盾构工作井和接收井综合项目施工专项方案.doc

6 项目关键施工技术方案
6.1 盾构工作井施工
盾构工作井包含始发井、接收井，尺寸均为8m×28m，现浇钢筋混凝土结构。工作井施工采取围护结构围挡，机械开挖基坑，现浇混凝土方法进行。
6.1.1围护方法选择
现阶段中国在盾构工作井施工中多采取钻孔灌注桩围护和SWM工法桩围护，两种方法优缺点以下：
围护方法
优点
缺点
钻
孔
灌
注
桩

1、机械化作业、施工简单。
2、钢筋笼、混凝土可集中加工、配送，也可施工现场加工，作业方便
3、工艺成熟、施工过程相对来说安全可靠。
4、可使用作业面狭窄区域。
1、隐蔽工程，质量控制难度大。
2、施工过程中产生大量泥浆垃圾，处理难度大，对环境保护要求高。
3、对现场道路通行标准有要求。
4、止水效果差，通常需配合混凝土搅拌桩等做止水帷幕。
5、在钻孔灌注桩作为围护施工工艺中，使用了大量钢筋，而不能回收反复利用，造成了极大钢铁资源消耗。
SWM工
法
桩
1、施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面沉降、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。
2、钻杆含有螺旋推进翼和搅拌翼相间设置特点，伴随钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂和土得到充足搅拌，而且墙体全长无接缝，从而使它可比传统连续墙含有更可靠止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。
3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下岩层应用。
4、可成墙厚度550~1300mm,常见厚度600mm;成墙最大深度为65m,视地质条件尚可施工至更深。
5、所需工期较其它工法为短，在通常地质条件下，每一台班可成墙70~80㎡。
6、废土外运量远比其它工法为少。
7、内插型钢可拔出反复使用，通常最少可使用四次以上，经济性好。
8、施工噪声小、环境污染少。
9、可适用用于城市高架桥下，空间受限制场所，或海底筑墙，或软弱地基加固等施工
1、应用经验和其它工法相比有些不足。
2、深度受地质条件影响较大。
3、钻进过程中垂直度控制难度较大。
依据现场地质条件，结合西安市对环境保护较高要求，盾构工作井围护形式拟采取SWM工法桩+内支撑形式。
6.1.2 施工准备
（1）技术准备
查看及调阅相关档案，查明基坑范围及周围地上、地下建（构）筑物及地下管线、管道位置、高程、基础形式和使用现实状况，对有影响要提前采取对应技术方法。
反复核实工程线路上全部地下、地上建筑物，和业主、设计、监理单位提前沟通并做好对应技术方法。
组织技术人员、管理人员和施工技术工人学习基坑开挖规范，熟悉设计图纸，对施工人员进行岗前培训和技术交底。同时组织做好进场人员安全教育工作。
（2）施工资源准备
1）材料准备
物资部依据工程部提供物资采购单做好施工全部材料进货前调查和了解，按摄影关要求进行采购，材料贮存按种类、规格、型号分区码放，全部材料不能混放，并建立台帐，做好标识。
2）施工机具
施工前，组织工人对所用施工机具进行施工前调试和维修，确保施工期间机具完好。
（3）施工现场准备
1）协调部门配合和业主协调部门完成现场需要用地征收工作。
2）项目部和施工队共同确定施工用电方案，由相关部门落实。
3）按摄影关要求组织现场施工准备检验工作，由相关部门落实。
6.1.3 安全防护围挡施工
工作井基坑开挖前先对施工范围进行好安全防护工作，严防地表水直接排入基坑。
施工围挡外侧张贴公益广告，上部部署喷淋除尘设置，确保扬尘治理工作落到实处。

图6.1-1 彩钢板安全防护图
基坑开挖后，基坑上下通道采取组装式钢结构楼梯，并在四面设置全封闭防护网。

图6.1-2 基坑上下安全通道
6.1.4施工设备选择
依据设计要求，试验段盾构工作井采取水泥土搅拌桩内插H 型钢作为围护结构，以SMW 工法施工，桩径φ850mm，以GBZ单轴叶片喷浆式搅拌机实施搅拌桩作业，H型钢规格为700×300×14mm，连续式部署，采取DZ55沉拔桩锤打入。
其施工工艺步骤为：

开挖导沟
设置导向定位钢板
SMW搅拌机就位
混合搅拌
插入型钢
施工完成
硬化度制作
注入
型钢涂减磨擦材料
SMW搅拌机架设
残土处理
搅拌机械撤出
型钢回收
6.1.5 SMW工法施工
（1）施工准备
沿围护结构中线开挖导沟，导沟底宽1.0m，顶宽1.2m，深0.6m，并沿沟槽置放H型钢导轨，依据内插H 型钢间距在轨面设定施工分档刻度标识。
（2）钻进搅拌
搅拌机经测量就位后，开启电机开始搅拌下沉，搅松土体。当搅拌机下沉到一定深度时，开始配制水泥浆液，水泥浆液按预定掺入量和水灰比配制，在搅拌机下沉到设计深度时开始喷浆搅拌提升，喷浆压力保持在0.4~0.6MPa。搅拌机提升过程中控制好提升速度和浆液喷入量关系，使搅拌机在喷浆搅拌提升过程按水泥掺入比完成70—80%浆液喷入量。随即反复搅拌下沉，使已喷入土体中水泥浆和土体充足搅拌均匀，直至设计要求深度，再进行反复搅拌提升作业，并将剩下20—30%水泥浆液灌入，以充填钻具撤出时留下空隙。
为了降低搅拌成桩时对周围环境扰动，应控制好搅拌桩施工速度不宜过快，并采取跳孔作业或跳多孔作业，临近桩体搅拌施工间隔时间不少于3 天。
（3）插入型钢
型钢插入前，需除锈处理，并涂刷减摩剂，并依据型钢插入深度进行必需接长，H 型钢接长采取内菱形对接法，接头部位轴线偏差小于1/1000。本工程SMW 围护桩按设计规格插入H 型钢，采取DZ55 沉拔桩锤打入，H 型钢外露长度0.7m，沿沟槽设吊架临时固定型钢，完成SMW 工法桩后，在沟槽内浇筑钢筋混凝土连结梁固定型钢顶端，而且在钢筋混凝土连结梁内埋设好各类预埋件。
（4）型钢拔除
主体结构施作完成且恢复地面后，开始拔除H型钢，型钢拔出仍采取DZ55沉拔桩锤，对于型钢插入长度较长桩体，型钢拔出10m左右时割断H型钢，分两次拔出。H型钢拔出后立即对桩体内部空隙进行压力注浆填充，以控制变形量。
（5）SMW 工法施工程序图
SMW 工法施工程序图见图6.1-3。

图6.1-3 SMW 工法施工程序图
（1）确保围护结构工程质量技术方法
1）H 型钢制作精度及焊接质量满足相关规范要求，H 型钢无扭曲或弯曲现象，以确保H 型钢能顺利插入。
2）水泥掺量达成设计要求，浆液配合比采取现场试验确定，为便于施工并考虑提升桩体受力后抗变形能力，浆液配合比中考虑掺入一定量缓凝剂及一定量膨润土。
3）喷浆提升速度小于50cm/min。
6.1.6井点降水
盾构工作井开挖断面为10*28m，开挖平均深度13.5m，施工中按短边中线方向设置两中大口径井点降水，井点间距15m，采取φ600 钻机成孔，为确保地下水位降至底板标高以下2m，钻孔深度至底板标高以下5m，清孔后下放φ273 滤管及沉淀管，滤管外侧以30目尼龙布包裹，井管总长比钻孔深度短0.5m，井管对中放置后按碎石：砂=3:7 填充滤料，并立即洗井，设泵试抽水，至基坑土方开挖之前，预降水时间不少于40天。
6.1.7盾构工作井土方开挖及支撑
土方开挖在顶部连系梁混凝土强度达成70%时进行，关键采取小钩机分层分块开挖，人工配合。
基坑开挖遵照“由上而下，分层开挖，撑挖紧密结合”标准，采取 “竖向分层、纵向分段、纵向拉槽、横向扩边”开挖方法。
基坑开挖采取机械开挖，分段分层进行，分层高度3～5m。开挖时沿长度方向采取后退开挖方法，先开挖下一层，将开挖土方甩至上一层。再由上一层施工挖掘机接力甩土，直至将土方挖至地面，装车运至指定地点堆放。
在开挖至最终靠近围护结构一段时，采取自上而下开挖方法。在基坑内设置4个钢制装土箱，将开挖土方装在土箱内，用地面部署龙门吊吊运出基坑内。
土方开挖至支撑中心标高时按设计要求架设钢围檩或钢筋混凝土围檩，随即立即架设钢支撑，在确定围檩支撑系统全部顶紧围护结构以后，开始下层土方开挖，完成盾构工作井全部土方开挖量后立即施作垫层封闭基底（图6.1-4所表示）

图6.1-4 土方开挖及支撑示意图

6.1.8主体结构施工
工作井主体混凝土浇筑自下而上进行，按先底板，后分层浇筑边墙次序进行。混凝土采取商品混凝土，用1台SY5250THB-37型混凝土泵车入仓。混凝土泵车部署在工作井一侧，依据浇筑部位，自行移动行走至适宜位置，利用布料杆均匀布料。混凝土水平运输采取6.0m3混凝土搅拌车运输。模板及钢筋等材料吊运采取地面部署龙门吊吊运至基坑内，人工搬运至工作面。
（1）底板施工
垫层采取常规样轨法施工，平板振捣器振捣密实，并利用样轨将混凝土表面找平后，随即拆除刮轨，进行人工抹面。样轨采取平直一般钢架管。
底板混凝土分一仓，采取平铺法浇筑，插入式振捣器振捣。
（2）边墙施工
边墙采取面积较大P6015钢模板，局部配木模补缝，以确保外观质量，采取对拉止水螺杆、横楞、竖楞进行模板支撑。边墙浇筑时分层高度小于3m。
分段浇筑水平施工缝采取在中间预埋300*4mm镀锌止水钢板。
（3）混凝土养护
在常温下，用土工布覆盖养护，并采取喷淋洒水养护。冬季施工，采取防雪、防冻方法，保温养护严格按规范要求实施。