盾构井逆筑的施工工法1

1、盾构井逆筑的施工工法1盾构井逆作施工工法工法编号：编制单位：中国建筑一局（集团）有限公司主要执笔人：张鹏、丁海明1前言北京地铁四号线工程北京南站陶然亭站区 间在右线K4+074处设置3号盾构接收井，在左线 K4+077.261处设置4号盾构接收井，盾构接收井二 衬结构的净空尺寸为15 X 9m。盾构接收井围护结构 原设计采用8001200钻孔灌注桩与钢支撑体 系，接收井内衬模筑钢筋混凝土结构采用顺做法施 工，即先进行土方开挖与钢支撑安装，土方开挖至 设计井底标高后，再由下而上施做内衬结构。后根 据现场施工条件与工期情况，内衬结构采用逆作法 施工，节省了工程造价并提前了工期，取得了良好 的社会效

2、益和经济效益。2工法特点2.1逆作法施工结构受力良好合理，围护结构变形 量小，因而对邻近建筑的影响亦小。2. 2逆作法施工，土方开挖可较少或基本不占总工 期。2.3釆用逆作法施工，可省掉钢支撑安装与拆除这 一工序，节省材料、人力物力；二次衬砌支模用的 模板及钢管架料可达到轮换倒用，大大节约了模 板、架料的投入。3适用范围3.1本工法适用于盾构工程始发井、接收井施工， 也可用于暗挖竖井的施工。4工艺原理先沿盾构井周围施工地下钻孔灌注桩或其他 支护结构，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层井壁 内衬结构，直至底板封底。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程冠梁施工一开挖工作面一初喷混凝土一打设 抗滑

3、锚杆并注浆挂网喷射混凝土一绑扎二衬钢 筋支模二衬混凝土浇筑一拆模一栓强度达到 设计值的75%后，安装钢管斜撑一开挖下一层土方 5. 2操作要点5. 2.1冠梁施工1、冠梁结构形式OiW200的双支箍，22 浇御討0S8栓,详见冠梁配 N4 2W25 一IC冠梁截面尺寸为800X1500 （高X宽），配筋为 主筋：2125, 抗剪筋，10筋图5-1。图5T冠梁配筋图2、工艺流程参见【图5-2冠梁施工工段护恥250图5-2冠梁施工工艺流程图3、冠梁施工技术要求 1）围护桩按要求剔凿至设计标高，桩头钢筋调直。冠梁尺寸为800mm（宽）X1500mm（高），剔凿 后的桩头主筋锚入冠梁35do2）冠梁截

4、面配筋为主筋：2125,箍筋为10200的双支箍，浇筑C30栓。3）冠梁主筋釆用绑扎搭接，搭接长度按规范要求，搭接接头错开距离为1200mm,同一断面接头 数量不大于50%o4）内模釆用钢模，外模釆用木模。固定好模 板及角度，防止在浇筑时出现跑模现象。5）冠梁栓浇筑采用栓罐车自卸方式，如遇雨 天或场地情况碇车无法靠位，则采用碗汽车泵进行 浇筑。浇筑期间采用振捣棒密实，冠梁顶部抹平。6）碇初凝后进行拆模，并及时进行养护。5. 2. 2 土方开挖#1、盾构井开挖必须遵守“由上而下，先撑后 挖，分层开挖”的原则。应合理地控制开挖速度， 避免土体卸荷过快，及时进行网喷混凝土石拱，在 混凝土未达到设计值

5、的75%及钢管支撑未安装前不 得进行下一层土方开挖。2、要注意减少盾构井顶边缘地面荷载，槽壁 附近堆载不得大于20Kpao3、每层土方开挖深度取决于土体自稳能力及 锚杆钻机施工的作业高度，在砂性土中每层高度为 1.01.5m,在粘性土中可适当增加，在砂卵石地 层中一般为上下两道锚杆的间距。4、盾构井开挖过程中，应避免碰撞支护结构, 减少对基底原状土的扰动。5、开挖至井底标高后，井底应及时封闭，浇筑混凝土垫层。5. 2. 3桩间土网喷施工及抗滑锚杆施工竖井围护桩间采用C20早强挂网喷射混凝土护 壁，厚度为lOOmmo1、工艺流程参见【图5-3桩间喷栓工艺流程图】。图5-3桩间喷碇工艺流程图2、挂

6、网喷碇支护施工11支护，釆用自上而下，随挖随喷。每次挖土高度不 大于3米，釆用人工清理桩间土，并将基面清理平 整。再在面层上挂钢筋网，并固定牢固。钢筋网片 的搭接不小于20厘米。喷射栓中的钢筋网应调直 除锈，钢筋网与坡面间隙宜大于20mm,网片与坡面 间距过小的部位可加设垫块。钢筋网应与土钉和加 强筋连接牢固，喷射栓时钢筋不晃动。喷射碇应分 段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而 上,一次喷射厚度为30mm40mm,复喷厚度为60mm。喷射时，喷头与受喷面应垂直，宜保持06m1.0m 的距离，喷射手应控制好水灰比，保持栓表面平整、 湿润光泽，无干斑或流淌现象。有地下水的情况下, 布设泄水管

7、进行泄水。参见【图5-4桩间喷碗示意 图】。喷射碗C20图5-4 桩间喷栓示意图3、抗滑锚杆施工钢花管，并注L： 1水泥浆，锚杆预留水煤气不打入土体，作为号袖砌眸的锚固段，详见5-在14层土方开挖完成后，在每层距底部 400cm位置打设2根3m长环向12m的4)32x3. 25 0cm 5下图。15图5-5 桩间喷栓示意图5. 2. 4二次衬砌施工方法盾构接收井二次衬砌施工，采用逆作法自上而 下逐步进行施工。衬砌模板主要采用组合钢模板， 盾构接收洞门处及暗挖预留口处使用竹胶模板，支 撑体系采用4)48X3.5钢管满堂红；釆用C30S8商 品混凝土，混凝土泵泵送浇注。1、井壁结构施工根据盾构接收

8、井衬砌结构深度与永久钢支撑 设置情况，盾构井壁衬砌结构混凝土自上而下浇注 分六步进行，随井壁衬砌结构的施工随安装永久钢 支撑，这样既能很大程度的加快施工进度缩短工 期，又能确保盾构井的结构安全，盾构井二次衬砌 结构施工步序详见图5-6 o图5-6质构接收井二次衬砌结构施工步序图步序施工步序示意图文字说明*第一 步破除桩头,开挖第1 次土方、打入锚杆、 初喷栓10cm冠梁及第1次衬砌 钢筋栓二衬碇强度达到设计值 的75%后，安装第1道钢管斜撑开挖第2次土方、打入锚杆、初喷栓10cm第2次衬砌钢筋碗二衬开挖第3次土方、打入锚杆、初喷栓10cm第3次衬砌钢筋栓二衬栓强度达到设计值 的75%后，安装第

9、2 道钢管斜撑栓强度达到设计值 的75%后,安装第3 道钢管斜撑开挖第4次土方、 打入锚杆、初喷腔 10cm第十 一步第4次衬砌钢筋碇二衬第十 二步栓强度达到设计值的75%后，开挖第5次土方、初喷碇10cm第十 三步第5次衬砌钢筋栓二衬底板_ 叫 “.7一一第十 四步my .y、-第6次衬砌钢筋碇 二衬5. 2. 5模板与支架工程1、模板及支架的安装r=itoIDID1）模板主要采用组合钢模板，局部使用12mm 厚覆膜竹胶板。钢模板以P6015为主，采用竖排方 式，转角处用阴角角模。12mm厚覆膜竹胶板根据结 构尺寸现场制作拼装，主要使用在盾构预埋钢环及 暗挖预留孔洞部位。侧墙模板采用P601

10、5的钢模板, 支撑体系采用4）48X3.5钢管（扣件连接）,整体 搭设满堂红钢管排架，排架立杆间距为 600nnnx600mnb横杆间距水平双向为600mm,垂直方 向间距为500mm,为确保支撑体系的稳定性，支架 要使用4）48钢管纵横双向设置剪刀撑，剪刀撑设置 数量不少于6道，立向间距3000mm。横背楞采用 10*10cm方木间距500mm；竖背楞釆用10*10cm方 木，间距600mmo详见图5-7及图5-8。.Ill11 1 丨 1 .- 13對模加亦co/ /,图57侧墙模板拼装示意图及模板支撑体系图29图5-8模板支撐体系大样图模板的安装采用预组拼装方式。施工前应做好如下准备工作

11、: 安装前，要做好模板的定位基准工作。 按施工需用的模板及配件对其规格、数量逐项清点检查，未经修复的部件不得使用。 经检查合格的模板，应按照安装程序进行堆放或装车运输。重叠平放时，每层之间应加垫木, 模板与垫木均应上下对齐，底层模板应垫离地面不 小于lOcmo 向施工班组进行交底。竖向模板安装的底面应平整坚实，并采取可to靠的定位措施，要求预埋支撑锚固件加方木支撑。模板应涂刷脱模剂。做好施工机具及辅助材料的准备工作。2）必须对支护结构的接缝及墙面渗漏按设计要求处理，无设计要求时可按下列办法处理: 仅有少量渗漏水可用防水砂浆抹面； 有明显漏水点时，应用注浆堵漏进行封堵； 特别严重渗漏水现象须由专

12、业防水队伍处 理后，才能进行内衬混凝土施工。3）立内模之前，应对钢筋及预埋件工程进行 检査，合格后办理隐蔽工程验收，进行下道工序施 工。4）盾构、暗挖隧道预留口处模板及支撑体系, 以暗挖隧道预留口为例说明，见【图5-9暗挖隧道 预留口处模板施工示意图】。图5-25暗挖隧道预留口处模板施工示意图2、模板及支架的拆除待每段盾构井内衬结构施工完成后进行模板 的拆除。拆模时先松顶丝，再拆除立木和横木，将 模板附件拆除后，用撬棍轻轻撬动模板，使模板离 开墙体即可把模板拆下，用钩子将模板拆下起吊走，模板脱模后运出地面、集中堆放。随着模板的 拆除拆除满堂红脚手架及安装内衬钢支撑。6材料与设备6.1材料盾构接

13、收井逆作法施工使用材料见表6. 1. Io表6.1.1膚构接收井逆作法施工材料表项目3号盾构井4号盾构井合计备注挂钢筋网喷C20磴面积1002.16 m31040. 76 m2042. 92 m厚度100mm土方3188.96 m3311.76 m6500. 72 m5冠梁碇虽C3036. 35 m336. 35 m72. 70m冠梁钢筋量3.16t3. 16t6. 32抗滑锚杆1200m1200m2400m钢筋网钢筋量2. 98t3. 09t6. 07t二衬钢筋量156t180t336t二衬混凝土最C30725 m3840 d31565 m56600永久钢支撑47. 3m47.3 m94.

14、6m按延米计算6.2设备挖掘机、喷射机、搅拌机、注浆泵、空压机、钢筋调直机、钢筋切割机、电焊机、装载机、自卸汽车等。7质畳控制7.1原材料试验锚杆、钢筋、水泥、砂、砾石的质量应符合有关 产品质量标准和设计要求，材料进场应有产品合格 证和检验报告；钢筋、水泥应按有关标准取样复试; 质量不合格的产品、材料不得进入现场。7. 2钢筋工程质量控制措施7.2.1钢筋的表面应洁净。油渍、漆污和用锤敲击时 能剥落的浮皮、铁锈应在使用前清理干净。在焊接 前，焊点处的水锈应清理干净。7.2.2钢筋调直要求钢筋应平直，无局部曲折；冷拔 低碳经调直机调直后，其抗拉强度一般要求降低 10%15%。使用前应加强检验，按

15、调直后的抗拉 强度选用。如果抗拉强度降低过大，则可适当降低 调直筒的转速和调直块的压紧程度。7.2.3钢筋的断口不得有马蹄形或起弯等现象，钢筋 的长度应力求准确。7.2.4钢筋的弯曲形状正确，平面没有不平翘起的现 象，钢筋弯曲点不得有裂缝。7.2.5钢筋焊接的接头不得有横向裂纹，不得有明显 的烧伤。7.2.6钢筋的摆放应按图纸要求，特别注意负筋的位 置，钢筋接头的位置长度应符合要求，绑扎是否符 合要求，有无松动变形，钢筋表面不应许有油渍， 片状铁锈。7. 3模板工程质量保证措施to7.3.1经检査合格的模板，应按照安装程序进行堆放 或装车运输。重叠平放时，每层之间应加垫木，模 板与垫木均应上下

16、对齐，底层模板应垫离地面不小 于 10cm。7.3.2预留隧道口钢模板安装时，应保证位置准确， 安设牢固。7.3.3按配板设计循序拼装，以保证模板系统的整体 稳定性。7.3.4保证模板接缝不漏浆。7.3.5模板安装允许偏差应严格控制在要求范围内。7.3.6模板的安装应严格按照有关模板安装平整度 要求实施。7. 4混凝土工程质量保证措施7.4.1混凝土的搅拌中砂浆密度两次测量的相对误 差的不应大于8%,单位混凝土中粗骨料的含量两 次测量的误差不应大于5%。还有其他如含气量、 水灰比和水泥含量等均应符合各自的要求。742混凝土浇筑要连续，不得中断，并控制在46小时内浇完，以保证混凝土的均匀性，间歇

17、时间应控制在15分钟内，不得超过半小时。在浇筑过 程中，要随时用探锤测量混凝土面的实际标高，计 算混凝土上升高度，导管口与混凝土相对位置，统li计浇筑量，同时在现场应认真填好施工记录，并按 规范要求留置相应组数混凝土质量检测试件。7.4.3施工缝的处理应在已硬化的混凝土表面上继续浇注混凝土前，应清除垃圾、水泥薄膜、表面上 的松动砂石和软弱混凝土层，同时还应加以凿毛， 凝土表面的积水应予清除。由于本结构采用逆作法 分段浇筑，施工缝处混凝土不易密实，因此釆用预 埋32钢管后期注同标号水泥浆填充的方法保证 施工缝处的混凝土密实。用水冲洗并充分湿润,般不应少于24h，残留在混8安全措施8.1严格遵守施

18、工操作规程和施工工艺要求，严禁违章施工。8. 2施工人员不得无证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具和劳保用品，各类操作人员在 上班期间不得喝酒。施工人员必须是受过安全生产 培训，施工前必须按施工组织和施工方案的要求进 行安全技术交底，并有书面记录，双方签认。8. 3用土斗上下运料时，必须装稳，绑扎牢固，不 得超载吊运。严禁载人上下盾构井，禁止往井下扔 物。工作时及时清理竖井周围土块、杂物。8.4安全用电，注意防火，必须配备消防器材。8. 5加强施工的监控测量，及时反馈量测信息，依 照量测结果，及时调整，确保施工安全及地面建筑 物安全。&6建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全

19、检査，确保作业标准化、规范化。9环保措施9.1施工前，对基坑附近建筑物、构筑物进行调查,以便采取相应保护措施。9. 2优先选用先进的环保机械，釆取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同 时尽可能避免夜间施工。9.3施工废水、废浆应排入沉淀池中，不得随意排 放，保持场地清洁。9. 4对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施 工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周边环 境。9. 5施工现场应制定洒水降尘措施，指定专人负责 现场洒水降尘和清理浮土。10效益分析10.1施工效益分析to盾构井采用逆作法施工，能节省80%的模板架 料，省掉腰梁及临时钢支撑这道工序；保证工人每 天都有活

20、干，相对地提高工人收入，能充分调动起 工人的工作积极性。效益十分明显，具体如下： 10.1.1无须使用腰梁，简化了施工工序，使结构一 次成型，受力更好。10.1.2简化了施工工序，节省约20%的工作量， 减轻了操作人员的劳动强度。10.1. 3缩短施工工期一个月。10.2经济效益分析盾构接收井采用逆作法施工，能节省65%的模板 架料租赁费用；减少50%的劳动力成本；省掉腰梁 临时支撑等工序，总计能减少120万的施工成本。11应用实例北京地铁四号线工程北京南站陶然亭站区 间在右线K4+074处设置3号盾构接收井，在左线 K4+077. 261处设置4号盾构接收井，盾构接收井 的净空尺寸为15X9mo盾构接收井围护结构釆用8001200钻孔灌注桩与钢支撑体系，盾构接收井二次衬砌为模筑钢 筋混凝土结构。3号盾构接收井深19. 735m, 4号盾构接收井深20.249m。盾构接收井南接暗挖区间隧 道，北接盾构区间隧道，前期先作为暗挖区间的施 工竖井。在施工中，二次衬砌成功地应用了逆作法施工。图盾构接收井逆作法施工图11.1参数设计本工程围护结构采用钻孔灌注桩及网喷混凝 土，二次衬砌结构钢筋混凝土采用逆作法施工。分 五步开挖，开挖一步施工一步二次衬砌；待混凝土 强度达到设计强度的75%以