1、益田路隧道 1 号竖井明挖逆筑法施工技术总结摘 要本文以广深港客运专线益田路隧道 1#竖井为依托，结合明挖逆筑法施工工艺。对客运专线竖井施工工法做详细阐述和总结，施工经验能 为竖井施工积累技术资料， 还能为同类竖井施工提供类比法依据。关键词客运专线、益田路隧道 、竖井、明挖逆筑法、盾构始发井1、工程概况益田路隧道 1 号竖井，起址里程 DK107+892DK107+915。竖井前连接矿山法施工段隧道，后连接盾构法施工段隧道。施工期间该竖井为益田路隧道盾构始发工作井，并作为矿山法施工的一个工作井与矿山法隧道之间设置一道变形缝。本竖井工程位于距益田路隧道洞口3082m 处，竖井顶面地面设计高程 4
2、2.0m，竖井底面标高-10.039m ，竖井深 52.039m。竖井断面为长方形，内净空尺寸为 23m18m。本竖井含六道冠梁(KL 梁)，为运营期铺设层板使用。本竖井工程结构复杂，开挖断面大、基坑深、施工难度高。本竖井的地质情况主要是非基岩和基岩。在施工中，针对不同的地质情况，采用不同的施工方法:非基岩段采用 80cm100cm 钻孔灌注桩围护、80cm 旋喷桩止水帷幕，钻孔桩伸入弱风化岩层不小于 2.5 米，旋喷桩伸入弱风化岩层不小于 1 米，旋喷桩加固体渗透系数不大于10-7m/s,28 天加固体强度不小于 1MPa。位于基岩地段采用喷锚支护，初期支护参数为：10cm 厚 C25 喷射
3、混凝土，单层 10mm 钢筋网，网格间距 15cm15cm;锚杆采用 20mm 砂浆锚杆，L=3.0m 或 4.0m,水平面夹角 12，间距 1.5m*1.5m(竖*横)。侧墙开洞侧锚杆采用 20mm 玻璃纤维锚杆， L=4.0m,间距1.5m*1.5m(竖*横)。工作井主体结构采用 C35 防水钢筋混凝土，位于 20 米以上结构抗渗等级不小于 S8，位于 20 米以下结构抗渗等级不小于 S10。竖井每次开挖 4.5 米，开挖后及时施作内衬结构。2、工程地质2竖井场地内自上而下分布以下地层：（1）人工填土层：主要为素填土，局部为杂填土。开挖等级以 1 级土松土为主，局部为III 级硬土。（2）
4、坡残积层：构成岩性为粉质黏土含杂物、黏性由其母岩成份的不同而稍有变化，为III 级硬土。（3）花岗岩全风化带：褐红、棕红、棕黄色，除石英外，其余矿物均已风化成高岭土，岩芯呈土状或夹砾砂状，土质坚硬，浸水易崩解，为 III 级硬土。（4）花岗岩弱风化：肉红色，粗粒斑状结构，块状构造，岩质坚硬，节理裂隙发育，岩体呈块状，为 V 级次坚岩。3、竖井明挖逆筑法施工技术3.1 围护结构施工为防止竖井井口失稳，在其四周设有 800 钻孔围护桩，桩间距 1.0m，伸入弱风化岩层不小于 2.5m。采用冲击钻机钻孔，导管法灌注混凝土。在钻孔桩间采用 800 旋喷桩止水，旋喷桩采用三重管法，长度伸入弱风化岩层顶，
5、确保井内干燥无积水，确保作业人员安全。具体布置见下图：围护结构平面布置图3早 强 桩 间 网 喷 砼 （ 20 钢 筋 网 801钻 孔 灌 注 桩 80旋 喷 桩 止 水 帷 幕 钻 孔 桩 +止 水 帷 幕 大 样 图3.2 提升设备配置由于益田路隧道正洞 DK107+650 处设计有运输斜井，故竖井无需考虑洞内进度指标及出渣方量，仅需计算竖井本身开挖方量，提升设备计算如下：（1） 、出渣量及提升能力计算 竖井每循环出碴量计算V 碴=Smn =24190.51.3=296.4m3V 碴竖井每循环出碴量S断面开挖面积n松散系数，取 1.3m每循环进尺，取 0.5m 提升能力计算龙门吊的提升高
6、度 L=54m，提升速度 18m/min,吊一斗碴的时间为 s=32+1+12+1=10 分钟（其中 1 为小车的行走时间及倒碴时间） ，每小时提升 6 斗， 8m3 斗装 6m3 碴，门吊每天工作 10 小时。一套龙门吊提升能力计算如下：V 提= NTVM =61080.75=360m3V 提平均每天提升碴土量N一台龙门吊平均每小时提升次数，取 4 次/小时4T平均每天的工作时间，取 10 小时M碴斗的装满系数，取 0.75V碴斗的容量，取 8m3（2） 、设备选型：一台门吊每天出碴量 V=360 m3,满足每天的施工进度要求。考虑到龙门吊起吊最重设备机械挖掘机 20 吨，8m 3碴斗装碴及
7、斗重等因素，安全系数以 1.25 计，龙门吊最大起吊重量应为 25 吨，因此考虑使用一台 25 吨。（3） 、遮雨防护措施：竖井范围内设遮雨棚，以避免雨水灌入。遮雨棚立柱焊接在龙门吊两条主梁上，悬臂长度应能全部遮盖井口。（4）由于龙门吊要起吊挖机，挖机高 5.5 米，竖井内衬高出地面 1 米，考虑到起吊的安全距离，因此龙门吊高出地面 7 米。受竖井场地限制，龙门吊采用桁架式结构，主跨度25m，提升高度+7 至-53m，起重机采用 MG 型电动桥式起重机，起吊能力 25T，提升速度18m/min。具体布置见下图。龙门吊布置图3.3 竖井开挖竖井施工采用“竖向分层、随挖随支”的总原则组织施工。竖井
8、开挖顺序：3m 范围内开挖37m 范围内开挖712 米范围内开挖 12m 以下开挖（1） 、井口段 3m 范围采用 1.4m挖掘机直接开挖，自卸汽车出渣，完成后施作冠梁及上部侧墙。5（2） 、KL-1 冠梁施工完成后， 37m 范围内采用挖掘机一次开挖到位并施作第一组内衬混凝土。（3） 、712m 采用起重机配合挖掘机开挖，采用 8m渣斗出渣，进入基岩段采用破碎锤配合人工风镐开挖，挖掘机装渣。（4） 、12m 以下采用松动爆破开挖，挖掘机出渣直至井底。（5） 、开挖过程中在渗水集中处设一 1m1m1m 集水坑，采用多级耐磨离心泵抽水至沉淀池后引入地下排水系统。（6） 、竖井井底为级围岩，由于断
9、面较大，此段隧道正洞通过竖井采用三台阶法开挖。首先由竖井开挖至正洞上台阶底高程处，依照设计进行正洞支护，然后分别向进、出口方向开挖上台阶，当上台阶断面开挖 30m40m 后，开挖竖井至正洞二台阶底，同样施作支护后向进、出口方向开挖，与二台阶距离控制在 20m30m，形成正常开挖工作面后在开挖竖井落底至设计高程，最后开挖下台阶。如下图所示： (a)()()()a竖 井 开 挖 至 正 洞 上 台 阶 底 高 程（ b向 进 、 出 口 开 挖 方 向 上 台 阶（ c竖 井 开 挖 至 正 洞 二 台 阶 底 高 程（ e竖 井 开 挖 落 底 至 设 计 高 程（ f向 进 、 出 口 开 挖
10、 方 向 下 台 阶（ d向 进 出 口 开 挖 上 、 二 台 阶竖井进入正洞过渡段施工示意图3.3 初期支护施工竖井开挖后及时施作支护，以确保施工安全，竖井初期支护采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土联合支护。根据实际情况在开挖过程中间增加横撑，以保证井身的稳定。初期支护采用风钻钻眼，人工安装锚杆，挂网，湿喷机作业。每开挖 2.5m 进行初期支护。6完成后进行下次开挖。每组开挖深度控制在 4.5m 内，后及时施作内衬。施工顺序为：初喷混凝土 锚杆钻眼及安装挂钢筋网 复喷混凝土。3.4 防排水施工本竖井防水设计的原则是“以防为主，多道设防、综合处理” 。以钢筋混凝土结构自防水体系为主，加强钢筋混凝土
11、结构的抗渗、抗裂能力，改善钢筋混凝土结构的工作环境，进一步提高耐久性；同时以施工缝、变形缝等防水薄弱部位为重点对象，辅以附加防水层加强防水。竖井上部非基岩段采用 80cm100cm 钻孔灌注桩围护 80cm 旋喷桩止水帷幕防水，下部基岩段采用环向排水盲沟+EVA 自粘型防水板（厚 2mm） 。为达到二级防水标准，主体施工完成后，竖井内壁采用水泥基渗透结晶型防水涂料加强防水，厚度大于 0.8mm，施工缝处达2mm。为方便施工，采用一捆防水板竖向直接埋入回填砂层中，但需采用土工布包裹，并加固在预埋钢筋上，确保防水板不会在后续施工中破损。3.5 二次衬砌施工竖井二次衬砌施工分为井口段及井身段。（1）
12、 、井口段施工井口段二次衬砌施工前先进行钢筋安装，安装完成后立模，采用建筑模板，方木配合钢管支撑，并以拉杆对拉固定，确保支撑牢固后进行混凝土浇筑。（2） 、井身段施工竖井内衬采用从上至下逆筑法分段浇筑，每节长度为 4.5m，模板采用建筑模板配合方木、钢管及工字钢支撑系统。混凝土采用拌合站集中供应。、钢筋安装钢筋安装前根据测量放线位置安放工作平台，作业人员在工作平台上进行钢筋安装作业，平台采用脚手架搭设。因逆作法竖向钢筋接头施工困难，为保证在同一截面接头率不超过 50%，采取预埋回填方式，首先对施工钢筋处多下挖 1.0m，然后进行竖井钢筋安装施工，最后以回填粗砂覆盖并找平，下组开挖后将接头露出方
13、便与下组衬砌钢筋连接。7、预埋件及预留孔洞施工根据实际情况在竖井井身段设有人行步梯预埋件、混凝土下料管预埋件、风水管预埋件及混凝土进料预留孔等。、模板及支架系统施工模板的计算参照建筑施工手册第四版、建筑施工计算手册江正荣著、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、混凝土结构设计规范 GB50010-2002、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等规范。模板的支撑由两层龙骨（方木及工字钢）组成：直接支撑模板的为次龙骨，即内龙骨；用以支撑内层龙骨的为主龙骨，即外龙骨。组装墙体模板时，通过钉装方木（内龙骨）固定于模板上，并以预埋孔及斜撑等措施固定工字钢（外龙骨）。加固稳定措施：a、工
14、字钢斜撑。模板加固经过计算，满足施工要求，为稳定加强连接处及固定竖向支撑，设I18 工字钢斜撑与 I18工字钢竖向支撑连接，底部以钻孔预埋钢钎固定。b、底部工字钢封底。底部为防止漏浆跑模，采取I18工字钢加固，以预埋钻孔钢钎控制线形及固定竖井支撑工字钢。模板采用建筑模板组合而成，窗口布置为 1.5m/个。模板施工时，严格控制精度；加固牢靠、避免碰撞及松动；对模板及时保养及维修；模板支架示意图见下图： KL-1梁 工 字 钢 横 撑钻 孔 预 埋 钻 孔 预 埋斜 撑岩 层方 木 8预 埋 孔预 埋 孔 注 ：1、 本 图 所 示 尺 寸 除 标 记 外 ， 均 以 米 计 。2、 方 木 尺
15、寸 为 8cm， 间 距 30。3、 工 字 钢 采 用 I， 间 距 1.。m建 筑模 板8KL-1梁18 1888方 木工 字 钢 横 撑 钻 孔 预 埋 钻 孔 预 埋岩 层注 ：、 本 图 所 示尺 寸 以 米 计 。2、 方 木 尺 寸为 cm， 间距 30。、 工 字 钢 间距 .。、混凝土浇筑施工井身二衬混凝土每节 4.5m 组织施工，采用混凝土输送泵车配以软管，可直接由窗口及混凝土预留孔中进料浇筑混凝土，采用插入式振捣棒从模板窗口及混凝土预留孔振捣。后续施工中发现由预留孔振捣时，会存在局部振捣不密实的情况，后采取预留过人窗口，井身钢筋在预留过人窗口处断开，由工人直接进入钢筋夹层
16、中振捣，混凝土浇筑到位后在安装断开钢筋封闭过人窗口，并由上部预留振捣窗口混凝土。接头处处理：从预留孔浇筑混凝土并振捣，确保与上组二衬混凝土接缝密实，最后在预留孔处采用半干硬性混凝土人工捣入后，安装模板并在模板表面振捣。该种方法大大加快了施工进度，缩短了混凝土浇筑时间，保证了混凝土浇筑质量。6 结束语通过竖井明挖逆筑法施工，总结出了适合该种大断面竖井施工的方法，解决了逆筑法施工中钢筋向下接通困难的问题，解决了防排水搭接困难的问题，解决了混凝土进料、振捣及与上组混凝土的接头处理困难及外观质量问题，同时也保证了施工安全质量及进度。参考文献：1、 中国铁道出版社.客运专线铁 路隧道工程施工技术指南 (TZ2142005) 20052、 中国铁道出版社.客运专线铁 路隧道工程施工质量验收 标准 2005
