下穿隧道盾構工作井基坑設計與施工

1、<p>　　下穿隧道盾構工作井基坑設計與施工</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工作井基坑支護工程的施工情況，在該基坑工程中采用鉆孔灌注樁+旋噴止水帷幕的結構進行支護，對提高工程質量具有重要作用，下面對支護結構的設計及重要結構的施工進行了簡單的討論。 </p><p>　　關鍵詞：下穿隧道；盾構工作井；基坑；設計；施工 </p>&

2、lt;p>　　中圖分類號： TV551 文獻標識碼： A </p><p>　　1工程概況及地質條件 </p><p>　　中州大道是鄭州市中心城區(qū)快速路系統的縱軸線，是連接城市南北出入口的一條重要快速通道。本工程設計起點位于紅專路姚寨路交叉口，終點位于龍湖商務外環(huán)路，其中下穿中州大道段采用頂管法施工。本工程全長801.263m。其余頂管段長105m，其余為明挖結構和路面部分。明挖暗

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

4、案的選擇與設計 </p><p>　　2.1常用基坑施工方法 </p><p>　　基坑工程的設計需要根據設計要求，設計標準，確定合理、經濟、安全的基坑開挖方法，并在基坑開挖的基礎上作好支護結構。目前，常用的基坑開挖方法包括放坡開挖、無支撐圍護開挖、有支護分層開挖、中心島開挖、深井開挖等?，F階段在城市道路下穿隧道工程中采用較多的界坑圍護結構主要包括以下幾類： </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，對提高建筑物的抗震性能具有較大作用，同時利用灌注樁進行基坑直呼還能夠在基坑開挖后作為地下承重墻等永久性結構進行使用，具有較高的經濟性。 </p><p>　　（2）土釘墻。在基坑開挖破面，利用機械鉆孔或洛陽鏟程控，在孔內放入鋼筋并灌注混凝土漿體，然后在基坑邊坡破面設置鋼筋網，最后噴射混凝土，使土體、鋼筋以及混凝土面層

6、結合起來，形成深基坑土釘支護結構。該支護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基坑支護方案設計 </p><p>　　圖1支護結構剖面示意圖 </p><p>　　設計邊坡支護結構形式典型斷面如圖1所示，基坑采用灌注樁+止水帷幕結構。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大于60kg/m，混凝土漿體水灰比取0.45-0.50之間。旋噴樁應穿過軟土層達到強化巖面，保證較好的止水效果。在具體施工過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，落實具體責任；（2）第1次鉆孔時為避免堵孔可以帶漿現鉆，噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆，噴漿壓力控制在0

8、.4MPa以上；（3）第一次體鉆噴漿的過程中應在樁底停留30s左右，保證樁身質量；（4）施工過程中要嚴格控制噴漿時間，每根樁應連續(xù)噴漿，中途不能中斷。 </p><p><b>　　3基坑支護施工 </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支護樁施工前宜先試樁，試樁數量不

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、運輸、安裝中應采取措施防止變形，吊點宜設于加強箍筋部位，分段沉放時，縱筋的連接須采用焊接，要特別注意焊接質量，同一截面上接頭數量不得大于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，導管應始終埋在混凝土中，嚴禁導管提出混凝土面，導管埋入深度以2～3m為宜，不得小于1m，一次提管拆管不得超過6m，應防止鋼筋籠上浮。 &l

10、t;/p><p>　?。?）旋噴止水帷幕的施工。①鉆機就位，調試完畢后，接通電源開動移架電機按鈕，移動鉆機到達指定樁位并對中，要求鉆機安放平穩(wěn)，樁位誤差小于 50mm，垂直度不大于1.5%；②漿液配制，水泥進場要按照比例進行復檢，水灰比1:1，水泥漿攪拌時間不少于3min；③鉆機鉆進到設計標高，檢查高壓設備和管路系統，待泵壓正常后開始注漿提升；④注漿中需拆卸注漿管時，應先停止提升和回轉，同時停止注漿，拆卸完畢繼續(xù)噴射

11、注漿時，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束并驗收合格后才能進行，避免前期工作不合格導致的返工。在進行冠梁施工前應將灌注樁頂部浮漿清理干凈，采用木模版及商品混凝土，澆筑冠梁混凝土時

12、要均勻，澆筑工作完成后的12h內，需要對混凝土結構進行淋水養(yǎng)護，24h后即可拆模，并繼續(xù)淋水養(yǎng)護至少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計的要求；（2）當基坑開挖至支撐設計標高以下0.5m時安裝鋼支撐。鋼支撐安裝必須確保支撐端頭與圍檁均勻接觸，并設防止鋼支撐端部移動脫落的構造措施，支撐的安裝允許偏差應符

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支撐兩端的標高差和水平面偏差：不大于20mm和支撐長度的1/600；④支撐的撓曲度：不大于1/1000。（3）支撐就位后應及時準確地按設計要求施加預應力。當晝夜溫差過大導致支撐預應力損失時，應立即在當天低溫時段復加預應力至設計值；圍護樁體水平位移速率超過警戒值時，可適量增加支撐軸力以控制變形，但復加后的支撐軸力必須滿足設計安全度要求；（

14、4）在底板、頂板的施工過程中，應按設計規(guī)定的步序拆除各道支撐；（5）待預加力穩(wěn)定后鎖定。施工中應注意對臨時支撐系統的保護。 </p><p>　　3.4混凝土噴面施工 </p><p>　　在完成所有施工后，需要在結構表面表面鋪設混凝土鋼筋網，鋼筋在使用前應進行除銹處理，然后在鋼筋網表面噴射一層C20混凝土后進行鋪設，鋼筋與壁面的間隙保持在30mm左右。在進行混凝土噴射時，應減小噴頭與受噴

15、面的距離，通常為0.6-1.2m并調整好噴射角度。先噴射5cm厚的混凝土層，完成后進行鋼筋的綁扎、固定，然后在噴射第二層混凝土至設計高度。混凝土拌制時應控制好水灰比，避免混凝土表面出現不平整、滑移流淌等現象，影響整體結構的質量。 </p><p><b>　　4基坑支護監(jiān)測 </b></p><p><b>　　4.1監(jiān)測內容 </b></

16、p><p>　　對下穿隧道基坑支護工程的監(jiān)測工作是非常必要的，其主要監(jiān)測內容包括周圍建筑物變形、地下管線的變形、周圍地表的沉降、圍護結構的水平位移、樁頂沉降、內支撐軸力、鋼筋應力以及地下水位變化等內容。對支護工程的監(jiān)測工作能夠及時發(fā)現工程自身的問題以及對周圍環(huán)境的影響，以便及時、進行處理，保證工程整體結構的穩(wěn)定性并降低對周圍環(huán)境的影響。 </p><p>　　4.2監(jiān)測結果及分析 </p

17、><p>　　具體監(jiān)測結果如表1所示。 </p><p>　　表1 基坑施工監(jiān)控量測表 </p><p>　　監(jiān)測項目 限值 報警值 </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 變形限值按有關規(guī)范執(zhí)行 </p><

18、;p>　　基坑周圍地表沉降 25mm 17mm </p><p>　　圍護結構水平位移 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>　　內支撐軸力 70%的設計允許最大值 50%的設計允許最大值 </p><p&g

19、t;　　支撐立柱沉降 30mm 20mm </p><p>　　鋼筋應力 145MPa 60~70%容許應力最大值 </p><p>　　地下水位變化 累計值1000mm，變化速率500mm/d 累計值800mm，變化速率400mm/d </p><p>　　通過上表中的數據可以看出，本工程中基坑的各項參數均處于正常范圍內且基坑施工對周圍的影響較小，基坑結構十分穩(wěn)定

20、，有效保證了后續(xù)施工的安全性。 </p><p><b>　　5結語 </b></p><p>　　實踐證明，在下穿隧道基坑工程中應用“鉆孔灌注樁+旋噴止水帷幕”支護結構具有良好的效果，通過該結構的應用有效確保了基坑工程的安全性，同時又具有較高的經濟性，另外有效節(jié)約了施工工期，對確?；庸こ痰母咝А踩┕ぞ哂兄匾饔?。 </p><p>&l