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大直径盾构刀盘改造竖井施工方法
发布时间:2022年06月16日



竖井围护桩施工

考虑下部竖井开挖过程中的安全,在竖井东侧外设置 1 排钻孔桩,受现场管线影响仅能布设 9 根桩,桩径为 1.0 m,桩间距为 1.3 m,桩长为 26.5 m(进入刀盘下 3 m)。 由于在河道坡面施工,需搭设钻机平台,采用冲击钻钻机进行施工。

因在河道边坡施工,同时地层条件为密实砂卵石,为保证孔壁的稳定性,采用泥浆护壁。 玻璃纤维筋笼及钢筋笼采用现场加工制作。

上部竖井施工

上部竖井净空尺寸 14 m ×4.5 m,井深 10.5 m。

1) 锁口圈施工:锁口圈梁为 1.3 m ×1.0 m(宽×高),采用现浇 C30 砼。

2) 竖井开挖支护:人工开挖,由上而下逆作施工,分 3 个小竖井开挖,中部竖井超前南北侧竖井1.5 ~2 m,碴土由人工装入吊桶,电动葫芦提升。 在竖井开挖过程中,打设 42 mm、L =2 m 的注浆导管,间距 1.0 m ×0.5 m,梅花形布置,在受管线影响不能设置钻孔位的区域将锚杆加密。

竖井井壁土方开挖完成后,架立钢拱架,钢拱架竖向间距 0.5 m,钢架内外侧双向梅花形布置20 mm 连接筋,连接筋环向间距 1.0 m。 然后挂钢筋网,喷射 C25 混凝土,厚度 350 cm。 另外为保证竖井结构的稳定,竖井长边方向架设型钢支撑。

3) 环框梁施工:在上部竖井开挖完毕后,进行竖井中部环框梁施工,在施做竖井初期支护时预埋25 mm 锚筋,将环框梁钢筋与锚筋形成一个整体,现浇 C30 商品混凝土,在环框梁达到设计强度 100 %,方可进入下部竖井开挖施工。

下部竖井施工

下部竖井净空尺寸 14 m ×4.5 m,井深 10 m。

1)竖井开挖支护:人工开挖,由上而下逆作施工,竖井分 3 个小竖井开挖,土方开挖完成后,架设玻璃纤维筋格栅采用绑扎搭接,并用扎丝绑扎牢固,喷射 C25 混凝土,厚度 400 cm。

2)钢支撑架设:在南北侧设置 I22b 工字钢斜撑,斜撑竖向间距为 0.5 m(在竖井回填时拆除)。盾构切削范围内竖井段采用玻璃纤维格栅 +喷射混凝土支护,为加强南北两侧型钢斜撑支护,采取每榀玻璃纤维格栅下增加型钢圈梁与钢斜撑形成稳定的三角形闭合结构。 下部竖井支撑见图 6。

图6 下部竖井支撑图(单位:mm)

Fig.6 Supporting drawing of lower shaft(unit:mm)

为了保证竖井东边墙的稳定,架设钢支撑对撑,钢支撑临时支撑在盾构机刀盘上,待剪力墙回喷后拆除临时支撑。

3)竖井封底:开挖完成后,在底板绑扎玻璃纤维筋,浇筑 C15 细石混凝土,厚度为 1.0 m。

4)基底注浆:为保证竖井结构安全及减少刀盘转动过程中对土体的扰动,需对竖井底注浆加固。在底板浇筑时预留基底注浆钻孔的 PVC 管,采用地质钻机成孔,成孔直径为 46 mm 孔距为 0.8 m,钻孔深度为 9 m。 采用后退式注浆。 考虑竖井基底注浆扩散对刀盘的影响,所以基底注浆采用双液浆,在施工中采用双控(注浆压力和单孔注浆量)以控制注浆扩散范围,以防止浆液扩散进入刀盘区域。

5)竖井井底隔离桩施工:减少刀盘转动对土体的扰动,在竖井井底盾构刀盘前方增设 3 排玻璃纤维筋隔离桩,桩长为 5 m(长度进入刀盘以下 1 m),桩孔横向孔距为 3 根/m,排距为 0.2 m,采用钻机成孔 60 mm,再人工插入 32 mm 玻璃纤维筋。

6)竖井井底树根桩及剪力墙施工。 竖井井底树根桩施工同隔离桩施工,同时将隔离桩玻璃纤维筋向上延伸接长锚入竖井中部的环框梁内,再回喷剪力墙,拆除支撑在刀盘上的临时支撑。