非开挖干货丨逆作法井在城市顶管工程施工中的应用

春柏课程 2024-10-14 20:55:17

深圳市光明区全面消除黑臭项目木墩河综合治理工程总长为4700m,其中涉及顶管长度为1655m。该工程采用逆作法施工方式,包括顶管工作井和顶管接收井共计8座。

01 施工工艺流程

井内开挖

土方开挖主要采用人工辅助挖掘机的方式进行,特别是当开挖深度超过3m时,会采用长臂挖掘机,并辅以人工修整边坡。按照分层的方法进行开挖,每层的挖土深度被设定为1m。然而,当地质条件较差时,需要减少挖土深度,通常不宜超过0.5m。具体的技术要求包括:

(1)土方开挖阶段,挖掘机从基坑中心向四周开挖,同时进行人工修整井壁;

(2)采用递进式开挖,当上一层护壁筒混凝土强度达到设计要求的80%时,进行下一层土方开挖;

(3)在土方开挖期间,挖土机械必须小心,以免损坏支护结构;

(4)为避免破坏地下管线等问题,应提前查看地质报告,制定开挖方案,并安排专人负责观测地质情况;

(5)当遇到流砂等不良地质情况时,可以采用双液注浆法进行处理;

(6)如果地下水较多,应提前进行抽排,在抽排完成后再进行土方下挖施工。

同时,在进行土方开挖前,应对地下管线进行详细勘察和标记,并在施工现场设置明显的标志以避免损坏地下管线和设施

井壁钢筋绑扎

完成一层土方开挖后,立即进行井壁护壁的钢筋绑扎。根据逆作法井的尺寸,提前对钢筋进行下料。通常情况下,先进行纵向钢筋的绑扎和连接,连接方法一般采用搭接或焊接。在绑扎时,先将竖向的筋打入土中,然后进行横向钢筋的绑扎。绑扎过程中,确保竖向和横向钢筋牢固连接。最后,将间距为1200mm、长度为1400 mm的双排钢筋打入井壁土中,以防止下层施工时上层井壁护臂下沉。

逆作法井钢筋绑扎

井壁模板支立

井壁的模板采用木模板或者采用钢模板进行组装而成,并使用U形卡固定板件板面。对模板底部沿着打入的短钢筋桩来进行加固。在组装过程中,将会保留一道接缝来夹入一根Ф48mm的钢管,以方便后续的拆模使用。同时,在必要时,将会采用Ф60mm的钢管对模板进行顶部的支撑及加固。

在完成钢筋绑扎后,将进行模板安装,采用的为组合式钢模板,背肋加固采用的钢管弯制而成与模板牢固的焊接,采用吊车分片吊入坑内,人工组拼成整体。

在进行模板安装之前,需要做好模板板面的清洁,进行模板板面及脱模剂的涂刷。模板安装的步骤包括:设置模板的立档和横档,并使用螺栓初步固定板与板之间,同时采用斜撑或水平撑进行支撑顶部,为确保符合图纸要求,需做好模板的细部调整。另外,要严格按照图纸进行施工,做好墙内构件的预埋和孔洞的预留工作,确保施工过程中没有遗漏和错误。

逆作法井模板支立

井壁混凝土浇筑

每节井护壁钢筋绑扎和模板支立完成后,立即进行混凝土浇筑。采用导管下送的方式通过人工分层对称振捣,均匀地在模板的四周同时浇注混凝土,以防止混凝土挤压导致模板偏移。分层振捣的厚度一般不超过200mm,以确保浆液均匀饱满。为了保证接口不漏水,接口处与上层井护壁必须连接良好。

逆作法井混凝土浇筑

井壁模板拆除

一般情况下,井护壁模板的拆除在混凝土达到设计强度后进行,同时在下节钢筋绑扎完成、准备支模时进行上节护壁模板的拆除,以便利用该模板浇注下节井护壁。如果模板发生变形,应及时进行修正。在下层土方开挖时,现场严格控制上层井护壁混凝土的强度。

重复上述工作,直至护壁制作完成,为确保井壁的垂直度,要求在每节井壁浇筑完成后进行校核。校核的方法是通过在井体顶部对角拉出十字交点,确定井的中心位置,然后使用铅垂线引入井下以确定井的中心,最后通过这一垂线来测量井壁的垂直度。

井底板施工

完成最后一层井护壁并拆除模板后,即可进行垫层施工。通常采用100mm厚的素混凝土垫层。待素混凝土垫层达到设计要求后,进行底板钢筋的绑扎工作。为确保底筋的保护层达到设计标准,需要提前在底板底筋下方放置符合设计规格的垫块,将架立的筋牢固焊接,以确保其稳定性。

在进行底板混凝土浇筑前的24小时内,应按要求先对垫层进行充分的洒水,以确保其处于湿润的状态。在混凝土浇筑过程中,需要连续不断地进行浇筑,以防止出现施工冷缝。在混凝土振捣完成后,需要对混凝土表面进行抹面压光处理,可使用灰匙或特制抹子进行压抹,同时做好塑料薄膜的防风覆盖,以防止初凝后板面出现收缩裂缝。

02 操作重点

排水措施

在进行基坑开挖之前,需要在基坑范围外的1~2m处挖掘环形截水沟(除机械通道位置外),将周围地表水引导至水沟内,避免流入基坑。基坑开挖后,要在基坑内设置集水坑,并及时进行抽水,以防止积水长时间浸泡基坑,从而避免影响基底承载力和基坑边坡的稳定。

基坑防护

(1)当基坑开挖深度超过2m时,必须在基坑周围设置防护围栏,以防止人员和机械坠落。防护围栏采用准48mm的钢管及扣件搭建,竖杆长1.5m,埋人地下0.3m,间距布置为2m;横杆长6m,分别固定在竖杆露出地面高度的0.7m和1.2m位置,底部设置踢脚板。

(2)在防护围栏固定完成后,表面涂刷红白漆并用密目网进行封闭,同时在基坑周围设置警示标志。

检查要求

(1)基坑开挖前,先进行测量放线,确保开挖位置准确;

(2)开挖过程中安排专人巡视,发现边坡开裂、基坑壁坍塌迹象时立刻停工并组织人员、机械撤离,保证施工的安全性;

(3)工人在井内作业,需使用钢爬梯,并配戴好安全帽;

(4)井开挖期间,应定期检测井内是否存在有毒气体和缺氧情况;

(5)确保井下作业前先进行排水和通风,保证向井内输送充足的新鲜空气,必要时进行抽排并通风;

(6)井口周围应设置围栏,围栏应采用密目网围护,并在井口外侧安装环形300mmx300mm的排水明沟以便做好临时排水作业;

(7)井下施工照明应采用LED灯,电压不能超36V。供电线路必须安装漏电保护装置:

(8)确保井下通讯畅通,施工期间应有专人在井口值班。工作人员需定期观察和检查是否存在塌方、涌水、流砂以及空气和水的污染情况。

顶管施工现场

03 优点总结

(1)保持井周土体原貌,确保周边建筑安全

(2)洞口加固彻底,避免漏砂现象

(3)下沉位置准确,洞口标高易控制

(4)施工便捷,缩短工期

(5)安全可靠,不破坏原有管线

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