一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，该施工方法是在围护桩、降水井、冠梁及第一根混凝土支撑施工完成后，安排土方与钢支撑作业队进场，进行土方开挖与钢支撑架设；其中，土方开挖、钢支撑架设与桩间网喷砼竖向自上而下同步进行，竖向上每层土方开挖深度1.5m，随土方开挖紧续进行网喷砼施工，土方开挖至每道钢支撑下方0.5m，及时架设钢支撑并施加预应力。本发明专利技术的盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，施工过程中严格控制土体沉降以及基坑变形，保证了富含水粉细砂层施工过程中无水作业，保证了施工安全。

A safe construction method for deep foundation pit excavation of shield shaft and shaft

【技术实现步骤摘要】
一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法
本专利技术涉及施工领域，特别涉及一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法。
技术介绍
北京地铁17号线工程土建施工06合同段位于北京市朝阳区，南起太阳宫北街与太阳宫中路叉口北至地铁15号线望京西站，大致成南北走向。标段包含一站一区间，太阳宫站～望京西站区间及望京西站。从自然条件(气象水文、地质条件、水文条件以及工程环境)来看，该区间段的施工存在以下难点：(1)施工过程中确保周边管线安全是本工程施工的重点基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形，而且土体的变形是不均匀的，开挖对管线影响的本质内因在于开挖造成的土体位移。土体位移作用在管线上，一方面使其产生附加应力，另一方面使管线发生不均匀沉降。当附加应力较大，超过了材料的抗拉强度时，管线将发生断裂从而丧失工作能力。另外，管线产生的不均匀沉降将使接头转角过大，当其超过接头转角限值时，将不能保持封闭状态而发生泄漏。水源管为北京市主供水管道，提供北京市近1/3人口的生活用水，是重要生命管线。管道抗压及变形要求高，施工中需严格控制土体沉降及基坑变形。(2)在富含水粉细砂层中做好基坑降水是本工程的难点施工时容易出现桩间渗水流砂及基底突涌等一些不良基坑效应，如何做好基坑降水，确保无水作业是本工程难点。(3)深基坑开挖属于危险性较大的分部分项工程，也是本工程的难点施工前组织专家论证，施工过程中严格按专家论证方案施工。基坑土方开挖，严守“竖向分层、先撑后挖”的施工原则，施工过程加强围护结构及周边建(构)筑物监测。针对上述困难，急需设计一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其克服了现有技术的上述困难。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，所述施工方法是在围护桩、降水井、冠梁及第一根混凝土支撑施工完成后，安排土方与钢支撑作业队进场，进行土方开挖与钢支撑架设；其中，土方开挖、钢支撑架设与桩间网喷砼竖向自上而下同步进行，竖向上每层土方开挖深度1.5m，随土方开挖紧续进行网喷砼施工，土方开挖至每道钢支撑下方0.5m，及时架设钢支撑并施加预应力。优选地，上述技术方案中，所述施工方法包括1号盾构井冠梁及混凝土支撑施工以及2号盾构井冠梁及混凝土支撑施工。优选地，上述技术方案中，所述1号盾构井冠梁及混凝土支撑施工包括：在桩顶冠梁与挡墙施工在围护桩施工完成后进行，围护桩施工完成、摘帽土方开挖，冠梁施工前，先进行桩头破除；桩头破除完成后，开始施工冠梁，冠梁断面尺寸1m×1m，现场绑扎冠梁钢筋，模板采用竹胶板，支撑采用钢管斜撑，冠梁施工完成后，施工第一道混凝土支撑，支撑为1m×1.2m，长度为16.2m，南北向通长布置，混凝土采用商品混凝土，汽车泵浇筑，插入式振捣器振捣，冠梁施工时预留混凝土支撑钢筋；其中，冠梁及混凝土支撑土方采用挖掘机开挖，人工清底、修边、基底夯实后铺设底模，在冠梁上设置挡水墙，防雨水倒灌井口；冠梁及混凝土支撑模板采用12mm厚竹胶板，模板支搭前应清理表面并涂刷隔离剂，模板接缝严密不漏浆，相临两块模板接缝高差不大于2mm；模板水平撑采用100mm×100mm方木，立撑采用100mm×100mm方木；钢管水平间距60cm，竖向共架设4层，端头加U型托，撑于方木上，钢管支架外观应横平竖直。优选地，上述技术方案中，所述2号盾构井冠梁及混凝土支撑施工包括：在桩顶冠梁与挡墙施工在围护桩施工完成后进行，围护桩施工完成、土方开挖向下开挖1.16m至冠梁底设计标高，冠梁施工前，先进行桩头破除；桩头破除完成后，开始施工冠梁，冠梁断面尺寸1m×1m，现场绑扎冠梁钢筋，模板采用竹胶板，支撑采用钢管斜撑，混凝土采用商品混凝土，汽车泵浇筑，插入式振捣器振捣，冠梁施工时预留钢支撑预埋钢板；冠梁土方采用挖掘机开挖，人工清底、修边、基底夯实后铺设底模，在冠梁上设置挡水墙，防雨水倒灌井口；冠梁模板采用12mm厚竹胶板，模板支搭前应清理表面并涂刷隔离剂，模板接缝严密不漏浆，相临两块模板接缝高差应不大于2mm；模板水平撑采用100mm×100mm方木，立撑采用100mm×100mm方木；钢管水平间距60cm，竖向共架设4层，端头加U型托，撑于方木上，钢管支架外观应横平竖直。优选地，上述技术方案中，土方开挖采用“随挖随撑”的方法，以机械开挖为主，人工配合为辅，随土方开挖紧续进行桩间网喷混凝土及钢围檩与钢支撑施工，其中，1号盾构井采用抓斗进行出土，2号盾构井采用龙门吊垂直吊运土斗的方式出土土方开挖包括1号盾构井。优选地，上述技术方案中，1号盾构井的施工顺序如下：(1)施工围挡、平整场地、施作钻孔灌注桩、打设降水井，向下开挖至冠梁底标高，施作桩顶冠梁、砖砌挡墙，开挖土方至第一道混凝土支撑下0.5m处，施工第一道混凝土支撑；(2)依次开挖土方至第二道～第六道钢支撑下0.5m处，施工第二～六道钢支撑，施工完成后分层开挖至基底；(3)浇筑底板垫层、敷设防水层；施工底板部分侧墙至第六道钢支撑下；(4)拆除第六道钢支撑，敷设侧墙防水层，浇筑部分侧墙至第五道支撑下方，待侧墙达到设计要求的强度后，施作倒撑一；HL1、HL3暂缓浇筑。(5)拆除第五道钢支撑，敷设侧墙防水层，浇筑第四道腰梁及部分侧墙。待侧墙达到设计要求的强度后施作倒撑二；(6)拆除第四道钢支撑，敷设防水层，浇筑第三道腰梁及部分侧墙，从盾构井内打设两侧矿山法区间超前小导管及超前大管棚，完成后施工HL1、HL3；(7)拆除第三道钢支撑，敷设侧墙防水层，浇筑第二道腰梁及部分侧墙；(8)拆除第二道钢支撑，敷设侧墙防水层,浇筑第一道腰梁；(9)开挖马头门时方可拆除倒撑一、倒撑二，先开挖南侧矿山法区间，南侧区间开挖15～20m后方可开挖北侧矿山法区间。待南侧矿山法区间初支变形稳定后，可先施作南侧区间二衬结构及HL2，待二衬结构达到设计强度后方可进行盾构始发，北侧区间二衬及HL4可选择合适的时间开始施工。盾构井主体结构施工完成，两侧矿山法区间开挖长度不小于5m后方可施工左线盾构区间；(10)待该段盾构区间及矿山法区间均施工完成后方可施工盾构井结构板，敷设顶板防水层并回填覆土至第一道支撑下方，拆除第一道支撑后回填至地面。优选地，上述技术方案中，2号盾构井的施工顺序如下：(1)施工围挡、平整场地、打设降水井、施作钻孔灌注桩，向下开挖至冠梁底标高，施作钻孔灌注桩、桩顶冠梁、砖砌挡墙，开挖土方至第一道钢支撑下0.5m处，施工第一道钢支撑；(2)依次开挖土方至第二道～第六道钢支撑下0.5m处，施工第二～六道钢支撑。施工完成后分层开挖至基底；(3)浇筑底板垫层、敷设防水层；施工底板部分侧墙至第六道钢支撑下；(4)拆除第六道钢支撑，敷设侧墙防水层，浇筑部分侧墙。待侧墙达到设计要求的强度后施作倒撑一；(5)拆除第五道钢支撑，敷设侧墙防水层，浇筑第四道腰梁及部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其特征在于，所述施工方法是在围护桩、降水井、冠梁及第一根混凝土支撑施工完成后，安排土方与钢支撑作业队进场，进行土方开挖与钢支撑架设；其中，土方开挖、钢支撑架设与桩间网喷砼竖向自上而下同步进行，竖向上每层土方开挖深度1.5m，随土方开挖紧续进行网喷砼施工，土方开挖至每道钢支撑下方0.5m，及时架设钢支撑并施加预应力。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其特征在于，所述施工方法是在围护桩、降水井、冠梁及第一根混凝土支撑施工完成后，安排土方与钢支撑作业队进场，进行土方开挖与钢支撑架设；其中，土方开挖、钢支撑架设与桩间网喷砼竖向自上而下同步进行，竖向上每层土方开挖深度1.5m，随土方开挖紧续进行网喷砼施工，土方开挖至每道钢支撑下方0.5m，及时架设钢支撑并施加预应力。


2.根据权利要求1所述的盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其特征在于，所述施工方法包括1号盾构井冠梁及混凝土支撑施工以及2号盾构井冠梁及混凝土支撑施工。


3.根据权利要求2所述的盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其特征在于，所述1号盾构井冠梁及混凝土支撑施工包括：在桩顶冠梁与挡墙施工在围护桩施工完成后进行，围护桩施工完成、摘帽土方开挖，冠梁施工前，先进行桩头破除；桩头破除完成后，开始施工冠梁，冠梁断面尺寸1m×1m，现场绑扎冠梁钢筋，模板采用竹胶板，支撑采用钢管斜撑，冠梁施工完成后，施工第一道混凝土支撑，支撑为1m×1.2m，长度为16.2m，南北向通长布置，混凝土采用商品混凝土，汽车泵浇筑，插入式振捣器振捣，冠梁施工时预留混凝土支撑钢筋；其中，冠梁及混凝土支撑土方采用挖掘机开挖，人工清底、修边、基底夯实后铺设底模，在冠梁上设置挡水墙，防雨水倒灌井口；冠梁及混凝土支撑模板采用12mm厚竹胶板，模板支搭前应清理表面并涂刷隔离剂，模板接缝严密不漏浆，相临两块模板接缝高差不大于2mm；模板水平撑采用100mm×100mm方木，立撑采用100mm×100mm方木；钢管水平间距60cm，竖向共架设4层，端头加U型托，撑于方木上，钢管支架外观应横平竖直。


4.根据权利要求2所述的盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其特征在于，所述2号盾构井冠梁及混凝土支撑施工包括：在桩顶冠梁与挡墙施工在围护桩施工完成后进行，围护桩施工完成、土方开挖向下开挖1.16m至冠梁底设计标高，冠梁施工前，先进行桩头破除；桩头破除完成后，开始施工冠梁，冠梁断面尺寸1m×1m，现场绑扎冠梁钢筋，模板采用竹胶板，支撑采用钢管斜撑，混凝土采用商品混凝土，汽车泵浇筑，插入式振捣器振捣，冠梁施工时预留钢支撑预埋钢板；冠梁土方采用挖掘机开挖，人工清底、修边、基底夯实后铺设底模，在冠梁上设置挡水墙，防雨水倒灌井口；冠梁模板采用12mm厚竹胶板，模板支搭前应清理表面并涂刷隔离剂，模板接缝严密不漏浆，相临两块模板接缝高差应不大于2mm；模板水平撑采用100mm×100mm方木，立撑采用100mm×100mm方木；钢管水平间距60cm，竖向共架设4层，端头加U型托，撑于方木上，钢管支架外观应横平竖直。


5.根据权利要求1所述的盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其特征在于，土方开挖采用“随挖随撑”的方法，以机械开挖为主，人工配合为辅，随土方开挖紧续进行桩间网喷混凝土及钢围檩与钢支撑施工，其中，1号盾构井采用抓斗进行出土，2号盾构井采用龙门吊垂直吊运土斗的方式出土土方开挖包括1号盾构井。


6.根据权利要求1所述的盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法，其特征在于，1号盾构井的施工顺序如下：
(1)施工围挡、平整场地、施作钻孔灌注桩、打设降水井，向下开挖至冠梁底标高，施作桩顶冠梁、砖砌挡墙，开挖土方至第一道混凝土支撑下0.5m处，施工第一道混凝土支撑；
(2)依次开挖土方至第二道～第六道钢支撑下0.5m处，施工第二～六道钢支撑，施工完成后分层开挖至基底；
(3)浇筑底板垫层、敷设防水层；施工底板部分侧墙至第六道钢支撑下；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫平，田作华，王天武，朱占魁，廖友根，王全利，朱圣科，何述，吕程林，吉星宇，余亮，高东，周勇军，
申请(专利权)人：中铁二十二局集团轨道工程有限公司，中铁二十二局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11