下穿隧道盾構(gòu)工作井基坑設(shè)計(jì)與施工

1、<p>　　下穿隧道盾構(gòu)工作井基坑設(shè)計(jì)與施工</p><p>　　摘要：本文介紹了鄭州市紅專路下穿中州大道隧道盾構(gòu)工作井基坑支護(hù)工程的施工情況，在該基坑工程中采用鉆孔灌注樁+旋噴止水帷幕的結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)，對(duì)提高工程質(zhì)量具有重要作用，下面對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及重要結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)行了簡(jiǎn)單的討論。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：下穿隧道；盾構(gòu)工作井；基坑；設(shè)計(jì)；施工 </p>&

2、lt;p>　　中圖分類號(hào)： TV551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　1工程概況及地質(zhì)條件 </p><p>　　中州大道是鄭州市中心城區(qū)快速路系統(tǒng)的縱軸線，是連接城市南北出入口的一條重要快速通道。本工程設(shè)計(jì)起點(diǎn)位于紅專路姚寨路交叉口，終點(diǎn)位于龍湖商務(wù)外環(huán)路，其中下穿中州大道段采用頂管法施工。本工程全長(zhǎng)801.263m。其余頂管段長(zhǎng)105m，其余為明挖結(jié)構(gòu)和路面部分。明挖暗

3、埋段含始發(fā)井與接收井，始發(fā)井基坑長(zhǎng)16.8m，接收井基坑長(zhǎng)12.3m。中州大道東側(cè)設(shè)置頂管頂進(jìn)始發(fā)井，中州大道西側(cè)設(shè)置接收井。始發(fā)井、接收井、明挖暗埋段采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐支護(hù)，U形槽段部分采用懸臂鉆孔灌注樁支護(hù)。中州大道西側(cè)、紅專路北側(cè)擋墻段采用微型鋼管樁+土釘墻的支護(hù)，其余擋墻段采用土釘墻支護(hù)。出入口基坑深度大于3m段采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐支護(hù)，小于3m段采用土釘墻支護(hù)。 </p><p>　　2基坑支護(hù)方

4、案的選擇與設(shè)計(jì) </p><p>　　2.1常用基坑施工方法 </p><p>　　基坑工程的設(shè)計(jì)需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定合理、經(jīng)濟(jì)、安全的基坑開(kāi)挖方法，并在基坑開(kāi)挖的基礎(chǔ)上作好支護(hù)結(jié)構(gòu)。目前，常用的基坑開(kāi)挖方法包括放坡開(kāi)挖、無(wú)支撐圍護(hù)開(kāi)挖、有支護(hù)分層開(kāi)挖、中心島開(kāi)挖、深井開(kāi)挖等?，F(xiàn)階段在城市道路下穿隧道工程中采用較多的界坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括以下幾類： </p><

5、;p>　?。?）灌注樁。灌注樁屬于非擠土或者少量擠土樁，樁身的剛度較大且能夠承受較大的荷載，對(duì)提高建筑物的抗震性能具有較大作用，同時(shí)利用灌注樁進(jìn)行基坑直呼還能夠在基坑開(kāi)挖后作為地下承重墻等永久性結(jié)構(gòu)進(jìn)行使用，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　（2）土釘墻。在基坑開(kāi)挖破面，利用機(jī)械鉆孔或洛陽(yáng)鏟程控，在孔內(nèi)放入鋼筋并灌注混凝土漿體，然后在基坑邊坡破面設(shè)置鋼筋網(wǎng)，最后噴射混凝土，使土體、鋼筋以及混凝土面層

6、結(jié)合起來(lái)，形成深基坑土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)。該支護(hù)方式主要適用于地下水位較低的雜填土、普通粘土以及松散型砂土。 </p><p>　　2.2基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì) </p><p>　　圖1支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面示意圖 </p><p>　　設(shè)計(jì)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式典型斷面如圖1所示，基坑采用灌注樁+止水帷幕結(jié)構(gòu)。鉆孔灌注樁為（增加：29.2m樁）φ100@120(單位：cm），旋噴樁（增加：1

7、9.35m樁φ80@50）(單位：cm），咬合15cm，止水帷幕樁底進(jìn)入基坑底部7m，樁平面偏差小于20mm，灌注樁中的水泥參入量應(yīng)大于60kg/m，混凝土漿體水灰比取0.45-0.50之間。旋噴樁應(yīng)穿過(guò)軟土層達(dá)到強(qiáng)化巖面，保證較好的止水效果。在具體施工過(guò)程中采取了以下控制措施：（1）安排管理人員全程監(jiān)督灌注樁及旋噴樁的施工，落實(shí)具體責(zé)任；（2）第1次鉆孔時(shí)為避免堵孔可以帶漿現(xiàn)鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1/2，嚴(yán)禁帶水下鉆，噴漿壓力控制在0

8、.4MPa以上；（3）第一次體鉆噴漿的過(guò)程中應(yīng)在樁底停留30s左右，保證樁身質(zhì)量；（4）施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間，每根樁應(yīng)連續(xù)噴漿，中途不能中斷。 </p><p><b>　　3基坑支護(hù)施工 </b></p><p>　　3.1鉆孔灌注樁及旋噴樁止水帷幕施工 </p><p>　?。?）鉆孔灌注樁的施工。①支護(hù)樁施工前宜先試樁，試樁數(shù)量不

9、得少于2根。②鉆（沖）孔樁清孔后必須控制樁底浮碴厚度不大于100mm。③鋼筋籠在起吊、運(yùn)輸、安裝中應(yīng)采取措施防止變形，吊點(diǎn)宜設(shè)于加強(qiáng)箍筋部位，分段沉放時(shí)，縱筋的連接須采用焊接，要特別注意焊接質(zhì)量，同一截面上接頭數(shù)量不得大于50%，相鄰接頭間距不小于41d(d為縱向受力鋼筋的較大直徑)。④混凝土灌注中，導(dǎo)管應(yīng)始終埋在混凝土中，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，導(dǎo)管埋入深度以2～3m為宜，不得小于1m，一次提管拆管不得超過(guò)6m，應(yīng)防止鋼筋籠上浮。 &l

10、t;/p><p>　?。?）旋噴止水帷幕的施工。①鉆機(jī)就位，調(diào)試完畢后，接通電源開(kāi)動(dòng)移架電機(jī)按鈕，移動(dòng)鉆機(jī)到達(dá)指定樁位并對(duì)中，要求鉆機(jī)安放平穩(wěn)，樁位誤差小于 50mm，垂直度不大于1.5%；②漿液配制，水泥進(jìn)場(chǎng)要按照比例進(jìn)行復(fù)檢，水灰比1:1，水泥漿攪拌時(shí)間不少于3min；③鉆機(jī)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，待泵壓正常后開(kāi)始注漿提升；④注漿中需拆卸注漿管時(shí)，應(yīng)先停止提升和回轉(zhuǎn)，同時(shí)停止注漿，拆卸完畢繼續(xù)噴射

11、注漿時(shí)，注漿的孔段要與前段搭接不少于100mm；⑤注漿到冠梁底部迅速拔出注漿管，用清水清洗管路；⑥樁機(jī)移至下一樁位。 </p><p><b>　　3.2冠梁施工 </b></p><p>　　冠梁的施工必須在鉆孔樁及止水帷幕施工結(jié)束并驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行，避免前期工作不合格導(dǎo)致的返工。在進(jìn)行冠梁施工前應(yīng)將灌注樁頂部浮漿清理干凈，采用木模版及商品混凝土，澆筑冠梁混凝土?xí)r

12、要均勻，澆筑工作完成后的12h內(nèi)，需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)，24h后即可拆模，并繼續(xù)淋水養(yǎng)護(hù)至少7d以上。 </p><p>　　3.3混凝土支撐及鋼支撐 </p><p>　?。?）支撐的規(guī)格及支撐的安裝順序必須滿足設(shè)計(jì)的要求；（2）當(dāng)基坑開(kāi)挖至支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.5m時(shí)安裝鋼支撐。鋼支撐安裝必須確保支撐端頭與圍檁均勻接觸，并設(shè)防止鋼支撐端部移動(dòng)脫落的構(gòu)造措施，支撐的安裝允許偏差應(yīng)符

13、合以下規(guī)定：①鋼支撐軸線豎向偏差：±30mm；②支撐軸線水平向偏差：±30mm；③支撐兩端的標(biāo)高差和水平面偏差：不大于20mm和支撐長(zhǎng)度的1/600；④支撐的撓曲度：不大于1/1000。（3）支撐就位后應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確地按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力。當(dāng)晝夜溫差過(guò)大導(dǎo)致支撐預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，應(yīng)立即在當(dāng)天低溫時(shí)段復(fù)加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)值；圍護(hù)樁體水平位移速率超過(guò)警戒值時(shí)，可適量增加支撐軸力以控制變形，但復(fù)加后的支撐軸力必須滿足設(shè)計(jì)安全度要求；（

14、4）在底板、頂板的施工過(guò)程中，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的步序拆除各道支撐；（5）待預(yù)加力穩(wěn)定后鎖定。施工中應(yīng)注意對(duì)臨時(shí)支撐系統(tǒng)的保護(hù)。 </p><p>　　3.4混凝土噴面施工 </p><p>　　在完成所有施工后，需要在結(jié)構(gòu)表面表面鋪設(shè)混凝土鋼筋網(wǎng)，鋼筋在使用前應(yīng)進(jìn)行除銹處理，然后在鋼筋網(wǎng)表面噴射一層C20混凝土后進(jìn)行鋪設(shè)，鋼筋與壁面的間隙保持在30mm左右。在進(jìn)行混凝土噴射時(shí)，應(yīng)減小噴頭與受噴

15、面的距離，通常為0.6-1.2m并調(diào)整好噴射角度。先噴射5cm厚的混凝土層，完成后進(jìn)行鋼筋的綁扎、固定，然后在噴射第二層混凝土至設(shè)計(jì)高度。混凝土拌制時(shí)應(yīng)控制好水灰比，避免混凝土表面出現(xiàn)不平整、滑移流淌等現(xiàn)象，影響整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。 </p><p><b>　　4基坑支護(hù)監(jiān)測(cè) </b></p><p><b>　　4.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容 </b></

16、p><p>　　對(duì)下穿隧道基坑支護(hù)工程的監(jiān)測(cè)工作是非常必要的，其主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括周圍建筑物變形、地下管線的變形、周圍地表的沉降、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、樁頂沉降、內(nèi)支撐軸力、鋼筋應(yīng)力以及地下水位變化等內(nèi)容。對(duì)支護(hù)工程的監(jiān)測(cè)工作能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程自身的問(wèn)題以及對(duì)周圍環(huán)境的影響，以便及時(shí)、進(jìn)行處理，保證工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并降低對(duì)周圍環(huán)境的影響。 </p><p>　　4.2監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析 </p

17、><p>　　具體監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1所示。 </p><p>　　表1 基坑施工監(jiān)控量測(cè)表 </p><p>　　監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 限值 報(bào)警值 </p><p>　　周圍建筑物變形 沉降限值20mm， 傾斜2‰H 沉降15mm，傾斜1‰H </p><p>　　周圍地下管線變形 變形限值按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行 </p><

18、;p>　　基坑周圍地表沉降 25mm 17mm </p><p>　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移 0.2%H 且不大于30mm 0.15%或25mm中的最小值 </p><p>　　樁頂沉降 0.2%H且不大于25mm 0.15%或25mm中的最小值 </p><p>　　內(nèi)支撐軸力 70%的設(shè)計(jì)允許最大值 50%的設(shè)計(jì)允許最大值 </p><p&g

19、t;　　支撐立柱沉降 30mm 20mm </p><p>　　鋼筋應(yīng)力 145MPa 60~70%容許應(yīng)力最大值 </p><p>　　地下水位變化 累計(jì)值1000mm，變化速率500mm/d 累計(jì)值800mm，變化速率400mm/d </p><p>　　通過(guò)上表中的數(shù)據(jù)可以看出，本工程中基坑的各項(xiàng)參數(shù)均處于正常范圍內(nèi)且基坑施工對(duì)周圍的影響較小，基坑結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定

20、，有效保證了后續(xù)施工的安全性。 </p><p><b>　　5結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　實(shí)踐證明，在下穿隧道基坑工程中應(yīng)用“鉆孔灌注樁+旋噴止水帷幕”支護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的效果，通過(guò)該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有效確保了基坑工程的安全性，同時(shí)又具有較高的經(jīng)濟(jì)性，另外有效節(jié)約了施工工期，對(duì)確保基坑工程的高效、安全施工具有重要作用。 </p><p>&l