湿陷性黄土地区顶管工作井一体化模架现浇施工技术分析.pdf

安徽建筑中图分类号：TU744文献标识码：A文章编号：1007-7359（2023）5-0066-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.5.0221引言随着我国城镇化建设速度的加快，市政管网工程非开挖技术的应用率逐年提高，顶管施工中的工作井，因其工作面宽、结构强度高和止水效果好等特点得到了行业的认可。工作井通常采用逆作法进行施工，逆作法是指在不架设临时支撑的条件下，以拱墙本身作为挡土墙又兼作支撑，从上而下一次开挖和构筑工作井的施工方法。施工时，定位好井位后，每挖约一节护壁墙高的土坑，设立一次满堂脚手架支撑浇筑混凝土，待养护达标后拆除架体，循环上述步骤。这种施工方法架体搭拆工程量大，不仅耗费大量人工和设备、而且施工周期长。尤其是湿陷性黄土地区顶管工作井（拱墙）施工，当土体开挖后暴露时间过长，易受水害作用，引发井坑边坡黄土失稳垮塌。针对上述问题，创新采用一体化支撑架进行顶管工作井（拱墙）的施工，该架体的应用有利于井体开挖后快速进行立模板支护并浇筑混凝土，较传统方法提高了工效、缩短了工期、节约了成本，具有广泛的推广应用价值。2工艺原理一体化模架是由钢管组合、贝雷架和万能杆件等材料组合拼装而成，其中钢管组合模架应用是指在模架结构设计后，选用（加工）自由长度组合的钢管，通过把架体内设置的横杆、立杆、斜杆组合后完全锁死，组成基本模架，并在斜杆上安装顶托支撑顶管工作井（拱墙）内模板，从而形成一个具有足够的强度、刚度和稳定性的一体化模架系统，其中模架安拆仅通过调节顶托适当伸缩即可完成。利用原状黄土直立性好、边坡稳定的特点，将工作井混凝土拱墙的黄土开挖面作为外模体系。黄土开挖面（外模体系）、一体化模架和模板（内模体系）共同完成顶管工作井（拱墙）混凝土浇筑，当上节井壁浇筑养护达标后，起吊工作井一体化模架，循环施工下节井壁。图1一体化模架原理图3工艺流程图2湿陷性黄土地区顶管工作井（拱墙）一体化模架施工技术工艺流程图3.1 施工准备场地整平、测量放样，洒出开挖边线，设置临时排水沟，设置位移监测点，并对原始数据进行采集。3.2 井口圈梁和首节井壁开挖及绑扎钢筋基坑开挖采用机械开挖，人工辅助修整，自卸车装土外运的方法。开挖首节基坑土方选用挖掘机直接开挖，开挖深度2.5m，开挖后立即绑扎首节井壁、湿陷性黄土地区顶管工作井一体化模架现浇施工技术分析沈荣建（安徽水利开发有限公司，安徽合肥233000）摘要：一体化模架是利用钢管、贝雷架或万能杆件等材料组合而成，将一体化模架应用于顶管工程的工作井施工中，可实现架体整体安拆，较传统模架施工方法可有效减小架体搭拆工程量，解决传统模架搭设时费工、耗时的弊端。关键词：钢管组合；一体化模架；湿陷性黄土作者简介：沈荣建（1974-），男，江苏盐城人，毕业于安徽理工大学土木工程专业，研究生，硕士，高级工程师，一级建造师。专业方向：水利工程。图3一体化模架初装图图4一体化模架试吊图图5一体化模架加固图施工技术研究与应用66安徽建筑圈梁钢筋。3.3 一体化模架初装、试吊和加固安装前先进行一体化模架拼装验算，需满足整个架体在支挡和吊装时的强度、刚度和稳定性验算，再进行模板和一体化模架安装，安装过程选用合格的钢管组合、贝雷架或万能杆件组合，其中单独使用钢管组合时应保证有足够的横杆、立杆，架体上、中、下部位均安装对角斜杆，最后将所有杆件完全锁死。起吊前应进行架体吊装受力验算，吊点设置应明确位置，局部加强防止架体变形，起吊过程中保证整个架体稳定，杆件与杆件之间不得产生滑移。3.4 浇筑首节井壁、井口圈梁混凝土、养护浇筑井壁、圈梁混凝土，加强混凝土养护，将标高及管道顶进、接收轴线引测到圈梁上，当首节井壁混凝土强度达到设计强度的80%以上，才能进行第二节基坑开挖。图6浇筑首节井壁、井口圈梁混凝土、养护图3.5 第二节井壁开挖、绑扎钢筋和洞口预留第二节施工，需在晴好天气下快速完成，并做好栏杆防护。井壁选用 0.1m挖掘机开挖，1.5 m活底装土箱出土，出入基坑均采用25 t汽车吊；开挖需分段逐层进行，每次下挖深度不超过 1.5m，循序渐进、节间错位开挖，施工期间随时基坑观测和全程安全旁站。开挖结束后，对首节混凝土底部进行凿毛、清理干净。绑扎钢筋时，每节的纵向钢筋需作插筋处理，保证向下插入35d以上钢筋长度，用于下一节纵向钢筋与之绑扎。准确定位预留洞口，禁止后凿，孔洞应采用砂浆砌实心砖临时封堵，洞口横梁、立柱及加强钢筋安装、焊接。钢筋绑扎完成后在基底铺设砂垫层，并夯实处理。图7第二节井壁开挖图图8第二节井壁钢筋绑扎图图9第二节井壁洞口预留图3.6 吊放一体化模架内模板安装完成后，起吊过程中保证整个架体稳定，监控杆件与杆件之间的变形和位移，如果变形和位移超允许值，应对架体变形和位移部位再进行加固。图10吊放一体化模架图3.7 第二节井壁浇筑混凝土一体化模架吊放完成后，进行模板和可调节顶托的固定。顶托可调丝杆一端固定在模架水平钢管孔中，另外一侧固定在模板上，调整加固位置，将内模板安装稳固，模板间无缝隙，并在清理完钢筋上泥土等污渍后，校核井位中点及垂直度。在井壁浇注时，要特别注意均衡浇注，全断面井壁混凝土浇注高度一次不得高于40 cm，振捣时也应均衡振捣。吊放一体化模架及模板拆除，重复第二节所有工序，循环作业直至设计深度。图11第二节井壁浇筑混凝土图3.8 工作井封底及附属施工开挖至设计标高后，原状土不得扰动，并进行承载力试验。封底施工时注意将最后一模井墙纵向钢筋弯入底板内，与底板钢筋搭接，做好排水沟、集水坑设置。保证底板垫层的平整度，绑扎井底板钢筋，浇筑连续混凝土，不留任何施工冷缝，振捣密实。对封底混凝土进行养护，设置上下人通道，护栏与踏步组装成整体，布置于顺管道顶进方向，与井墙牢固固定，备用软爬梯应急。待底板混凝土达到设计强度后，安装后背、顶进、送风、排水、照明等设施设备。图12工作井封底图图13顶管附属设备安装图4工艺特点4.1 操作简便、施工效率高工作井采用逆作法施工时，一体化模架仅在首节井身挖掘和绑扎钢筋完成后，根据井身直径拼装一次，拼装完成后施工技术研究与应用67安徽建筑可以持续应用于后续井节施工，模架仅需满足强度、刚度和稳定性的轻质材料，施工方便、总体结构可靠性高。4.2 成型质量好、提高混凝土耐久性一体化模架使拱墙受力均匀，拆模后拱墙混凝土面平整，模板拼接位置无漏浆现象，成型效果好。4.3 降低直接成本和提高施工速度模架材料不仅可以一次拼装、多次使用，也可多次组合拼装，周转利用率高。每次周转过程仅需采用吊车吊放，方便快捷，端头顶托处长度可根据检查井平面尺寸进行调整，安拆快捷，适用性强。5质量控制钢管表面平直无裂纹、划痕、硬弯，钢管表面涂刷黄色油漆和红白相间油漆，端面应平整。钢管外径及壁厚不得超过规定的尺寸偏差0.5mm。扣件材料要求铸铁表面不得有裂纹、气孔，不得有疏松、砂眼等影响使用的铸造缺陷。底座的钢质和焊条要符合要求。木脚手板材质不得有超过允许的变形、弯曲等缺陷。搭设一体化模架前应将钢管表面的毛刺、披缝、氧化皮清除干净，搭设时扣件与钢管贴合面必须严整保证钢管扣紧时接触良好，扣紧时开口处最小距离不小于5mm，保证扣件能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm表面要除锈。工作井的开挖，凿毛、清理以及一体化模架的吊放应在晴天快速完成，防止雨水冲刷边坡。6安全控制配合起重机的作业人员应站在安全地方，待被吊物与就位点的距离小于50cm 时方可靠近作业，严禁位于起重机臂下。控制工作井模架吊、放和土方开挖程序，应挖土均匀，防止倒挂壁井发生突然下沉和严重倾斜现象，导致人身伤亡事故。及时安装防护栏杆，上下人通道（成品踏步式钢制扶梯）上禁止放置任何物品，现场备用软爬梯应急。7结语7.1 效益分析传统的工作井浇筑时采用分段施工，架体需要循环搭拆，因此导致工程量大，费工、费时。以浇筑单个工作井（7m9m12m，厚度 0.5m）为例，传统模板支架搭拆方式需耗用人工60个工日，25t吊车80个台班，而采用一体化支撑架，只需耗用人工8个工日，25t吊车12个台班。自 2018年以来已在汉中航空智慧新城部分基础设施工程、沣泾大道北段（秦阳大道-秦汉大道东）市政工程等多个工程的顶管工作井施工中应用一体化模架进行施工，实践证明该架体使用时安全可靠、方便快捷、缩短工期的同时，能有效保证工程实体质量，具有很高的推广价值。7.2 需要改进之处适用性有限、对于截面尺寸大、深度深的工作井，架体不宜过高，需在架体稳定性及施工效率之间做平衡；起吊后的架体需存放在宽阔平整的场地，对工作井周边场地要求高；循环使用及转场的过程中受自重影响，架体存在一定形变，需定期复测标高、调整维护架体。参考文献1JGJ165-2010,地下建筑工程逆作法技术规程S.2GB 50204-2015,混凝土结构工程施工质量验收规范S.3DG/TJ08-2049-2016,顶管工程施工规程S.片，收集能源用于室内供电。屋顶设置明瓦并留有光导洞口，在洞口周边设置光导条，实现灰空间采光优化。4结语本文对粤西传统民居的气候适应性策略进行总结，应用于硇洲岛港头村渔村客厅设计，合理运用传统民居中蕴含的节能技术，结合港头村规划旅游发展需要和居民需求，为港头村公共建筑设计提供参考。尝试粤西临海村落公共建筑的气候适应性设计，旨在创造低成本建造和运营的公共空间，助力乡村振兴战略实施，建设兼具地域特色和宜居的乡村活动空间。参考文献1中国政府网.中共中央国务院印发 乡村振兴战略规划(2018-2022年)EB/OL.2靳亦冰,党瑞,魏友漫.西部绿色人居环境的推进者：刘加平院士访谈J.新建筑,2013(03):52-58.3杨文斌.为黄土高原营造绿色民居：记西安建筑科技大学绿色建筑专家刘加平教授J.科技 人才 市场,2001(03):63-64.4龙宝琳,李志勇.乡村振兴战略下海岛旅游扶贫路径研究：以硇洲岛为例J.价值工程,2019,38(28):95-97.5张素婷.乡村振兴视域下乡村公共空间营造策略研究J.城市住宅,2021,28(06):207-208.6林琳.当代粤西乡村聚落空间环境提升研究D.华南理工大学,2018.7柴旭海,黄维彦.乡村振兴战略背景下乡村公共建筑及室内的探究：以南京市江宁区徐家大院为例J.艺术科技,2021,34(9):193-194.8湛 江 市 人 民 政 府 网.湛 江 概 况 EB/OL.20239陆元鼎.广东民居M.北京:中国建筑工业出版社,1990.10于露.泉州传统建筑气候适应性和低技被动策略分析J.建筑工程技术与设计,2017(23):116-116,131.11刘向梅.三亚地区民居气候适应性研究D.西安建筑科技大学,2018.12高源,王美子,刘加平.秦巴山区农村传统民居绿色建筑模式初探J.建筑与文化,2013(10):65-67.13籍存德,郝瑞珍.粤西地区屋顶隔热构造措施探讨J.建筑技术,2014,45(8):737-739.14韩奇,王鑫,谭玲.海口火山石古建筑特色与保护探讨J.城市住宅,2020,27(1):63-67.15王东,唐孝祥.粤西南江流域传统村落与建筑的文化地域性格探析J.小城镇建设,2015(8):92-97.16刘之欣,郑森林,方小山,等.ENVI-met乔木模型对亚热带湿热地区细叶榕的模拟验证J.北京林业大学学报,2018,40(03):1-12.（上接第19页）施工技术研究与应用68