综合管廊深基坑顶管施工技术

贾化平

（中铁三局集团有限公司运输工程分公司，山西 晋中 030600）

银川市雨污分流改造一期工程——四污二期进水管道工程、长城路排水管道改造工程位于宁夏回族自治区银川市，该地区日照时间长，近年来降雨量不断增强。本管道工程工作井沉井14 座，拉森钢板桩支护102 m。

1 工程重难点

工程重难点如下：①确保井位平面位置及高程准确，偏差符合设计要求；②沉井下沉确保受力平衡，下沉均匀，对称施工；③拉森钢板桩及时施作横向支撑，防止支撑体系变形；④顶管管节平面位置和高程控制。

2 技术特点

技术特点如下：①工作井采用沉井施工技术，避免传统基坑大开挖，节省施工环节，优化施工方式，降低施工成本，保证施工安全、质量，缩短施工工期；②利用钢板桩作为基坑围护结构，在沿沟槽方向焊接槽钢再沿做横向钢支撑，确保基坑施工安全；③管道顶井利用沉井基坑作为工作井，又能兼作检查井，后期维护方便。

3 技术原理

深基坑沉井技术是将井分为几阶段施工，避免大面积开挖情况，首先将井刃脚及第一节在井预定位置做好，然后用长臂挖机从井身内部开挖土方将刃脚及第一节沉至预定位置，然后进行井身第二节施工，待施工完毕后，继续用长臂挖机挖除井身内部土方，以此工序继续循环，直至井完全沉至预定标高。

拉森钢板桩横支撑技术是拉森钢板桩支护的改进方式，因本项目施工基坑较深，若采用传统拉森钢板桩支护，极有可能因为外部土方压力过大而导致拉森钢板桩向基坑内部倾斜而导致安全隐患，因此在拉森钢板桩横向增加钢支撑，从而保证基坑支护安全[1]。

深基坑沉井技术主要是利用井身的自重来克服摩擦力从而下沉到预定高度，采用深基坑沉井技术不仅施工快而且施工安全性较高，避免了工人在深基坑内施工可能带来的风险[2]。拉森钢板桩横支撑技术也属于安全施工的技术升级，不仅缩短了施工工期，而且使基坑支护更具稳定性和安全性。

4 技术流程

4.1 施工工艺流程

本施工技术工艺流程如图1 所示。

图1 施工工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

内业准备：由项目技术负责人牵头，编制施工组织设计、专项施工方案、安全交底、技术交底等资料，踏勘现场，向进场管理人员及作业人员对本工程施工的重难点、重大危险源、安全注意事项等内容进行交底，双方签字并归档。

人、材、机准备：根据本工程规模、特点及技术要求，成立项目部组织机构，选派经验丰富的项目经理，配备技术水平过硬的项目总工、项目经理部，下设五部两室，规章制度健全，确保施工全过程处于受控状态。工程所需材料根据施工总进度计划分批进场，严格按照材料进场管理办法施行进货检验和试验制度，保证进货质量。配备满足施工需求的机械，机械进场做好机械验收工作，确保机械性能满足要求。

施工现场准备：按照施工总平面布置图要求，完成临时道路、排水沟、临时用水、临时用电、钢筋加工棚等临时设施的布置，临时设施的布置应本着因地制宜、永临结合、经济适用并有利于环保等原则，符合安全标准化工地建设。

地下管线和设施的保护：充分领会设计意图，熟悉图纸，进行现场查勘，与有关部门联系，了解和掌握地下管线、设施的布置情况，根据现场实际情况，研究制定切实可行的管道、管线迁改和保护方案，并加强业主与地方产权单位协调沟通，办理相关安全协议，加强对建筑物、道路、管线、管道的监控工作。

测量准备：施工所用仪器器具必须经计量鉴定部门检验合格及标识，误差满足规范要求，确保仪器的使用有效性及精度要求，才可用于现场测量放样工作。沉井施工前做好施工测量工作，按照设计院交付的测量控制点，做好控制点加密、导线点、中线点、水准点复测等。根据施工图计算出管道走向坐标数据，并做好数据校核工作。

4.2.2 测量放样

在沉井工作施工前，按照复核过的测量数据进行井身及位置放样，放样必须有2 名以上测量员换手复核，以防井位发生偏差造成后续不可逆转情况。在沉井工作施工时，在周围安放明显的施工标志，施工时将红外线放线仪固定牢靠，以防产生放线偏差。

4.2.3 选择所需规格材料

测量放线完成后，根据施工图纸及施工总进度要求选择相应材质、型号、大小等材料进行现场施工，材料进场后做好现场取样送检工作，确保材料合格。

4.2.4 刃脚施工

所用材料必须先在现场及试验监理见证取样送试验室进行相关试验，出具试验报告，确认符合要求后，方能使用。根据施工图纸要求，完成沉井的基坑放坡开挖工作（开挖至沉井起沉标高，原地面以下2 m），铺好砂垫层和支垫架工作，砂垫层的厚度应根据沉井的质量和地基土的承载力确定，砂垫层上铺设0.15 m厚混凝土垫层，铺设宽度与砂垫层一致。沉井施工时，先将沉井刃脚部分施工完毕，以确保井可以利用斜梯形刃脚在自身作用下切入土中下沉。

4.2.5 第一阶段井身施工

处理好刃脚与第一阶段井身的连接部分，做好施工缝的处理，施工缝采用凸缝，浇筑前用水清洗干净，清除松散石料，井壁内设置钢板止水带，将连接部分钢筋绑扎牢固再浇筑混凝土。浇筑混凝土时需用振捣棒振捣，对称均匀浇筑，每层厚度不超过300 mm，混凝土浇筑应连续浇筑，另外防止混凝土跑模及涨模等情况，按照规范要求留置好同条件混凝土试块，并及时进行洒水养护。混凝土强度达到标准后方可拆卸模板，拆模应先拆上部模板，再拆下部模板，拆除模板后派专人继续进行养护。

4.2.6 井身内部挖土

长臂挖机到位，由专人指挥开始从井身内部挖土，长臂挖机利用反铲切土将井内部土方对称挖除，保持两侧平衡，下沉过程中控制好位置和标高，严格控制下沉速度，发现偏离问题及时采取纠偏措施。挖土时应有现场技术员现场指挥，挖土时注意井身保护，运土时渣土车要及时覆盖装运的渣土。

4.2.7 沉至设计标高

再次循环已施工完毕程序，现完成井身施工然后进行井身挖土。当井已接近设计标高时开始停止挖土，此时应注意四面井身是否处于同一水平位置，当略有倾斜时应用人工进行调平，但注意人员施工时要注意施工安全，当井身四面都处于同一水平高度时，要让井利用自身重力慢慢下沉，一直沉至标高位置。当井沉至预定标高时，由于井深特别大，所以现场必须注意施工安全，在井外部上井口周围焊接临边防护，防护高度要符合要求，临边防护质量要有保证，施工期间禁止其他外部人员进入施工现场，进入现场必须佩戴安全帽。沉井下沉至设计标高后，应进行8 h 的连续观察，必须进行全面检查，确保位置和标高满足设计要求，并进行全天沉降速率观测，保证下沉量小于10 mm，满足要求后进行封底施工，在满足抗浮要求后进行底板钢筋绑扎及混凝土浇筑施工。

4.2.8 顶管施工

导轨安装：导轨由2 根60 kg/m 钢轨和木枕组成，位置和高程必须准确、平顺、固定牢固。两边预留足够的工作面便于人工操作和出土。安装时，两导轨应平行、等高，坡度与设计管道坡度一致；安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移；两导轨的间距要根据导轨公式计算而定。

工作井后背安装：根据测量确定轴线后，先安放后靠背，在轴线定好后即可安装导轨以及后顶，后背利用沉井管壁，并做加强处理，满足最大的顶力要求。

顶进设备和管节安装：将6 台200 t 双级液压千斤顶安装在后背梁和管节之间，对管节末端做衬垫加固处理，做好成品保护措施，管壁外涂抹润滑剂，减小摩擦力。

顶管出洞：顶管机头和第一节管子安放就位，并检查无误后，破除洞口障碍物，机头穿入橡胶密封圈顶入土中，用膨润土泥浆润滑机头与土壁之间，加固土体，并做好洞口防水措施。

出土、顶进：出土顶进前，检查千斤顶、油表、后背梁等设施，确保各项指标性能良好，开始掏土顶进，出土采用专用小车电葫芦提升至地面，随挖随纠，纠偏不宜过大，顶进过程中勤测量，确保平面位置和高程准确。

通风与照明设施：施工中难免人员进入已施工好的管道里面进行作业，由于缺乏空气流动，空间狭小，容易造成缺氧而发生生产安全事故。在进行顶管作业时，配备空压机及管道进行通风作业，把地面的新鲜空气通过管道输送到施工作业面，改善工作环境，确保工人施工安全。照明采用安全电压，提供36 V 电源，现场配备足够照明设施。

测量与纠偏：顶管顶进作业采用“勤测量、勤纠偏”原则，管道出现偏差时，应立即分析原因，有针对性地进行纠偏校正，纠偏应缓慢进行，使管道慢慢恢复至正确位置。在顶管施工过程中，做好地面沉降观测工作，控制好地面沉降量，使其满足设计规范要求。

4.2.9 质量检测

严格按照规范、标准进行质量验收。首先在施工前进行地基承载力检测，进行井身施工时要先检查所用钢筋是否达到抗拉及抗弯强度，井身混凝土是否达到现场所需强度及塌落度，井施工完毕后利用回弹仪测定井身是否达到设计强度，所有检测均应设置专人检测，检测时监理需全程进行旁站巡视[3]。

5 小结

银川市雨污分流改造一期工程——四污二期进水管道工程、长城路排水管道改造工程施工时采用“深基坑沉井技术及拉森钢板桩横支撑技术”，该技术中井身利用自身重力克服摩擦力向下沉至预定位置，有效解决了传统地下井施工的弊端，解决了传统地下井施工需要投入大量的人力、物力以及财力而无法高质量施工的难题，保证了工程施工质量，节省了施工工期，赢得了社会各方的广泛赞誉，取得了良好的经济和社会效益。

在工程施工的情况下，实现了深基坑沉井技术及拉森钢板桩横支撑技术的高效、便捷、环保，保证了施工质量。深基坑沉井技术及拉森钢板桩横支撑技术完全符合施工要求，该技术成熟、可靠，应用前景广泛。