顶管工作坑、接收坑砂砾回填施工技术

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1、顶管工作坑、接收坑砂砾回填施工技术吴光华【摘要】Taking the backfilling of pipe-jacking working pit and receiving pit in municipal engineering on Keji Road of Xixian International Culture and Education Park as an example,this paper introduced the undisturbed soil test analysis re-sults,filling control,backfilling duration,b

2、ackfill quality control,and the construction technology,scheme programming, construction preparation and construction operation,etc.After the inspection of the filling and construction quality,it showed that using natural graded gravel as a filler,it could reduce the settlement quantity and ensure t

3、he backfill quality and duration for the working well,which could be served as a reference for the construction of similar projects in the future.%以西咸国际文化教育园科技路市政工程顶管工作坑、接收坑回填为例， 介绍了原状土各项试验分析结果、填料控制、回填工期、回填质量控制，以及施工 工艺、方案制订、施工准备及施工操作等。经过对填料及施工质量检测，表明采用 天然级配砂砾作为填料能够降低沉降量，保证井回填质量、工期，为以后类似工程 的施工提供借鉴。【期

4、刊名称】铁道建筑技术 【年(卷)，期】2016(000)012 【总页数】6页(P105-109,128) 【关键词】天然级配砂砾;填筑;工作井【作者】吴光华 【作者单位】中铁二十局集团第五工程有限公司云南昆明650200【正文语种】中文【中图分类】TU753随着城市建设不断发展，新城建设建筑物埋深越来越深，还有老城改造，为了减少 拆迁及道路交通的影响，采用顶管施工增多。同时，深基坑回填的质量隐患增多。 对路基工后沉降和地基承载力的要求也越来越严格，尤其是深基坑及高填方的填筑， 必须要完全消除黄土湿陷性才能满足路基工后沉降的高标准要求1。针对现场情 况，为消除质量隐患采用天然级配砂砾回填。根据

5、相关试验数据分析，采用天然级 配砂砾回填与其他材料回填相比还具有质量好、施工周期短、施工质量便于控制、 透水性好且成本低的优良特点，常被应用于桥头高填方段、软土地基换填、深基坑 回填、结构物周边回填等工程的建设中，将其作为深基坑回填材料是据有一定施工 经验及能力的施工单位或设计者的首选。在此，为了有效提高施工质量、施工进度，降低施工成本，结合现场及各项技术标 准，将天然级配砂砾应用于城市道路深基坑回填中，推动城市改造、减少拆迁及交 通影响，实现经济效益、工期效益和社会效益，也为西咸新区建设类似工程的施工 提供借鉴、理论指导、设计及施工经验，在同类工程领域具有推广应用价值。西咸国际文化教育园是西

6、咸新区文化建设重点项目，位于西咸新区沣西新城，东临 沣河，西至沣渭大道，北至西宝高速新线，南至科技六路。本市政道路基础工程 （一期）城市道路建设项目主要由3条主线及38条辅助道路组成，共计41条，总 长40 766 m2，区域范围涉及长安区高桥街办及马王街办部分区域。科技路全部为新建双向六车道市政公路标准，道路等级为城市主干道，设计速度为60 km/h，道路总长度为2 967.709 m，规划红线宽度60 m。西咸国际文化教育 园区内科技路污水管道工程，处于沣河老河床川道，管道全长2 026 m，设计采 用钢筋混凝土承插口管，管径D1 000 mm、D1 200 mm，管道平均埋深12 m，

7、基坑平均深度13 m。3.1现场实际情况依照设计图纸，顶管完成后，路面至路面下3.0 m范围内钢筋混凝土护壁拆除， 检查井井壁与顶管坑护壁之间采用原土回填，夯实至路面结构层以下，要求密实度 95%，检查井周围用3:7灰土回填，回填宽度为500 mm,要求密实度95%, 分层回填高度至道路结构层下。工作坑回填深度最大14.453 m，原设计回填采用原状土回填，回填只能采用小型 机具轻型压实，工作面较小，边角过多，无法保证回填压实度。因工期较紧，回填 结束后立即进行路基填筑、路面结构层施工，回填土无自然沉降时间，无法消除沉 降量，且现场可利用素土均为粉质黏土，塑性指数小、含水量大，经现场取样试验，

8、 土体天然含水量为22%，最佳含水量为9.8%，最大干密度为1.83 g/cm3，塑性 指数为4.7，塑性指数不符合回填材料设计要求，且天然含水量过大，如图1所示。 前期采用现场素土体中含砂量较大材料进行井填筑时，经夯实机进行打夯，出现弹 簧、反皮状，局部沉陷现象，过大的沉降量影响稳定，无法确保回填压实质量，如 图2所示。因现状土质参数、含水量、塑性指数均不符合设计要求，为确保后期 道路及顶管工作坑、接收坑回填质量，工作坑及接收坑回填必须将施工后沉降量和 沉降速率控制在允许范围内。3.2技术方案分析回填施工应保护生态环境，尽量少破坏原有植被地貌为原则3。3.2.1采用天然级配砂砾振捣水密回填天

9、然级配砂砾回填分层较少，施工水源丰富，密实度均匀、便捷，施工不受雨雪天气影响，进度快。3.2.2采用4%水泥+5%生石灰现场土改良夯实回填改良土需厂拌运至现场，厂拌、二次倒运堆放的遗撒、粉尘等都将不同程度地加剧 区域环境污染4。顶管工作坑及接收坑内工作面较小，回填分层较多，边角压实 度无法保证，施工时受雨雪天气影响，施工进度缓慢。3.2.3采用现场素土回填现场可利用素土均为粉质黏土、塑性指数小、含水量大，塑性指数不符合回填材料 设计要求，回填质量、压实度无法满足设计及规范要求。顶管工作坑及接收坑内工 作面较小，回填分层较多，边角压实度无法保证，施工时受雨雪天气影响，后期沉 降量大，施工进度缓慢

10、。从以上三种方案分析结果及市场调查显示，采用改良土回填价格最高，采用级配砂 砾回填价格居中，采用素土回填价格最底。综上几种回填材料分析，既能确保工程 质量、保工期、保护生态环境，又经济实惠，采用天然级配砂砾振捣水密回填更为 合适。3.3施工处理方案根据业主、设计院、勘测单位、监理单位对现场进行调查、核实，制定采用天然级 配砂砾填筑方案，并邀请专家进行现场勘察、论证，对填料的粒径级配及施工工艺 一致通过。整个顶管工作坑、接收坑均采用天然级配砂砾回填，为了减少局部沉降量，在环梁 顶整个工作平台范围内铺设一层钢带土工格栅，回填至路床60 cm以下采用掺加 4%水泥进行稳定砂砾层厚20 cm，养护7

11、d待强度符合要求后，铺设一层钢带土 工格栅，宽度为伸入路基范围内1 m。(1) 天然级配砂砾可就近取材，由各种粒径的颗粒组成，且级配好，粒径大小互补 空隙，能够保证基坑回填的整体压实度等。(2) 密实度比较均匀，边角压实度得到有效保证。(3) 天然级配砂砾特点为颗粒级配好、透水性好、不冻涨、塑性小，不受含水量影 响，同时稳定性好。天然级配砂砾填筑基坑施工不受阴雨天气情况影响，晴天雨天均可以施工，能 够有效加快施工进度。人员及设备投入少、占地少，施工灵活快捷。5.1天然级配砂砾填筑顶管工作坑、接收坑施工工艺流程5.1.1工作坑、接收坑内检查井施工钢筋混凝土检查井井室基础及井壁钢筋绑扎、埋设泄水盲

12、管、砼浇筑；凿除顶管时 使用的顶管轨道用轨道基础，露出顶管临时支护底板预埋检查井连接钢筋，采用水 冲洗或采用空压机风吹干净，按图纸及图集要求进行绑扎钢筋。混凝土浇筑完成后 进行检查井盖板安装，先进行检查井上口清理干净，浇水湿润后铺筑砂浆，人工精 平后，25 t吊车吊装已经预制好的检查井盖板，安装完盖板由测量班进行水平测 量，控制检查井盖板四角处于一水平面上。升井筒前先凿毛井筒与盖板接触面，确 保连接的牢固性，凿毛后清理干净，浇水湿润后进行铺浆再行砌砖，砖块砌筑前先 应水湿润，铺调一层砂浆再砌砖。每层砖之间进行错缝铺砌，每层砖、每块砖缝砂 浆应饱满，砖铺筑后用灰刀击实、灰缝塞实，确保无宽隙515

13、2。井筒铺砌时按 设计规范要求预埋爬梯，井筒升至满足闭水高度即可，暂停升井，进行井筒内夕卜抹 面粉刷，采用1：2砂浆加5%防水剂抹至井口，抹面分两层，确保厚度能满足设 计要求的20 mm,且平整度符合规范要求。5.1.2泄水盲管埋设由于井较大，设置了两种埋泄水盲管，分别为水平方向及垂直方向两种。水平方向 设置于检查井壁上，设直径为50 mm PVC泄水盲管，第一层布于检查井内外底 高5 cm为宜，间距为80 cm，每侧井壁布置2个泄水盲孔，盲管长度为超出检 查井壁30 cm为宜，超出井壁部分在PVC管壁上密布细孔，并包裹透水土工布过 滤网两层，PVC泄水盲管向井内设置3%的坡度。垂直方向设置于

14、检查井四周，设 直径为300 mm PVC泄水盲管，距离工作井壁面500 mm，管长度为超出砂砾回 填顶面30 cm为宜，PVC管壁上密布细孔，并在PVC泄水盲管四周及底口包裹 透水土工布过滤网两层，PVC泄水盲管安装时应垂直。钢筋、模板、预埋盲管安 装结束后，底板及壁板混凝土采用一次性浇筑完成。5.1.3工作平台排水沟处理及顶管工作井及接收井拆除采用现场土回填工作平台四周的排水沟，蛙式打夯机夯实。回填高度至道路结构层 以下3 m时，采用破碎锤破除路面以下3.0 m范围内钢筋混凝土坑壁，并外运至 指定废弃材料堆放点。5.1.4井内回填回填前应按要求进行管道功能性试验5159-171，符合规范要

15、求后再进行回填。天然级配砂砾回填采用水密加振捣法，边放水边回填砂砾，材料堆放在基坑边安全 位置，人工铲料至流槽送至坑内，坑内采用人工整平，确保每层回填材料被水充分 浸泡，且水位高出填料顶面。水源采用农民灌溉用井内抽水或邻近管道闭水试验后 的水，当渗水量达到一定时可重复抽用检查井的水。回填材料松铺厚度控制在振捣 棒插入范围内，注水同时采用振捣棒振捣，振捣移动距离为振捣棒振幅半径范围内， 并注意边角振捣，做到不漏振，保证振捣密实度。井内回填时，严格控制回填速率、 厚度、井四周同步回填，确保不发生结构物推移。当天然级配砂砾分层回填密实至 拆除混凝土井壁部分时，水面不宜过高，防止水侵泡井四周路基。回填

16、过程压实度 控制，采用轻便触探仪或灌砂法进行检查密实度，判定压实质量。5.1.5水密回填后余水排水回填前在井室内两侧距管口 50 cm处做砖砌堵头，厚度为37 cm，并进行采用 1:2砂浆加5%防水剂抹面，防止工作井及接收井水闭时水渗漏至管道内。在工 作坑、接收坑回填结束后，采用水泵抽出检查井内及垂直泄水盲管内的积水，在井 室内及泄水盲管内设置排水泵，将井室内及泄水盲管内渗进的水及时抽到填筑面上 重复利用，或抽到相邻管道进行闭水试、排放到附近沟渠内。5.1.6泄水盲管后期处理先处理垂直泄水盲管，再处理水平泄水盲管。垂直泄水盲管内：工作坑及接收坑回填前，检查井垂直泄水PVC盲管，采用土工 布包裹

17、四周及底口 2层透水土工布进行过滤网，防止回填材料堵塞泄水盲管及细 颗粒流失。在工作坑、接收坑回填结束后，采用水泵抽出垂直泄水PVC盲管内的 积水，在垂直泄水PVC盲管内设置排水泵，将井室内渗进的水及时抽到相邻管道 进行闭水试或排放到附近沟渠内，待无渗水后，采用天然级配砂砾进行振捣回填水 密。检查井壁上水平泄水盲管：工作坑及接收坑回填前，检查井外露PVC管，采用土 工布包裹2层透水土工布进行过滤网，防止回填材料堵塞泄水盲管及细颗粒流失。 在工作坑、接收坑、垂直泄水盲管回填结束后，采用水泵抽出检查井内的积水，在 井室内设置排水泵，将井室内渗进的水源及时抽到相邻管道进行闭水试或排放到附 近沟渠内，

18、待无渗水后，井内壁泄水孔洞拆除50 mm PVC管，采用直径大于 PVC管直径的电钻进行钻除PVC管道，确保孔洞与后期填充料接触面的为毛面， 对渗水孔采用微膨胀砂浆或者石棉水泥封堵密实。5.1.7工作井、接收井回填与路基搭接为了减少局部沉降量，在环梁顶整个工作平台范围内铺设一层钢带土工格栅，回 填至路床60 cm以下采用掺加4%水泥进行稳定砂砾层厚20 cm，养护7 d待强 度符合要求后，铺设一层钢带土工格栅，宽度为伸入路基范围内1m。5.2质量检测主要包括：（1）填料、填筑层厚度；（2）基坑填筑断面尺寸；（3）密水时水头高度；（4） 压实度，主要在工作进、接收井壁上预埋观测板进行沉降量观测，

19、直至检测每层沉 降量达到试验总结参数要求范围内为止。压实度符合路基压实度标准621，可进 行另外一层填筑或转入下道工序，不合格的进行重新水密振捣后再进行试验检测， 直到合格为止。6.1回填顺序及施工方法回填施工依据要求进行分层回填水密，每层回填水密厚度不大于0.3 m，井室周围 回填压实时应沿井室中心对称进行519，振捣棒振捣密实。6.2填筑程序测量出实际的回填范围及高程线并报监理工程师复核，以确定实际回填方量，经监 理工程师批准后进行回填施工。6.3填料控制采用天然级配砂砾回填，严禁用含有树根、砖块、风化石等杂物材料，含泥量不应 大于砂质量（粒径小于5 mm）的10%654，且具有一定含量的

20、砾石材料进行填筑， 如图3所示。回填材料粒径控制不应超过每层虚铺厚度的2/3，在水密回填的过程 中派专人全过程控制，严格控制0.075 mm以下细料含量且塑性指数小于97。如发现填料粒径、级配比例不符合，严禁进场使用。6.4回填回填时采用自卸汽车拉料，人工配合向坑内流槽放料。在放料过程中及时检查松铺 厚度、水密厚度，对超厚部位立即进行处理，并在井坑壁上设置分层刻画，严格按 照分层刻画进行回填。对于一些凹坑辅以人工整平，在整平后保证填料全部侵入水 中达到设计要求，如图4所示。回填完毕经联系相关实验人员和监理人员进行检 测实验。填筑期间和完工后均进行沉降观测655。6.5过程控制为确保回填质量，由

21、专人跟班、跟机控制铺料厚度、检查水密水头高度，防止干料回填、振捣不到位、粗细料分布不均匀，导致出现不密实现象。6.6试验检测根据设计文件及现场实际情况，对回填料进行试验和检测，按照规定的试验项目通 过试验确定密实程度等。水密振捣压实度试验数据见表1。(1) 确保所有进场材料的性能及技术指标符合标准，杜绝不符合质量标准的材料入 场，从源头把好质量关8。(2) 严格按照试验工艺参数进行施工控制。(3) 施工队在施工中，对各道工序进行书面技术交底和操作要求交底，并严格按照 交底施工。做到按规范、按程序、按工艺流程进行操作。确保工序质量和实物工程 质量的不断提高。安排技术人员、试验人员进行过程施工控制

22、，严格控制每层填厚、水头高度、 材料摊铺均匀性、振捣棒插入深度及振捣均匀性、水密后试验检测及沉降观测。(5) 观测水密后多余水排泄时严格控制颗粒状填料流失。(6) 每道工序完成后，先经专业人员复检合格后，方可移交下一工序施工9。主动接受业主、监理工程师对工程质量的监督和检查。(8)对发现的质量问题，按照查不出原因不放过，拿不出处理办法不放过，处理 不彻底不放过”的原则进行整改。天然级配砂砾回填深基坑的方法不仅在技术上是可行的，又能提升城市建设发展速 度及环境改善，降低交通影响，提升城市环境形象，降低施工成本，取得了良好的 经济效益、工期效益、社会效益。为城市建设提升进度，加快发展，缩短施工安全

23、 周期。【相关文献】1 王晓睫.DDC桩处理中厚层湿陷性黄土地基技术研究J.铁道建筑技术，2015(9) : 80.2 陕西西咸文化旅游产业集团有限公司.西咸国际文化教育园区城市设计初步成果、路网资料、道 路竖向规划报告R.西安：陕西西咸文化旅游产业集团有限公司，2014 : 1.3 中华人民共和国行业标准.JTJ 033-95公路路基施工技术规范S.北京：人民交通出版社，1996 : 5.4 王莲伟，魏志清.西安市建筑垃圾现状分析及再利用措施J.建筑科学与工程学报，2007(3): 91-94.5 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50268- 2008给排水管道工程施工与验收规范S.北京：中国建筑工业出版社，2008.6 中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ 1-2008城镇道路工程施工与质量验收规范S.北京：中 国建筑工业出版社，2008.7 李红英.贵广铁路桩板结构施工及质量控制技术J.铁道建筑技术，2014(9) ：113.8 罗志成.云山水库除险加固土坝上游护坡工程质量控制J.黑龙江水利科技，2011 (5) : 170.9 王斌.高层建筑钢箱梁形柱制作技术J.铁道建筑技术，2015(9) : 123.