盾構(gòu)井逆筑施工工法1

1、盾構(gòu)井逆作施工工法盾構(gòu)井內(nèi)襯結(jié)構(gòu)逆作施工工法工法編號(hào)：編制單位：中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司主要執(zhí)筆人：張鵬、丁海明1 前言北京地鐵四號(hào)線工程北京南站陶然亭站區(qū)間在右線K4074處設(shè)置3號(hào)盾構(gòu)接收井，在左線K4077.261處設(shè)置4號(hào)盾構(gòu)接收井，盾構(gòu)接收井二襯結(jié)構(gòu)的凈空尺寸為159m。盾構(gòu)接收井圍護(hù)結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)采用8001200鉆孔灌注樁與鋼支撐體系，接收井內(nèi)襯模筑刪除鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用順做法施工，即先進(jìn)行土方開挖與鋼支撐安裝，土方開挖至設(shè)計(jì)井底標(biāo)高后，再由下而上施做內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。后根據(jù)現(xiàn)場施工條件與工期情況，內(nèi)襯結(jié)構(gòu)采用逆作法施工，節(jié)省了工程造價(jià)并提前了工期，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2 工

2、法特點(diǎn)2.1逆作法施工結(jié)構(gòu)受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，因而對(duì)鄰近建筑的影響亦小。2.2逆作法施工，土方開挖可較少或基本不占總工期。2.3 采用逆作法施工，可省掉鋼支撐安裝與拆除這一工序，節(jié)省材料、人力物力；二次襯砌支模用的模板及鋼管架料可達(dá)到輪換倒用，大大節(jié)約了模板、架料的投入。3 適用范圍3.1本工法適用于盾構(gòu)工程始發(fā)井、接收井施工，也可用于暗挖豎井的施工。4 工藝原理先沿盾構(gòu)井周圍施工地下鉆孔灌注樁或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層井壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，直至底板封底。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程 冠梁施工開挖工作面初噴混凝土打設(shè)抗滑錨桿并注漿掛網(wǎng)噴射混凝土綁扎二襯

3、鋼筋支模二襯混凝土澆筑拆模砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后，安裝鋼管斜撐開挖下一層土方5.2 操作要點(diǎn) 冠梁施工1、冠梁結(jié)構(gòu)形式冠梁截面尺寸為8001500（高寬），配筋為主筋：2125，箍筋為10200的雙支箍，22抗剪筋，10拉結(jié)筋，澆筑C30S8砼,詳見冠梁配筋圖5-1。圖5-1 冠梁配筋圖2、工藝流程樁頂土方開挖邊坡支護(hù) 鑿樁頭、整平樁頂及樁間找平清理調(diào)直樁頂鋼筋測 量 放 線綁扎冠梁鋼筋拆 模養(yǎng) 護(hù)立 模灌注砼商品砼運(yùn)輸鋼筋下料鋼筋原材檢測參見【圖5-2冠梁施工工藝流程圖】。圖5-2 冠梁施工工藝流程圖3、冠梁施工技術(shù)要求1）圍護(hù)樁按要求剔鑿至設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁頭鋼筋調(diào)直。冠梁尺寸為800mm(

4、寬)1500mm（高），剔鑿后的樁頭主筋錨入冠梁35d。2）冠梁截面配筋為主筋：2125，箍筋為10200的雙支箍，澆筑C30砼。3）冠梁主筋采用綁扎搭接，搭接長度按規(guī)范要求，搭接接頭錯(cuò)開距離為1200mm，同一斷面接頭數(shù)量不大于50%。4）內(nèi)模采用鋼模，外模采用木模。固定好模板及角度，防止在澆筑時(shí)出現(xiàn)跑?，F(xiàn)象。5）冠梁砼澆筑采用砼罐車自卸方式，如遇雨天或場地情況砼車無法靠位，則采用砼汽車泵進(jìn)行澆筑。澆筑期間采用振搗棒密實(shí)，冠梁頂部抹平。6）砼初凝后進(jìn)行拆模，并及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 5.2.2 土方開挖1、盾構(gòu)井開挖必須遵守“由上而下，先撐后挖，分層開挖”的原則。應(yīng)合理地控制開挖速度，避免土體卸荷過

5、快，及時(shí)進(jìn)行網(wǎng)噴混凝土石拱，在混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%及鋼管支撐未安裝前不得進(jìn)行下一層土方開挖。2、要注意減少盾構(gòu)井頂邊緣地面荷載，槽壁附近堆載不得大于20Kpa。3、每層土方開挖深度取決于土體自穩(wěn)能力及錨桿鉆機(jī)施工的作業(yè)高度，在砂性土中每層高度為1.01.5m，在粘性土中可適當(dāng)增加，在砂卵石地層中一般為上下兩道錨桿的間距。4、盾構(gòu)井開挖過程中，應(yīng)避免碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)，減少對(duì)基底原狀土的擾動(dòng)。5、開挖至井底標(biāo)高后，井底應(yīng)及時(shí)封閉，澆筑混凝土墊層。建議本部分簡寫5.2.3樁間土網(wǎng)噴施工及抗滑錨桿施工豎井圍護(hù)樁間采用C20早強(qiáng)掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)壁，厚度為100mm。1、工藝流程參見【圖5-3樁間噴砼工

6、藝流程圖】。土方開挖鋼筋網(wǎng)安裝噴射面層砼噴射砼攪拌鋼筋進(jìn)場檢驗(yàn)鋼筋制作養(yǎng) 護(hù)圖5-3 樁間噴砼工藝流程圖2、掛網(wǎng)噴砼支護(hù)施工樁間護(hù)壁采用6 150150鋼筋網(wǎng)，外噴厚度為100mm的C25混凝土。待圍護(hù)樁及冠梁施工完畢之后，采用挖掘機(jī)開挖基坑內(nèi)土方，樁間網(wǎng)噴砼支護(hù)，采用自上而下，隨挖隨噴。每次挖土高度不大于3米，采用人工清理樁間土，并將基面清理平整。再在面層上掛鋼筋網(wǎng)，并固定牢固。鋼筋網(wǎng)片的搭接不小于20厘米。噴射砼中的鋼筋網(wǎng)應(yīng)調(diào)直除銹，鋼筋網(wǎng)與坡面間隙宜大于20mm，網(wǎng)片與坡面間距過小的部位可加設(shè)墊塊。鋼筋網(wǎng)應(yīng)與土釘和加強(qiáng)筋連接牢固，噴射砼時(shí)鋼筋不晃動(dòng)。噴射砼應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴

7、射順序應(yīng)自下而上，一次噴射厚度為30mm40mm，復(fù)噴厚度為60mm。噴射時(shí)，噴頭與受噴面應(yīng)垂直，宜保持0.6m1.0m的距離，噴射手應(yīng)控制好水灰比，保持砼表面平整、濕潤光澤，無干斑或流淌現(xiàn)象。有地下水的情況下，布設(shè)泄水管進(jìn)行泄水。參見【圖5-4樁間噴砼示意圖】。圖5-4 樁間噴砼示意圖3、抗滑錨桿施工在14層土方開挖完成后，在每層距底部400cm位置打設(shè)2根3m長環(huán)向1.2m的32x3.25水煤氣鋼花管，并注1：1水泥漿，錨桿預(yù)留50cm不打入土體，作為與襯砌砼的錨固段，詳見5-5下圖。圖5-5 樁間噴砼示意圖5.2.4二次襯砌施工方法盾構(gòu)接收井二次襯砌施工，采用逆作法自上而下逐步進(jìn)行施工。

8、襯砌模板主要采用組合鋼模板，盾構(gòu)接收洞門處及暗挖預(yù)留口處使用竹膠模板，支撐體系采用483.5鋼管滿堂紅；采用C30S8商品混凝土，混凝土泵泵送澆注。1、井壁結(jié)構(gòu)施工根據(jù)盾構(gòu)接收井襯砌結(jié)構(gòu)深度與永久鋼支撐設(shè)置情況，盾構(gòu)井壁襯砌結(jié)構(gòu)混凝土自上而下澆注分六步進(jìn)行，隨井壁襯砌結(jié)構(gòu)的施工隨安裝永久鋼支撐，這樣既能很大程度的加快施工進(jìn)度縮短工期，又能確保盾構(gòu)井的結(jié)構(gòu)安全，盾構(gòu)井二次襯砌結(jié)構(gòu)施工步序詳見圖5-6。圖5-6 盾構(gòu)接收井二次襯砌結(jié)構(gòu)施工步序圖步 序施工步序示意圖文字說明第一步破除樁頭，開挖第1次土方、打入錨桿、初噴砼10cm第二步冠梁及第1次襯砌鋼筋砼二襯第三步砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后，安裝第

9、1道鋼管斜撐第四步開挖第2次土方、打入錨桿、初噴砼10cm第五步第2次襯砌鋼筋砼二襯第六步砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后，安裝第2道鋼管斜撐第七步開挖第3次土方、打入錨桿、初噴砼10cm第八步第3次襯砌鋼筋砼二襯第九步砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后，安裝第3道鋼管斜撐第十步開挖第4次土方、打入錨桿、初噴砼10cm第十一步第4次襯砌鋼筋砼二襯第十二步砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后，開挖第5次土方、初噴砼10cm第十三步第5次襯砌鋼筋砼二襯底板第十四步第6次襯砌鋼筋砼二襯5.2.5模板與支架工程建議本部分簡寫1、模板及支架的安裝1）模板主要采用組合鋼模板，局部使用12mm厚覆膜竹膠板。鋼模板以P6015為主，

10、采用豎排方式，轉(zhuǎn)角處用陰角角模。12mm厚覆膜竹膠板根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸現(xiàn)場制作拼裝，主要使用在盾構(gòu)預(yù)埋鋼環(huán)及暗挖預(yù)留孔洞部位。側(cè)墻模板采用P6015的鋼模板，支撐體系采用483.5鋼管（扣件連接），整體搭設(shè)滿堂紅鋼管排架，排架立桿間距為600mmx600mm，橫桿間距水平雙向?yàn)?00mm，垂直方向間距為500mm，為確保支撐體系的穩(wěn)定性，支架要使用48鋼管縱橫雙向設(shè)置剪刀撐，剪刀撐設(shè)置數(shù)量不少于6道，立向間距3000mm。橫背楞采用10*10cm方木間距500mm；豎背楞采用10*10cm方木，間距600mm。詳見圖5-7及圖5-8。圖5-7 側(cè)墻模板拼裝示意圖及模板支撐體系圖圖5-8 模板支撐體系

11、大樣圖模板的安裝采用預(yù)組拼裝方式。施工前應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作：安裝前，要做好模板的定位基準(zhǔn)工作。按施工需用的模板及配件對(duì)其規(guī)格、數(shù)量逐項(xiàng)清點(diǎn)檢查，未經(jīng)修復(fù)的部件不得使用。經(jīng)檢查合格的模板，應(yīng)按照安裝程序進(jìn)行堆放或裝車運(yùn)輸。重疊平放時(shí)，每層之間應(yīng)加墊木，模板與墊木均應(yīng)上下對(duì)齊，底層模板應(yīng)墊離地面不小于10cm。向施工班組進(jìn)行交底。豎向模板安裝的底面應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，并采取可靠的定位措施，要求預(yù)埋支撐錨固件加方木支撐。模板應(yīng)涂刷脫模劑。做好施工機(jī)具及輔助材料的準(zhǔn)備工作。2）必須對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的接縫及墻面滲漏按設(shè)計(jì)要求處理，無設(shè)計(jì)要求時(shí)可按下列辦法處理：僅有少量滲漏水可用防水砂漿抹面；有明顯漏水點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用注漿堵

12、漏進(jìn)行封堵；特別嚴(yán)重滲漏水現(xiàn)象須由專業(yè)防水隊(duì)伍處理后，才能進(jìn)行內(nèi)襯混凝土施工。3）立內(nèi)模之前，應(yīng)對(duì)鋼筋及預(yù)埋件工程進(jìn)行檢查，合格后辦理隱蔽工程驗(yàn)收，進(jìn)行下道工序施工。4）盾構(gòu)、暗挖隧道預(yù)留口處模板及支撐體系，以暗挖隧道預(yù)留口為例說明，見【圖5-9 暗挖隧道預(yù)留口處模板施工示意圖】。圖5-25 暗挖隧道預(yù)留口處模板施工示意圖2、模板及支架的拆除待每段盾構(gòu)井內(nèi)襯結(jié)構(gòu)施工完成后進(jìn)行模板的拆除。拆模時(shí)先松頂絲，再拆除立木和橫木，將模板附件拆除后，用撬棍輕輕撬動(dòng)模板，使模板離開墻體即可把模板拆下，用鉤子將模板拆下起吊走，模板脫模后運(yùn)出地面、集中堆放。隨著模板的拆除拆除滿堂紅腳手架及安裝內(nèi)襯鋼支撐。6 材

13、料與設(shè)備6.1 材料盾構(gòu)接收井逆作法施工使用材料見表。表 盾構(gòu)接收井逆作法施工材料表項(xiàng)目3號(hào)盾構(gòu)井4號(hào)盾構(gòu)井合計(jì)備注掛鋼筋網(wǎng)噴C20砼面積1002.16 m21040.76 m22042.92 m2厚度100mm土方3188.96 m33311.76 m36500.72 m3冠梁砼量C3036.35 m336.35 m372.70m3冠梁鋼筋量3.16t3.16t6.32抗滑錨桿1200m1200m2400m鋼筋網(wǎng)鋼筋量2.98t3.09t6.07t二襯鋼筋量156t180t336t二襯混凝土量C30725 m3840 m31565 m3 600永久鋼支撐47.3m47.3 m94.6m按延米

14、計(jì)算6.2 設(shè)備挖掘機(jī)、噴射機(jī)、攪拌機(jī)、注漿泵、空壓機(jī)、鋼筋調(diào)直機(jī)、鋼筋切割機(jī)、電焊機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車等。7 質(zhì)量控制有部分內(nèi)容可以放在操作要點(diǎn)里，操作要點(diǎn)應(yīng)該對(duì)于應(yīng)總的施工工流程。7.1 原材料試驗(yàn)錨桿、鋼筋、水泥、砂、礫石的質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，材料進(jìn)場應(yīng)有產(chǎn)品合格證和檢驗(yàn)報(bào)告；鋼筋、水泥應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取樣復(fù)試；質(zhì)量不合格的產(chǎn)品、材料不得進(jìn)入現(xiàn)場。7.2鋼筋工程質(zhì)量控制措施鋼筋的表面應(yīng)潔凈。油漬、漆污和用錘敲擊時(shí)能剝落的浮皮、鐵銹應(yīng)在使用前清理干凈。在焊接前，焊點(diǎn)處的水銹應(yīng)清理干凈。7.2.2鋼筋調(diào)直要求鋼筋應(yīng)平直，無局部曲折；冷拔低碳經(jīng)調(diào)直機(jī)調(diào)直后，其抗拉強(qiáng)度一般要求降低

15、10%15%。使用前應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，按調(diào)直后的抗拉強(qiáng)度選用。如果抗拉強(qiáng)度降低過大，則可適當(dāng)降低調(diào)直筒的轉(zhuǎn)速和調(diào)直塊的壓緊程度。鋼筋的斷口不得有馬蹄形或起彎等現(xiàn)象，鋼筋的長度應(yīng)力求準(zhǔn)確。鋼筋的彎曲形狀正確，平面沒有不平翹起的現(xiàn)象，鋼筋彎曲點(diǎn)不得有裂縫。鋼筋焊接的接頭不得有橫向裂紋，不得有明顯的燒傷。鋼筋的擺放應(yīng)按圖紙要求，特別注意負(fù)筋的位置，鋼筋接頭的位置長度應(yīng)符合要求，綁扎是否符合要求，有無松動(dòng)變形，鋼筋表面不應(yīng)許有油漬，片狀鐵銹。7.3模板工程質(zhì)量保證措施經(jīng)檢查合格的模板，應(yīng)按照安裝程序進(jìn)行堆放或裝車運(yùn)輸。重疊平放時(shí)，每層之間應(yīng)加墊木，模板與墊木均應(yīng)上下對(duì)齊，底層模板應(yīng)墊離地面不小于10cm。預(yù)

16、留隧道口鋼模板安裝時(shí)，應(yīng)保證位置準(zhǔn)確，安設(shè)牢固。按配板設(shè)計(jì)循序拼裝，以保證模板系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。保證模板接縫不漏漿。模板安裝允許偏差應(yīng)嚴(yán)格控制在要求范圍內(nèi)。模板的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)模板安裝平整度要求實(shí)施。7.4混凝土工程質(zhì)量保證措施混凝土的攪拌中砂漿密度兩次測量的相對(duì)誤差的不應(yīng)大于8%，單位混凝土中粗骨料的含量兩次測量的誤差不應(yīng)大于5%。還有其他如含氣量、水灰比和水泥含量等均應(yīng)符合各自的要求?；炷翝仓B續(xù)，不得中斷，并控制在46小時(shí)內(nèi)澆完，以保證混凝土的均勻性，間歇時(shí)間應(yīng)控制在15分鐘內(nèi)，不得超過半小時(shí)。在澆筑過程中，要隨時(shí)用探錘測量混凝土面的實(shí)際標(biāo)高，計(jì)算混凝土上升高度，導(dǎo)管口與混凝土相

17、對(duì)位置，統(tǒng)計(jì)澆筑量，同時(shí)在現(xiàn)場應(yīng)認(rèn)真填好施工記錄，并按規(guī)范要求留置相應(yīng)組數(shù)混凝土質(zhì)量檢測試件。施工縫的處理應(yīng)在已硬化的混凝土表面上繼續(xù)澆注混凝土前，應(yīng)清除垃圾、水泥薄膜、表面上的松動(dòng)砂石和軟弱混凝土層，同時(shí)還應(yīng)加以鑿毛，用水沖洗并充分濕潤，一般不應(yīng)少于24h,殘留在混凝土表面的積水應(yīng)予清除。由于本結(jié)構(gòu)采用逆作法分段澆筑，施工縫處混凝土不易密實(shí)，因此采用預(yù)埋32鋼管后期注同標(biāo)號(hào)水泥漿填充的方法保證施工縫處的混凝土密實(shí)。8 安全措施8.1 嚴(yán)格遵守施工操作規(guī)程和施工工藝要求，嚴(yán)禁違章施工。8.2施工人員不得無證上崗，各種作業(yè)人員應(yīng)配帶相應(yīng)的安全防護(hù)用具和勞保用品，各類操作人員在上班期間不得喝酒。施

18、工人員必須是受過安全生產(chǎn)培訓(xùn)，施工前必須按施工組織和施工方案的要求進(jìn)行安全技術(shù)交底，并有書面記錄，雙方簽認(rèn)。8.3用土斗上下運(yùn)料時(shí)，必須裝穩(wěn)，綁扎牢固，不得超載吊運(yùn)。嚴(yán)禁載人上下盾構(gòu)井，禁止往井下扔物。工作時(shí)及時(shí)清理豎井周圍土塊、雜物。8.4 安全用電，注意防火，必須配備消防器材。8.5加強(qiáng)施工的監(jiān)控測量，及時(shí)反饋量測信息，依照量測結(jié)果，及時(shí)調(diào)整，確保施工安全及地面建筑物安全。8.6 建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。9 環(huán)保措施9.1 施工前，對(duì)基坑附近建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行調(diào)查，以便采取相應(yīng)保護(hù)措施。9.2優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械，采取設(shè)立隔音墻、隔音

19、罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時(shí)盡可能避免夜間施工。9.3 施工廢水、廢漿應(yīng)排入沉淀池中，不得隨意排放，保持場地清潔。9.4 對(duì)施工場地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對(duì)施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周邊環(huán)境。9.5 施工現(xiàn)場應(yīng)制定灑水降塵措施，指定專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場灑水降塵和清理浮土。10 效益分析10.1 施工效益分析 盾構(gòu)井采用逆作法施工，能節(jié)省80%的模板架料，省掉腰梁及臨時(shí)鋼支撐這道工序；保證工人每天都有活干，相對(duì)地提高工人收入，能充分調(diào)動(dòng)起工人的工作積極性使工序安排更為合理。效益十分明顯，具體如下：無須使用腰梁，簡化了施工工序，使結(jié)構(gòu)一次成型，受力更好。簡化了施工工序，節(jié)省

20、約20的工作量，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。縮短施工工期一個(gè)月。 10.2 經(jīng)濟(jì)效益分析盾構(gòu)接收井采用逆作法施工，能節(jié)省65%的模板架料租賃費(fèi)用；減少50%的勞動(dòng)力成本；省掉腰梁臨時(shí)支撐等工序，總計(jì)能減少120萬的施工成本。11 應(yīng)用實(shí)例北京地鐵四號(hào)線工程北京南站陶然亭站區(qū)間在右線K4074處設(shè)置3號(hào)盾構(gòu)接收井，在左線K4077.261處設(shè)置4號(hào)盾構(gòu)接收井，盾構(gòu)接收井的凈空尺寸為159m。盾構(gòu)接收井圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用8001200鉆孔灌注樁與鋼支撐體系，盾構(gòu)接收井二次襯砌為模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3號(hào)盾構(gòu)接收井深19.735m，4號(hào)盾構(gòu)接收井深20.249m。盾構(gòu)接收井南接暗挖區(qū)間隧道，北接盾構(gòu)區(qū)間隧道，前期先作為暗挖區(qū)間的施工豎井。在施工中，二次襯砌成功地應(yīng)用了逆作法施工。圖11-1 盾構(gòu)接收井逆作法施工圖11.1 參數(shù)設(shè)計(jì)本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁及網(wǎng)噴混凝土，二次襯砌結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土采用逆作法施工。分五步開挖，開挖一步施工一步二次襯砌；待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上及安裝