盾構井逆筑施工工法1

1、盾構井逆作施工工法盾構井內襯結構逆作施工工法工法編號：編制單位：中國建筑一局（集團）有限公司主要執(zhí)筆人：張鵬、丁海明1 前言北京地鐵四號線工程北京南站陶然亭站區(qū)間在右線K4074處設置3號盾構接收井，在左線K4077.261處設置4號盾構接收井，盾構接收井二襯結構的凈空尺寸為159m。盾構接收井圍護結構原設計采用8001200鉆孔灌注樁與鋼支撐體系，接收井內襯模筑刪除鋼筋混凝土結構采用順做法施工，即先進行土方開挖與鋼支撐安裝，土方開挖至設計井底標高后，再由下而上施做內襯結構。后根據現場施工條件與工期情況，內襯結構采用逆作法施工，節(jié)省了工程造價并提前了工期，取得了良好的社會效益和經濟效益。2 工

2、法特點2.1逆作法施工結構受力良好合理，圍護結構變形量小，因而對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 工藝原理先沿盾構井周圍施工地下鉆孔灌注樁或其他支護結構，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層井壁內襯結構，直至底板封底。5 施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程 冠梁施工開挖工作面初噴混凝土打設抗滑錨桿并注漿掛網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度達到設計值的75%后，安裝鋼管斜撐開挖下一層土方5.2 操作要點 冠梁施工1、冠梁結構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 鑿樁頭、整平樁頂及樁間找平清理調直樁頂鋼筋測 量 放 線綁扎冠梁鋼筋拆 模養(yǎng) 護立 模灌注砼商品砼運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、冠梁施工技術要求1）圍護樁按要求剔鑿至設計標高，樁頭鋼筋調直。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，搭接接頭錯開距離為1200mm，同一斷面接頭數量不大于50%。4）內模采用鋼模，外模采用木模。固定好模板及角度，防止在澆筑時出現跑模現象。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，則采用砼汽車泵進行澆筑。澆筑期間采用振搗棒密實，冠梁頂部抹平。6）砼初凝后進行拆模，并及時進行養(yǎng)護。 5.2.2 土方開挖1、盾構井開挖必須遵守“由上而下，先撐后挖，分層開挖”的原則。應合理地控制開挖速度，避免土體卸荷過

5、快，及時進行網噴混凝土石拱，在混凝土未達到設計值的75%及鋼管支撐未安裝前不得進行下一層土方開挖。2、要注意減少盾構井頂邊緣地面荷載，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，在粘性土中可適當增加，在砂卵石地層中一般為上下兩道錨桿的間距。4、盾構井開挖過程中，應避免碰撞支護結構，減少對基底原狀土的擾動。5、開挖至井底標高后，井底應及時封閉，澆筑混凝土墊層。建議本部分簡寫5.2.3樁間土網噴施工及抗滑錨桿施工豎井圍護樁間采用C20早強掛網噴射混凝土護壁，厚度為100mm。1、工藝流程參見【圖5-3樁間噴砼工

6、藝流程圖】。土方開挖鋼筋網安裝噴射面層砼噴射砼攪拌鋼筋進場檢驗鋼筋制作養(yǎng) 護圖5-3 樁間噴砼工藝流程圖2、掛網噴砼支護施工樁間護壁采用6 150150鋼筋網，外噴厚度為100mm的C25混凝土。待圍護樁及冠梁施工完畢之后，采用挖掘機開挖基坑內土方，樁間網噴砼支護，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，并固定牢固。鋼筋網片的搭接不小于20厘米。噴射砼中的鋼筋網應調直除銹，鋼筋網與坡面間隙宜大于20mm，網片與坡面間距過小的部位可加設墊塊。鋼筋網應與土釘和加強筋連接牢固，噴射砼時鋼筋不晃動。噴射砼應分段分片依次進行，同一分段內噴

7、射順序應自下而上，一次噴射厚度為30mm40mm，復噴厚度為60mm。噴射時，噴頭與受噴面應垂直，宜保持0.6m1.0m的距離，噴射手應控制好水灰比，保持砼表面平整、濕潤光澤，無干斑或流淌現象。有地下水的情況下，布設泄水管進行泄水。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接收井二次襯砌施工，采用逆作法自上而下逐步進行施工。

8、襯砌模板主要采用組合鋼模板，盾構接收洞門處及暗挖預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、井壁結構施工根據盾構接收井襯砌結構深度與永久鋼支撐設置情況，盾構井壁襯砌結構混凝土自上而下澆注分六步進行，隨井壁襯砌結構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度縮短工期，又能確保盾構井的結構安全，盾構井二次襯砌結構施工步序詳見圖5-6。圖5-6 盾構接收井二次襯砌結構施工步序圖步 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度達到設計值的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度達到設計值的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度達到設計值的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度達到設計值的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，轉角處用陰角角模。12mm厚覆膜竹膠板根據結構尺寸現場制作拼裝，主要使用在盾構預埋鋼環(huán)及暗挖預留孔洞部位。側墻模板采用P6015的鋼模板，支撐體系采用483.5鋼管（扣件連接），整體搭設滿堂紅鋼管排架，排架立桿間距為600mmx600mm，橫桿間距水平雙向為600mm，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鋼管縱橫雙向設置剪刀撐，剪刀撐設置數量不少于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組拼裝方式。施工前應做好如下準備工作：安裝前，要做好模板的定位基準工作。按施工需用的模板及配件對其規(guī)格、數量逐項清點檢查，未經修復的部件不得使用。經檢查合格的模板，應按照安裝程序進行堆放或裝車運輸。重疊平放時，每層之間應加墊木，模板與墊木均應上下對齊，底層模板應墊離地面不小于10cm。向施工班組進行交底。豎向模板安裝的底面應平整堅實，并采取可靠的定位措施，要求預埋支撐錨固件加方木支撐。模板應涂刷脫模劑。做好施工機具及輔助材料的準備工作。2）必須對支護結構的接縫及墻面滲漏按設計要求處理，無設計要求時可按下列辦法處理：僅有少量滲漏水可用防水砂漿抹面；有明顯漏水點時，應用注漿堵

12、漏進行封堵；特別嚴重滲漏水現象須由專業(yè)防水隊伍處理后，才能進行內襯混凝土施工。3）立內模之前，應對鋼筋及預埋件工程進行檢查，合格后辦理隱蔽工程驗收，進行下道工序施工。4）盾構、暗挖隧道預留口處模板及支撐體系，以暗挖隧道預留口為例說明，見【圖5-9 暗挖隧道預留口處模板施工示意圖】。圖5-25 暗挖隧道預留口處模板施工示意圖2、模板及支架的拆除待每段盾構井內襯結構施工完成后進行模板的拆除。拆模時先松頂絲，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襯鋼支撐。6 材

13、料與設備6.1 材料盾構接收井逆作法施工使用材料見表。表 盾構接收井逆作法施工材料表項目3號盾構井4號盾構井合計備注掛鋼筋網噴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、計算6.2 設備挖掘機、噴射機、攪拌機、注漿泵、空壓機、鋼筋調直機、鋼筋切割機、電焊機、裝載機、自卸汽車等。7 質量控制有部分內容可以放在操作要點里，操作要點應該對于應總的施工工流程。7.1 原材料試驗錨桿、鋼筋、水泥、砂、礫石的質量應符合有關產品質量標準和設計要求，材料進場應有產品合格證和檢驗報告；鋼筋、水泥應按有關標準取樣復試；質量不合格的產品、材料不得進入現場。7.2鋼筋工程質量控制措施鋼筋的表面應潔凈。油漬、漆污和用錘敲擊時能剝落的浮皮、鐵銹應在使用前清理干凈。在焊接前，焊點處的水銹應清理干凈。7.2.2鋼筋調直要求鋼筋應平直，無局部曲折；冷拔低碳經調直機調直后，其抗拉強度一般要求降低

15、10%15%。使用前應加強檢驗，按調直后的抗拉強度選用。如果抗拉強度降低過大，則可適當降低調直筒的轉速和調直塊的壓緊程度。鋼筋的斷口不得有馬蹄形或起彎等現象，鋼筋的長度應力求準確。鋼筋的彎曲形狀正確，平面沒有不平翹起的現象，鋼筋彎曲點不得有裂縫。鋼筋焊接的接頭不得有橫向裂紋，不得有明顯的燒傷。鋼筋的擺放應按圖紙要求，特別注意負筋的位置，鋼筋接頭的位置長度應符合要求，綁扎是否符合要求，有無松動變形，鋼筋表面不應許有油漬，片狀鐵銹。7.3模板工程質量保證措施經檢查合格的模板，應按照安裝程序進行堆放或裝車運輸。重疊平放時，每層之間應加墊木，模板與墊木均應上下對齊，底層模板應墊離地面不小于10cm。預

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

17、對位置，統計澆筑量，同時在現場應認真填好施工記錄，并按規(guī)范要求留置相應組數混凝土質量檢測試件。施工縫的處理應在已硬化的混凝土表面上繼續(xù)澆注混凝土前，應清除垃圾、水泥薄膜、表面上的松動砂石和軟弱混凝土層，同時還應加以鑿毛，用水沖洗并充分濕潤，一般不應少于24h,殘留在混凝土表面的積水應予清除。由于本結構采用逆作法分段澆筑，施工縫處混凝土不易密實，因此采用預埋32鋼管后期注同標號水泥漿填充的方法保證施工縫處的混凝土密實。8 安全措施8.1 嚴格遵守施工操作規(guī)程和施工工藝要求，嚴禁違章施工。8.2施工人員不得無證上崗，各種作業(yè)人員應配帶相應的安全防護用具和勞保用品，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培訓，施工前必須按施工組織和施工方案的要求進行安全技術交底，并有書面記錄，雙方簽認。8.3用土斗上下運料時，必須裝穩(wěn)，綁扎牢固，不得超載吊運。嚴禁載人上下盾構井，禁止往井下扔物。工作時及時清理豎井周圍土塊、雜物。8.4 安全用電，注意防火，必須配備消防器材。8.5加強施工的監(jiān)控測量，及時反饋量測信息，依照量測結果，及時調整，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，加強施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。9 環(huán)保措施9.1 施工前，對基坑附近建筑物、構筑物進行調查，以便采取相應保護措施。9.2優(yōu)先選用先進的環(huán)保機械，采取設立隔音墻、隔音

19、罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時盡可能避免夜間施工。9.3 施工廢水、廢漿應排入沉淀池中，不得隨意排放，保持場地清潔。9.4 對施工場地道路進行硬化，并在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周邊環(huán)境。9.5 施工現場應制定灑水降塵措施，指定專人負責現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，省掉腰梁及臨時鋼支撐這道工序；保證工人每天都有活干，相對地提高工人收入，能充分調動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，使結構一次成型，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強度。縮短施工工期一個月。 10.2 經濟效益分析盾構接收井采用逆作法施工，能節(jié)省65%的模板架料租賃費用；減少50%的勞動力成本；省掉腰梁臨時支撐等工序，總計能減少120萬的施工成本。11 應用實例北京地鐵四號線工程北京南站陶然亭站區(qū)間在右線K4074處設置3號盾構接收井，在左線K4077.261處設置4號盾構接收井，盾構接收井的凈空尺寸為159m。盾構接收井圍護結構采用8001200鉆孔灌注樁與鋼支撐體系，盾構接收井二次襯砌為模筑鋼筋混凝土結構。3號盾構接收井深19.735m，4號盾構接收井深20.249m。盾構接收井南接暗挖區(qū)間隧道，北接盾構區(qū)間隧道，前期先作為暗挖區(qū)間的施工豎井。在施工中，二次襯砌成功地應用了逆作法施工。圖11-1 盾構接收井逆作法施工圖11.1 參數設計本工程圍護結構采用鉆孔灌注樁及網噴混凝土，二次襯砌結構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；待混凝土強度達到設計強度的75%以上及安裝