隧道竖井施工工艺

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1、隧道竖井施工工艺22.1 总则22.1.1 适用范畴 本标准适用于采纳盾构法施工的都市交通隧道。22.1.2 编制参考标准及规范22.1. 2.1 地下铁道工程施工及验收规范(GB 50299-1999)22.1.2.2 地下铁道设计规范(GB 50157-92)22.123 铁路隧道设计规范(TB10003-2001)22. 1. 2. 4 盾构掘进隧道工程施工验收规范22. 1. 2. 5 盾构隧道,张凤祥，朱合华，傅德明编著，人民交通出版社.22.2 术语22. 2. 1 竖井的分类(竖井的竖向断面形状分类如图22.2.1所示。)(2、断嚼形22. 2. 1. 1 始发竖井：为盾构机动身

2、提供场所，用于盾构机的固定、组装及设置附 属设施，如反力座、引入线等，同时也作为盾构机掘进中出碴、掘进物资器材的供应 基地的垂直井筒结构。22. 2. 1. 2 到达竖井：为盾构机到达后的拆卸、运出提供场所，同时还可作为隧道 与隧道、隧道与地表的联络通道的垂直井筒结构。22. 2. 1. 3 中间竖井: 对路线中途改变掘进方向的竖井称为中间竖井。其功能是 用来改变隧道的方向。22. 2. 2 沉井 如图所示的不同断面的井筒，按边排土边下沉的方式使其沉入地中。沉井的差不多构造如图22.2.2所示，一样由井壁、刃脚、内隔墙、井孔凹槽、底板、顶盖等构 成。J内隔墙凹擠刃脚刃脚團辺込卫訓井构适圈顶盖凹

3、僧顶盖、底檯22.2.3 钢板桩竖井 用钢管板桩作挡土墙，框梁和底板为钢筋混凝土构造的竖井22.2.4 地下连续墙竖井 利用地下连续墙工法构筑的竖井。22.3 施工预备22.3.1 技术预备22.3.1.1 盾构始发井是用于组装调试盾构，隧道施工期间作为管片、其他施工材 料、设备、出碴的垂直运输及作业人员的出入通道。井的平面净尺寸必须满足上述各 项的要求。一样情形下在盾构两侧各留 1.5m 作为盾构安装作业的空间。盾构的前后 应留出洞口封门拆除、初期推进时出碴、管片运输和其他作业所需的空间，井的长度 应比盾构主机长 3.0m 以上。22.3.1.2 接收井宽应比盾构直径大 1.5m 以上，井的

4、长度应比盾构主机长 2.0m 以上。依照盾构的安装、拆除作业、洞口与隧道的接头处理作业等需要，确定洞口底 至工作井底板顶面的最小高度。22.3.1.3 从理论上来说，井壁预留洞口大小略比盾构的外径大一些即可（盾构外 径含外壳突出部分），但考虑到井壁洞口的施工误差、隧道设计轴线与洞口轴线间的 夹角、密封装置的需要，需留出足够的余量。22.3.1.4 由于盾构始发、接收时拆除竖井封门，施工时刻较长，临空面较大，这 对土体的稳固极为不利，这就必须对盾构始发、接收前的土层进行加固，可合理选用 降水、注浆及其他土体加固法予以改良，切实有效地操纵洞口周围土体变形，从而保 证盾构始发和接收的安全。22.3.

5、2 材料预备22.3.2.1 泥浆护壁材料：粘土、膨润土、添加剂、水等。22.3.2.2 注浆材料：砂浆、水泥浆、速凝剂。22.3.2.3 井筒结构材料：钢筋、水泥、砂、碎石、水。22.3.3 要紧机具22.3.3.1 竖井开挖施工机械、装卸、运输机械等：22.3.3.2 构筑井筒结构的混凝土施工机械22.3.3.3 测量仪器与量测元件。22.3.4 作业条件22.3.4.1 前期调查。为防止资料与实际工况条件不符，施工前应进行工程环境的调查和实地踏勘，为制订施工组织设计提供足够的依据，进行核实的要紧项目：(1) 土地使用情形依照报告和附图，实地踏勘调查各种建筑物的使用功能、 结构形式、基础类

6、型及其与隧道的相对位置等；(2) 道路种类和路面交通情形；(3) 工程用地情形要紧对施工场地及材料堆放场地、弃土场地、运土路线等做必要的调查；(4) 施工用电和给排水设施条件；(5) 有关环境爱护的法律和法规；(6) 地下障碍物及管线。22.3.4.2 依照工程特点、施工设备的技术性能及操作要领，对盾构司机及各类设 备操作人员进行上岗前的技术培训并持证上岗。22.3.4.3 竖井施工之前，应建立完整的测量和监控量测系统，以操纵竖井的垂直 精度，对地层及结构进行监测，并及时反馈信息。22.3.4.4 盾构工作竖井与工程构筑物结合设置时，除按设计要求满足构筑物的功 能外，还应满足盾构的相关施工作业

7、的要求。22.3.5 劳动力组织依照竖井的实际施工方法需要安排劳动力，每工作班需要 20 人左右。22.4 工艺设计和操纵要求22.4.1 技术要求22.4.1.1 按构筑工法分类钢板桩法先筑挡土墙钢管桩法后开挖工法SMW挡土墙法RC地下连续墙法竖井构筑工法井筒分节浇筑沉井法边挖边下沉工法沉箱法-球体盾构工法22.4.1.2 因地层状况、地下水的有无等因素的不同，通常按地下 30m 处能够确定 其止水性的要求选用挡土墙。22.4.1.3 为了确保作业空间，挡土墙支撑的水平、竖直间隔都较大。支承构造的 配置必须同时满足施工性和安全性的要求。22.4.1.4 竖井的开挖与一样的开挖工程不同，它是在

8、狭窄的筒形空间内的独立的 深开挖。因此，周围的地下水向井内集中，开挖前必须制定好防止涌水的措施。22.4.1.5 在把竖井作为盾构水平推进作业基地利用时，施工永久构造物而必须的 隔板和承柱，必须在盾构进发后构筑。构筑时也必须把作业空间操纵到最小，其余构 件应在盾构掘进的同时进行构筑。22.4.1.6 隧道与竖井的接合部位系两种构造条件不同的构造物接合部。因为竖井 隧道两者的振动特性不同，因此地震时的变形和断面力容易在接合部位发生集中，产 生破坏。22.4.2 材料质量要求22.4.2.1 工程所使用的原材料、半成品或成品都必须符合国家现行有关标准和设 计要求，专门是地下工程防水的专门性，防水材

9、料在使用前必须按规定抽查检测。22.4.2.2 钢筋混凝土(1) 混凝土应依照实际采纳的原材料进行配合比设计并按一般混凝土拌合物性 能试验方法等标准进行试验、试配，以满足混凝土强度、耐久性和工作性的要求，不 得采纳体会配合比。同时，应符合经济、合理的原则。低坍落度有利于减少管片裂缝 的显现，坍落度不宜大于70mm。随着混凝土技术的进展，当有可靠的技术保证时也 可采纳大流淌性混凝土。(2) 按地下铁道工程施工及验收规范GB50299中关于防水混凝土的规定，防 水混凝土的水泥用量不得少于280kg/m3。(3) 对混凝土中碱含量和氯离子含量加以限制和确保管片的抗渗等级是保证管 片耐久性的有效措施。

10、现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010、混凝土结 构工程施工质量验收规范和混凝土碱含量限值标准CECS53： 93对此都有明确 的规定，应遵照执行。22.4.3 职业健康安全要求22.4.3.1 竖井开挖时为确保施工人员的安全，应在井口周围安装安全防护栏，并 用密目网封闭，并设安全看管人员。22.4.3.2 为保证竖井下的作业安全，在井口周围设置排水沟，防止污水、泥浆流 入井内。22.4.3.3 作业人员应穿戴与工作环境相适应的防护用品。22.4.3.4 盾构机吊装下井安装时以及拆卸出井时，井下作业人员应躲避。22.5 施工工艺22.5.1 工艺流程见图 22.5.1-1与图 22.5

11、.1-2。團22.5. 1-1井筒制作工序團険迓隔朮并点或艳诽朮闾、集术笄WTWjWWi段豆内厢崛；卓架i瞬战i 顶慑巖萌助注施罔忆5.1-社勰工工序梔国22.5.2 操作工艺22.5.2.1 竖井的地层加固（1）井底地层加固 当开挖深度较深、地下水位较高时，竖井底面地层可能显现 隆起（对砂地层来说会显现涌水、涌砂；对粘土地层来说会显现隆起），给施工带来 苦恼或者全然无法进行施工。需对井底地层进行加固。（2）盾构进发口、到达口井壁外侧地层加固 由于构筑竖井时井壁外侧土体差不 多受损松动，且竖井对应盾构进发口、到达口部位的壁材为盾构刀具不可直截了当掘 削的壁材时，引起井壁外侧土层松动加重。为了防

12、止井壁外侧的水平作用水压、土压 大于土体自身的抗剪强度显现的塌方和涌水，导致周围地层变形、地表沉降、地中构 造物与埋设物受损，对盾构进发口、到达口、井壁应进行加固。（3）加固方法（见第 23 章）： 降低地下水位法； 固结工法； 防渗墙法； 冻结法。22.5.2.2 地下连续墙竖井（1）施工步骤：构筑导墙一挖掘槽一钢筋笼的放入一混凝土的浇注。（2）挖掘和壁槽的稳固 在挖槽和挖槽终止后要确认竖直精度。 挖掘中和钢筋笼插入时要防止槽壁坍塌。 为了防止坍塌，护壁泥浆不能太浓，粘度也不能太高。护壁泥浆有膨润土类 泥浆和聚合物泥浆两种，应依照土质条件和挖槽机的种类决定泥浆的种类及配比。 挖槽和挖槽完结后

13、，悬浮于泥浆中的土颗粒会缓慢下沉形成沉渣。沉渣的处 理工作由挖槽机挖除。22.5.2.3 接头施工（1）浇筑先期槽段混凝土时，混凝土不得注入接头内。（2）后面槽段钢筋笼的吊装要牢实，在吊放钢筋笼和浇筑混凝土时，均应使用 辅助钢材确保接头钢筋不变形。（3）钢筋笼应在下吊状态下缓慢地放入沟槽，并注意确保竖直精度。22.5.2.4 钢筋笼的制作、插入地下连续墙的槽段有先后之分。先期槽段的钢筋笼 端部装有接头用的钢材，一样呈直线形状。钢筋笼用吊车吊入，高度一样配815m。 钢筋笼在组装台上的组装精度必须符合设计要求，否则会给插入带来苦恼，严峻时无 法插入。（1）地下连续墙竖井的钢筋，因接头部位为双层，

14、拐角部位配置斜钢筋，故配 筋要比一样部位的配筋密。浇筑时要注意以下几点：1）导管应设置在拐角和接头部位，包括拐角和接头在内每3m设置1条。2）选用流淌性好、水石不分离的混凝土，使用AE减水剂保证混凝土的密实性。3）按多条导管浇筑高度相同的形式进行浇筑治理。4）在保证先期槽段接头钢材不变形的前提下，浇筑先期槽段。5）在确认混凝土没有从接头内流出的条件下，浇筑先期槽段。22.5.2.5 防止墙体产生裂纹、渗水的措施（1）为防止先期槽段的约束导致的后续槽段显现的裂纹、后续槽段应选用低热 水泥。（2）接头部位的清洗要洁净，做好堵缝注浆。（3）排除穿通连续墙的各种因素。（4）沉井的构造：一样由井壁、刃脚

15、、内隔墙、井孔凹槽、底板、顶盖等构成22.5.2.6 井筒制作（1）井筒的制作方式有：1）在基坑中制作，这种方式适用于地下水位低的情形下使用；2）在构筑物的地面上制作，这种方式适用于地下水位高的情形下使用；3）人工岛上制作，这种方式适于在水中制作。（2）通常井筒的一次沉没高度不大于12m，故井筒沉没一样是分节进行的。当 在松软的土层和人工岛上施工时，井筒第一节的长度小于 0.5B（B 为沉井的等效宽 度）。井筒模板多采纳钢组合式定型模板。井筒前一节下沉终止时应高出基坑砂垫层 面12m，以防外模埋入砂垫层受损。内模支架不宜支承在地基土上，以防沉降过大时，内模和支架受损。通常内模支架支承选定在井格

16、内钢梁上。（3）当工程要求在井筒的壁上预留与其他地下洞道连接的接合孔口。为了便于 打通孔口，孔口的用料与井筒主体的用料不同，为此两者的强度和抗渗性能也不同。 故井筒下沉时应专门注意，严防地下水的涌入。用料不同时，井筒重心会有所偏移， 应防止井筒发生倾斜。22.5.3 地下水位排水工法22.5.3.1 集水井排水法 方法：在开口沉箱底面上设置集水井，使渗向底面的地下水集中在集水井中， 然后用泵压送到井外的方法。 注意事项：假如水位下降量大，则开挖底面时的动水坡度增大，有可能产生 流砂现象。另外，由于排水致使周围土体冲填压实，给箱体下沉带来困难。22.5.3.2 外围排水法 方法：在开口沉箱的外侧

17、设置几条深井，在各深井中插入水泵一齐向外抽取 地下水的方法。 注意事项：地下水位下降后的水位分布形状，因地层渗透系数的不同而异： 渗透系数越小，水位的下降量和范畴越小；渗透系数越大，层厚越厚，排水成效越好。22.5.3.3 防渗工法作为防渗工法有注浆工法、冻结工法、防渗墙工法、压气工法等等。在开口沉箱 工程中防渗墙工法使用较多，这是由于注浆工法和冻结工法提高了地层的强度，这对 开口沉箱的开挖不利，故这两种工法使用不多。22.6 质量标准22.6.1 沉井要求22.6.1.1 设计运算的结果必须满足力学稳固性的要求。即沉箱底面作用于地层上 的竖向荷载应小于地层的承诺承载力；沉箱作用给底面地层的水

18、平荷载必须小于地层 的水平承诺抗剪力；箱体的变位必须小于承诺变位值。22.6.1.2 箱体的构件应力均应小于承诺值。22.6.1.3 由稳固运算、构件设计分别确定的箱体的平面尺寸和构件尺寸，探讨下 沉状况，确认下沉关系的合理性、可靠性。22.6.1.4 箱体的水平最大承载力必须大于地震的水平破坏力，即满足抗震设计条 件。22.7 成品爱护22.7.1 竖井结构施工时，应进行有关项目的监测和检测，防止结构产生超标准的变形和空泛。22.7.2 盾构机吊装下井安装时以及拆卸出井时，吊车操作人员应操纵好吊车方向和 速度，幸免盾构机与井筒结构发生碰撞，而造成结构与盾构机的损害。22.8 安全环保措施22

19、.8.1 由机械设备与工艺操作所产生的噪声，不得超过当地政府规定的标准，否则 应采取消声措施或躲开夜间施工作业。22.8.2 清洗施工机械、设备及工具的废水、废油等有害物资以及生活污水，应先通 过沉砂池、沉淀池处理才能排放至公共下水道。22.8.3 水泥和其它易飞扬的细颗粒散体材料，应安排在库内存放或严密遮盖。22.9 质量记录22.9.1 竖井基坑开挖垂直精度质量记录。22.9.2 竖井结构原材料抽样检查质量记录。22.9.3 竖井结构混凝土配合比抽样检查记录。22.9.4 竖井结构尺寸抽样检查记录。22.9.5 竖井结构混凝土强度抽样检查记录。22.9.6 竖井周围地层或建筑物沉降观测记录。