、保養(yǎng)和重建，也已經日趨排上日程。在城市等地面空間有限的情況下，一種適用于地下施工的工作井工藝也被廣泛應用于現在的工程中。因其井室結構可減少開挖范圍，結構的僅護壁部分，用地面積較小，單個結構的造價相對放坡開挖施工較低。主體部分采用鋼筋混凝土，施工質量容易保證，對周邊的影響小，由于其結構受力好，剛度大，是目前常用的支護結構形式。其施工方法一般有沉井法和逆作法。

工作井逆作法是指對基坑從上而下依次或分段開挖并施工構筑物的方法，其施工方法已經日趨成熟，應用于城市開挖限制要求較高的地區(qū)，使用最為普遍。

沉井法又名沉箱鑿井法，施工時先制作好井筒，利用井筒下的刃腳，在其自重或施加的豎向外力下，使其下沉后，再挖除井中土體，僅適用于特殊土質情況。本次不做過多討論。

本次以中青路為例，對常規(guī)做法的工作井逆作法進行優(yōu)化設計，并對其與常規(guī)做法進行比較分析。并得出結論與工程適用范圍。

中青路排水設計頂管工作井2座，接收井3座，檢查井9座。工作井、接收井和檢查井均采用鋼筋混凝土結構，由于管道埋深較深，井室開挖均采用鋼筋混凝土護壁開挖后再實施井室結構。其中工作井直徑8m（內徑），接收井直徑5m，檢查井直徑2m。井室護壁內徑尺寸均根據相應井室外徑確定，分為直徑8.8m、直徑5.8m和直徑2.6m。井室結構和井室護壁均為臨時構筑物[1]。

1常規(guī)做法與病害分析

常規(guī)做法施工步驟：步驟一：單側或對側每延米開挖后施工護壁;步驟二：砼達到設計齡期后開挖并施工剩余側護壁;步驟三：重復上述步驟施工至基坑底后施做底板等;步驟四：待砼達到設計齡期后進行頂管作業(yè)施工。

根據以往工程經驗，施工中很難控制施工質量保證上下層護壁的密實連接，井室防水效果很差，且一旦稍有地下水或降雨后，井室內必須持續(xù)排水才能保證進內作業(yè)。排水效率不易保證，一旦出錯，會造成施工停工等。

因護壁需參與全部施工過程中結構受力，以方井為主，結構需承受大量彎矩，故結構尺寸大，且需根據深度調整結構尺寸，單次支護砼方量大，雙層鋼筋需在開挖時一并綁扎，單次支模澆筑時間稍長，施工安全風險較大。且結構壁厚分段變化，施工較繁雜[2]。

2本次優(yōu)化設計與優(yōu)缺點分析

優(yōu)化后做法步驟：步驟一：每延米開挖后施做簡單圓形護壁;步驟二：砼達到設計齡期重復上述步驟繼續(xù)開挖往下作業(yè)至基坑底;步驟三：一次澆筑井室結構和底板;步驟四：待砼達到設計齡期后進行頂管作業(yè)施工。

優(yōu)化后的方案優(yōu)點為：

（1）井室和護壁分開設計和施工，井室和護壁均為圓形結構，受力較好，對有工程管道有三通、多通、轉角等節(jié)點適應性較強;井室護壁采用較薄尺寸和單層鋼筋，可方便施工過程中各種操作，易于控制，施工簡便快捷，安全隱患較小。

（2）以護壁為工作井外?？梢允┕すぷ骶o壁可與工作井較好銜接，共同參與頂管作業(yè)受力，既提高了結構安全系數，又可以保證施工安全。

（3）井內防水較好，施工作業(yè)環(huán)境好，可確保進內人員安全和機械正常作業(yè)。

缺點：護壁和井室分開施工，工期稍長[3]。

3結構設計

由于工程頂管埋深大，盡量減少對周邊環(huán)境以及現有道路的破壞。同時考慮經濟環(huán)保，避免后續(xù)建設施工影響，在場地整平至道路標高以下2m后再開挖施工井室護壁結構，護壁采用鋼筋砼護壁，壁厚15～25cm，采用單排布筋以方便施工。護壁施工完成后再施工工作井、接收井或檢查井，均采用C30鋼筋砼結構。

工作井直徑8m（內徑），接收井直徑5m，檢查井直徑2m。井室護壁內徑尺寸均根據相應井室外徑確定，分為直徑8.8m、直徑5.8m和直徑2.6m。分別以粗砂、粉質黏土和全風化板巖為結構持力層。

由于部分井室在道路邊坡上，故開挖需對道路邊坡進行支護，根據地勘資料，邊坡土質0～1m為人工填土，2～5m為全風化板巖，對周邊無構筑物影響的邊坡按1∶1放坡，有構筑物影響及現有道路影響的邊坡按實際情況放坡，盡量避免破壞重建。邊坡表面采用噴砼保護。井室施工完以后，應回填土以恢復原狀。

井室護壁采用C30混凝土，鋼筋采用HRB400鋼筋，護壁結構每節(jié)高度1m，上下護壁之間采用鋼筋連接過渡。頂部需設置井圈一道，井圈寬1m，高出整平地面線0.3m以防止雨水倒灌以及落石，保證井內工作人員安全。

井室施工完以后，井內應按排水要求設置檢查井，檢查井與井室之間空隙采用可采用粉質黏土填充，對沉降要求較高的路段，也可采用級配砂礫石或素砼填充[4]。

4結束語

（1）優(yōu)化后的做法更環(huán)保，符合國家環(huán)保節(jié)能的要求，在城市中更能體現其實用價值。

（2）全部改用圓形井室，結構受力更合理，施工更快捷方便，止水效果更好，在施工過程中能更好地適應天氣變化或地下水位的驟變。在工期相對較長的工程中，更能突出其使用效果。

（3）結構一體化以后，施工作業(yè)環(huán)境進一步得到優(yōu)化，工人作業(yè)更安全可靠，施工作業(yè)效率進一步提升，響應國家以人為本的政策。

（4）鋼筋直徑與數量進一步優(yōu)化，間距相對富裕，對施工作業(yè)更方便快捷簡單，化繁為簡。

（5）優(yōu)化后的設計在地下水位較高或變化頻繁的地區(qū)，以及城市中對環(huán)保要求較高的中心城區(qū)，起到了更好的質量保障。

（6）優(yōu)化后由于對止水效果的提升，能更好地控制周邊土體因水土流失造成的地面沉降，對周邊沉降要求較高的地區(qū)起到了控制作用。

參考文獻

[1] GB50069-2002.給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2002.

[2] DB42/159-2012.基坑工程支護技術規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2012.

[3] JGJ120-2012.建筑基坑支護技術規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2012.

[4] CECS246-2008.給水排水工程頂管技術規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2008.

作者簡介

李仁武（1986-），男，湖南長沙人;學歷：碩士，研究方向：公路與市政橋梁結構設計。