竖井施工工艺技术

竖井施工工艺技术
一、顶管工作井、接收井结构形式
顶管工作井内部净尺寸8.6×8.66m，顶管接收井内部净尺寸6.5×6.5m,对于需要双侧接入支管做跌落井的顶管工作井和接收井，需要将竖井的宽度尺寸加大，主线管径为2000mm和2200mm的竖井净宽度增加到7.5m，管径为1200mm的竖井净宽度增加到 6.5m。

为确保施工安全，工作井的坑壁均采用格栅钢架喷砼结构形式，为钢筋混凝土锁口圈梁+坑侧壁钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作+底板钢格栅封底。

1、竖井初支结构
竖井采用倒挂井壁法施工。

初期支护采用300mm厚C20喷射混凝土钢筋网φ6.5@150×150mm ，挂单层钢筋网，格栅钢架竖向间距 0.75m和0.5m ,竖向连接筋22 ，环向间距 1m，内外双层布置。

临时支护钢支撑采用I22a型钢间距与格栅钢架对应。

2、竖井二衬结构
为了保证顶管进出洞时安全，顶管作业前需要在初支内部施做二衬闭合框架结构并预留好洞门结构。

其中跌水井二衬结构为临时结构，后期可以破除，其余均兼做永久的检查井。

二、止水帷幕
止水方法：井周采用高压旋喷桩。

高压旋喷桩桩径800mm，桩间距600mm，咬合200mm，单排布置，止水帷幕间距及布置见下图：
止水帷幕平面布置示意图
2、高压旋喷桩桩径800mm，桩间距600mm，咬合200mm，水泥采用PO42.5级普通硅酸盐水泥，膨润土添加量不小于5kg/m3，水灰比1：2；墙体抗渗系数应小于10 /cm/s，桩体28天无侧限抗压强度不小于0.5MPa。

（水泥掺量和水灰比可根据现场试桩和试验适当调整）。

高压旋喷桩采用∅800单轴旋喷设备施工。

三、锁口圈梁、挡水墙
（1）锁口圈梁的工序流程:测量放线→挖探沟→沟槽开挖→预插初衬竖向钢筋→绑扎锁口圈梁钢筋→预埋竖井井架及梯道预埋铁件→支搭锁口圈梁模板→浇注锁口圈梁混凝土→养护→拆模→挡水墙
（2）施工前为确保地下管线的安全，采用在竖井施工范围内人工开挖十字
探沟，查清确无管线后，按设计标高使用机械开挖至锁口圈梁底标高，即停止开挖。

（3）锁口圈梁开挖完成，经现场监理检查合格后，绑扎锁口圈梁钢筋，立模。

绑扎钢筋时并预埋工字钢，以便施做人行步梯。

锁口圈梁断面尺寸0.8m×0.5m，主筋为10根Φ20钢筋，箍筋为Φ10＠150，采用C30混凝土，锁口圈梁保护层为30mm。

（4）钢筋绑扎，立模经监理检查合格后，进行锁口圈梁混凝土浇注，浇注混凝土时，应将短插筋预留，以保证后面施工的挡水混凝土与锁口圈梁混凝土的连接牢固。

（5）锁口圈梁混凝土浇注完，混凝土强度达到设计强度的75%后，砌筑0.4m 高，0.24m厚的挡水墙。

下部0.28m砖墙采用M10水泥砂浆砌筑MU20混凝土实心砖。

上部0.12m采用钢筋混凝土，主筋为4根Φ12钢筋，箍筋为Φ6@200，竖向拉结筋为Φ12@200。

详见下图4.3锁口圈梁、挡水墙结构图。

4、开挖土方
(1)使用小型挖土机配合人工挖土，地面处挖土机在井内挖土直接挖土装车，再
向下挖土时挖土装进吊斗，配汽车吊吊土装车运走。

至井底全部挖土结束，使用汽车吊将小型挖土机吊出竖井外。

(2)基坑开挖前应进行坑内减压抽水，以疏干、减压并加强坑内土体强度，基坑
降水要“按需降水”，保持坑内水位在开挖面以下1m。

不可一次降到底，和开挖同步进行。

(3)竖井周边内衬支护结构下的土方，人工使用铁锹切土，将土抛离井壁处，由
挖土机挖除运出。

(4)竖井施工为防止竖井锁口圈梁下移，竖井施工采取分层开挖分层支护的方法
进行施工，每层开挖的步距为0.6m。

每层土体开挖环形对称进行，先对角开挖竖井土方并及时施作该层初衬结构，再对角开挖竖井另外两角土方并及时施作该层初衬结构。

竖井中部土方在该层初衬结构施工完成后全部挖除。

(5)开挖时，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。

(6)在开挖过程中要观查土体的稳定情况，必要时长边的土方及初衬结构可分两
次进行。

(7)竖井施工至设计标高后如有地下水渗出需采取在竖井周边埋设导流盲管把
水引至集水井用泵排出。

渗流水疏干后及时施作底板钢筋混凝土封闭竖井底部完成竖井初衬结构施工。

(8)开挖时的安全措施：由于基坑内开挖需要人工机械配合，并采用汽车吊吊装
出土，在起重吊装时井底小挖掘机司机和施工工人先到地面，再开始吊装；
吊装时配备足够的信号工、安全员，没有信号工和安全员不得吊装出土。

五、竖井支护体系
竖井支护体系施工程序如下：
对角开挖竖井井壁土体→焊接内侧竖向主筋，绑扎内侧φ6.5@150×150mm 钢筋网→安装预制钢格栅→焊接外侧竖向主筋，绑扎外侧φ6.5@150×150mm钢筋网→喷射混凝土→焊接斜角对撑→进入下一层施工直至井底→井底格栅钢架封底→二衬结构检查井施工。

（1）内层竖向主筋和钢筋网片
土方开挖后立刻挂内层φ6.5@150×150mm钢筋网片，钢筋网片可在井上预制绑扎，网片长度按井壁四壁长度分成几段、宽度按850/600mm，上下层之间，及水平分段之间预留100mm长搭接。

竖向主筋采用Φ22钢筋，水平向间距1m，初始时锚固在锁扣圈梁内，每步施工时采用焊接方法竖向接长，单面搭接10d。

内侧主筋焊接接长后，将内侧钢筋网片绑扎在竖向主筋上。

（2）安装预制钢格栅：
使用Φ22和Φ14钢筋焊接制作，预制钢格栅提前焊接预制，每层分4段制
作，制作后应放在地面上试拼装，制作偏差应不大于30mm，试拼装合格后运至井下使用螺栓组装。

组装方式为每段端头焊接角钢，预留螺栓孔，两段之间使用使用螺栓连接。

（3）钢格栅连接采用螺栓连接，在接头处焊接L140x90x10 L=320角钢并打孔，采用M22螺栓进行连接。

连接角钢与主筋之间采用双面焊接,有效焊长不小于50mm,主筋端部与钢板之间宜采用四周圈焊接,焊缝厚不小于12mm,焊缝均采用E50xx施焊。

竖井开挖迎土侧钢格栅组装时，当螺栓连接困难时应进行邦焊同等规格的钢筋。

钢格栅节点大样图。

（4）外层竖向主筋和钢筋网片。

外层竖向主筋和钢筋网片焊接接长和绑扎方法与内层完全相同。

（5）喷射井壁混凝土:
喷射混凝土井壁厚度300mm，具体做法后面详细阐述。

（6）安装型钢斜角内撑：
斜角内撑采用22号工字钢，与钢钢格栅相对应，竖向每0.75/0.5m一道,两端分别焊接在预埋在钢格栅上的钢板上。

（9）二衬结构检查井施工：
本工程设计为增加竖井井壁的安全性，将污水检查井加大，紧贴格栅喷射混凝土井壁来做，形成对下部坑壁的二次支撑，增大井壁的安全性。

二衬结构检查井顶部需要预留足够大的孔洞，以便于顶管施工。

六、喷射混凝土
（1）喷射混凝土设计强度等级为C20，配合比经试验确定。

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。

（2）在钢格栅安装、纵向连接筋焊接完毕后，然后挂钢筋网片，再喷射混凝土直到设计厚度，竖井喷射混凝土厚度为350mm。

（3）喷射混凝土前检查开挖断面尺寸，清除开挖面的浮土，尤其是与上一榀钢格栅接茬处，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。

（4）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，水平回旋半径应为300mm左右，一圈压半圈，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。

（5）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。

（6）喷射混凝土终凝2h后，喷水养护，每隔4～8小时喷水一次。

七、进出洞口加固、后背墙
（1）进出洞土体加固主要是为了确保顶管机出洞、进洞时不发生土体坍塌，改善地层松散性及止水、加固，增强土体的稳定性、抗压性、粘结性及止水，防止土体的流沙、涌砂等现象，保证顶管施工的顺利进行。

加固方法为将进出洞口处做四排直径800mm单轴高压旋喷桩，咬合200mm。

（2）工作井后背墙工作井后背墙不单独施工，利用竖井二衬做为顶管后背墙，四通井、圆形井后背单独施工：高度自管道顶壁+800mm至基底下1m位置，挂双层钢筋网片Φ16@200*200，采用C30混凝土浇筑，0.5m厚。