喷锚逆作法在顶管井施工中的应用-j9九游会网站

现代城市的发展对于市政管道的建设要求越来越高，非开挖技术的应用已越来越成熟及普及。顶管施工作为一种非开挖技术，具有对地面交通、周边环境影响小，施工速度快、造价相对低廉等特点。顶管技术的大量应用，对顶管井的施工工艺也相应提出了更高的要求，顶管井施工所采用的方法是否得当，将直接影响工程的造价、施工进度及施工安全。

目前顶管工作井普遍采用的施工方法有沉井法、人工护壁成孔法、钢板桩支护法、smw 法、地下连续墙及喷锚逆作法。各工法比较如表 1。

2 工程概况

该工程为污水处理厂顶管工程，厂区污水进水管埋深约为 9～11m。长度约为 300m，水管沿厂区已建好的进场道路敷设。

管道埋深较深，综合考虑造价及当地类似工程施工经验，采用人工顶管施工，管材为 dn800 顶式（f型）砼管，共设置 4 口工作井。工作井紧挨厂区进场道路，采用喷锚逆作法施工，顶管施工完成后，工作井作为管道检查井永久使用。

3 工作井喷锚逆作法设计方案

3.1 地质情况

根据岩土工程勘察报告，自地面由上而下，主要的地层为：

⑴冲填土：

土质呈灰黄色、红黄色，主要成分为粉质，含较多细砂，具粘性，塑性不良，含水量饱和，松散状，欠固结；

⑵含砾粉质粘土：

土质呈灰色、黄褐色，主要由粉粘粒、石英砾粒组成，越往下砾粒含量增多，含水量饱和，软塑状；

⑶坡积砂质粉质粘土：

土质灰黄色、红黄色，主要由粉粘粒组成，含少量砂粒，粘塑性一般，干强度高，含水量湿，可塑状；

⑷砂质粘性土：

灰黄色、红黄色、麻黄、麻褐、麻色等色，主要由粘、粉粒组成，含少量石英砾粒，系由花岗岩原地风化残积而成，局部可见残余结构；土质粗糙，受风化深浅不同的影响，通常浅部呈可～硬塑状，往下逐渐变为硬塑状，局部为坚硬土状。含水量湿，粘塑性不良，手捏较易分散，遇水易软化和崩解.。

⑸全风化花岗岩：

灰黄色、麻黄、麻褐、麻色等色，属极软岩，剧烈风化，绝大部分长石、云母等矿物已风化成坚硬土状，可见残余结构，具有稍高的残余强度。本层岩芯呈坚硬土状，遇水易软化崩解。地层岩性以冲填土 1-1、含砾粉质粘土 2-1、坡积砂质粉质粘土 2-2、砂质粘性土 3-2 为主，地下水位位于地面以下 3.5m 处。

3.2 工作井设计方案

工作井内径 6.0m，井深约 12m。由于靠近厂区已建好的进场道路，要求在施工过程中避免对道路周边的土体产生较大扰动，这对于顶管工作井基坑控制位移沉降要求较高。

采用沉井法易引起周边路面发生沉降，钢板桩法由于地层较密实，钢板桩打入困难，而用 smw 及地下连续墙工法造价高且工期较长。考虑到工作井靠近下部地层具有遇水易软化崩解、开挖面不易暴露时间过长的因素，决定采用喷锚逆作法施工。

喷锚逆作法支护结构构件主要由钢格栅、注浆锚管、钢筋网片结构等几部分组成。其中，钢格栅是结构主体，为工作井坑壁后方土体侧压力及地面荷载作用的主要承受者；网喷混凝土与注浆锚管共同形成侧向多支点挡土体系。

注浆锚管与钢筋网、钢格栅受力钢筋焊接相连，共同发挥联合护壁的作用，大大提高支护结构的抗倾覆能力，可有效地阻挡地下水并防止护壁后方土体流失。

为保证工作井开挖过程中井口不塌缩，在井口处设钢筋混凝土锁口圈梁，圈梁宽 1.5m，高 1.0m。井身采用钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作法，分层开挖，分层锚喷混凝土进行支护。

结构厚度为 300mm，混凝土强度等级c20，首榀钢格栅距圈梁 0.1m，以下钢格栅每 0.75mm 设一道，每榀钢格栅处打设 φ42 注浆锚管，锚管长度 3m，环向间距 1.0m。每榀钢格栅竖向用￠22 纵向连接筋连接(采用搭接焊)，连接筋环向间距 1m。钢格栅主筋采用φ22 钢筋，每断面 4 根，钢格栅纵筋与横筋之间采用蝴蝶筋连接。在顶管开口位置结构强。如图 1 示：

3.3

工作井结构计算工作井井壁主要为环向受力，井壁后方土体侧压力按水土合算，顶部地面施工荷载按 10kpa 计。内力分析结果如图 2 示。锁口圈梁及钢格栅设计如图 3、图 4 示。

4 施工工艺流程及主要技术要求

4.1 锁口圈梁

按设计标高开挖至锁口圈梁底标高后，停止开挖，进行锁口圈梁的绑筋、安设下部钢格栅连接筋，浇筑混凝土。圈梁设计为倒台阶样式，防止向下挖土时圈梁下沉。待圈梁混凝土强度达到设计强度的 70%以后，先由测量人员在圈梁上放设中线和高程控制点，经复测无误后再继续向下挖土施工。

4.2 开挖土方

工作井施工为防止锁口圈梁下移，应采用半断面开挖，利用另一半土作为支撑，待先挖的这一半喷射混凝土完毕后，再开挖另一半，交替进行，每次挖深 0.5～0.8m，直至井底。

开挖时，应严格按照结构外缘线进行开挖，严禁超挖，圈梁底和井底均须严格按设计高程开挖，不得超挖扰动原状土，榀架间距要严格按设计要求施工。

4.3

安装钢格栅，焊接纵向连接筋，挂钢筋网片土方开挖后应立即沿与井壁成 15°～20°方向打设 φ42 注浆锚管并注浆，注浆压力控制在 0.2～0.3mpa，然后挂内层钢筋网片，安装钢格栅，锚管端部要与钢格栅焊牢，防止钢格栅下沉。

钢格栅与钢格栅之间用 φ22 纵向连接筋焊牢，沿内外主筋环向间距每米一根，连接筋焊接时必需满焊并且满足搭接长度的要求。钢筋网与纵向连接筋、钢格栅连接牢固。钢格栅的安装必须牢固，平面必须保持水平，平面翘曲 <2cm。

4.4 喷射混凝土

喷射混凝土设计强度等级为 c20，由 42.5 号普通硅酸盐水泥、中粗砂、豆石（粒径在 0.5～1.5cm）组成。

经验配比为水泥:砂子:石子 =1:2:2；速凝剂掺量为水泥重量的 5%，水灰比控制在 0.4～0.5 之间。水泥、砂子、豆石用搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入速凝剂，混合料随拌随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不超过 45 分钟。

在钢格栅安装、纵向连接筋焊接、锚管打设完毕后，然后挂外层钢筋网片，再喷射混凝土直到设计厚度30cm。

喷射混凝土前应检查开挖断面尺寸，清除开挖面的浮土，尤其是与上一榀钢格栅连接处，必须将上一次喷混凝土时的回弹料清理干净。喷射混凝土前用高压风清扫开挖面，并埋设控制喷射混凝土厚度的标志。喷射作业应分层、分段依次进行。喷射顺序应自下向上。

先喷钢格栅的混凝土，后喷射钢格栅之间的混凝土，一次喷射厚度不得大于 100mm，分三次喷满，直至喷射到设计厚度。

每次喷射混凝土之前，应将前次喷射的混凝土的接茬部位凿毛，清除表面粘附的泥土，以保证接茬处混凝土的密实，力求表面平顺。喷射混凝土终凝 2h 后，喷水养护，每隔 4～8 小时喷水一次。

4.5 封底

工作井开挖至设计深度后，应清理基底，打设 15cm厚 c15 素混凝土垫层后，浇注钢筋混凝土底板及部分侧墙至顶管预留洞口处，底板厚度 0.5m，外挑 0.3m（同喷锚厚度），侧墙厚度 0.2m。待底板及侧墙混凝土强度达到设计强度的 70%以上后，可进行顶管的顶进施工。

4.6 完成永久检查井施工

待顶管顶进完成后，施做工作井其余部分钢筋混凝土主体侧墙及顶板，施做检查井井筒及流槽后，覆土回填。

 

 

 

本文摘自《广东建材》中的《喷锚逆作法在顶管井施工中的应用》林健、李建平，如有侵权请联系删除