张超魁 杨紫江
中国水电基础局有限公司 天津武清 301700
【摘 要】 逆作法是一项近几年发展起来的新兴基坑支护技术。它是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。本文主要介绍在深大竖井中的逆作法施工技术，以及取得的成效。
【关键词】 竖井；逆作法
1 工程概况
穿黄工程竖井内衬结构深50.1m，外侧用地下连续墙作为支撑结构。内衬开挖采用了逆作法施工，这种工艺在盾构施工中很少见，在深大竖井就更少见了。穿黄工程北岸始发竖井和南岸盾构检修井，使用了该工法技术，施工速度高，质量评定达到优良，为穿黄工程盾构施工抢得了时间，创造了极大的社会效益和经济效益。
2 技术原理和特点
逆作法施工通过降低地下水，下部土体支撑底模传递的混凝土重量或通过预埋在上层混凝土内钢筋拉接钢性底模支撑混凝土重量；通过龙门吊及混凝土料斗垂直运输，防止骨料分离，人工入仓振捣保证了混凝土浇筑质量；采用分层浇筑混凝土均匀上升，保证了底模的稳定。使用特制的滑模，模板之间通过油缸伸缩将缝隙减小防止漏浆。
根据盾构设备型号，结合竖井之后要装修作永久利用，穿黄竖井逆作法施工技术体现几个特点：在竖井内进行作业，作业面狭小，垂直运输量大，交叉作业多；采用定做圆弧滑膜整体性高，不易跑模漏浆，立模效率高；混凝土垂直运输落差大，采用龙门吊及混凝土料斗垂直运输减少直至避免混凝土拌合物离析；人工入仓振捣确保混凝土的浇筑质量。
3 适用范围和施工流程
从工程实践来看，逆作法施工技术适用于以钢筋混凝土地下连续墙独立作为围护支撑结构的竖井内衬施工，不适用排桩独立作为围护支撑结构的竖井。
施工工艺流程如下：施工准备竖井土方分层开挖和降水施工地下连续墙和上层混凝土底板凿毛底模和止水安装施工钢筋绑扎滑膜就位加固混凝土浇筑振捣混凝土养护等强下一个循环。
4 技术操作要点
4.1竖井内土方开挖施工
由于竖井内部空间狭小，且土方开挖期间垂直运输频繁，采用门吊吊运挖掘机到竖井内开挖，人工配合，做到精心、合理施工。针对实际施工情况采取以下施工措施：
（1）竖井土方开挖过程中加强降水管井水位监测，使地下水位始终处于开挖最低面1.5m以下，也可根据施工需要增加临时集水坑抽水辅助井点降水。
（2）竖井土方开挖在平面上分为A、B两部分，在A区域进行土方开挖前，可在B区域沿地连墙内侧开挖沟槽（1.5m高×1.5m宽），为地连墙内侧凿毛创造施工条件。
（3）竖井土方开挖在垂直方向分为两部分，每层1.5m～1.8m；降水井及地连墙周边0.5m范围内采用人工辅助开挖，暴露的井体每1.5m凿除一次，开挖过程中加强对降水管井的保护。
（4）每节段土方开挖至该节底标高以下30cm，人工清底回填压实整平，以便于钢筋绑扎和底模安装。
（5）竖井基底以上30cm的砂土层以人工开挖为主，并尽量减少超挖及对原状土的扰动，保持坑底土体的原状结构。
（6）在土方开挖过程中，加强观察和监控量测工作，通过监测反馈，及时调整开挖步骤，必要时对地连墙采取横撑加固，确保开挖土方时，围护结构的安全。
4.2地下连续墙凿毛施工
地下连续墙内侧凿毛是竖井结构施工过程中的关键环节，在具备作业条件后要优先安排凿毛施工，为其他工序施工争取时间，针对凿毛施工的特点制定以下施工措施：
（1）竖井凿毛高压风源为20m3的空压机，人工手持风镐凿毛，内衬墙与地连墙连接部分需要整体凿毛，以凿出新鲜混凝土面为宜。
（2）开始凿毛施工前需通过测量确定不同部位需要凿除的深度，以便于凿毛过程中控制不同部位凿除的混凝土。
（3）为了保证竖井内衬墙（800mm）厚度，地连墙墙体凿毛必须满足内衬墙外径18m的要求。
（4）凿毛完成后要用高压水枪对整个内衬墙与地连墙结合面进行冲洗，通过监理工程师验收合格后方可进行钢筋绑扎。
4.3钢筋施工
竖井内衬作为较薄的钢筋混凝土结构物，从加工到安装，钢筋施工都是内衬施工中的一个很重要的环节，各步骤都要精细操作。
（1）竖井内衬钢筋下料、加工在竖井平台北侧钢筋加工场地完成，采用平板车运送至竖井平台。
（2）竖井内衬钢筋绑扎在地下连续墙内侧墙体凿毛完成后，先进行与地连墙预埋钢筋连结钢筋的安装。
（3）钢筋绑扎施工顺序为内衬外排竖向主筋→内衬外排环向分布筋→内衬内排竖向主筋→内衬内排环向分布钢筋→内衬内外排拉结钢筋。钢筋的交叉点用铁丝绑扎牢固，平、直、弯部分的钢筋交叉点可交错梅花型绑扎。
（4）竖井内衬竖向主筋采用焊接或接驳器连接，施工前按照规范要求先做焊接试验和接驳器拉力试验，根据试验结果进行主筋连接。
（5）确保内衬与地下连续墙混凝土形成整体；竖向钢筋与内衬中预埋管有冲突时可做适当调整；施工缝处钢筋预留搭接长度，并相互错开50%。
（6）在内侧钢筋上绑扎同配合比的混凝土垫块，垫块布置以保证主筋净保护层满足设计要求为准。内外层钢筋之间设支撑筋，保证内外层钢筋定位准确。
（7）接驳器采用竖向连接为正丝套筒，环向钢筋连接采用正反丝套筒不可混淆。
4.4预埋件安装
预埋件是监测、量测等相关仪器安装固定的基础。规格、尺寸，精确安装是必然要求。
（1）严格按照设计蓝图和施工需要确定预埋件的规格、结构尺寸、数量等，提前采购合格材料。
（2）根据水利安装有关技术规范和设计蓝图标明位置将预埋件固定在主筋上，体积大的预埋件施工时，除用锚筋固定外，还要根据现场情况点焊适当规格角钢，以防止预埋件位移。
(3) 混凝土在浇筑过程中，振动棒应避免与预埋件直接接触，在预埋件附近，需小心谨慎，边振捣边观察预埋件，及时校正预埋件位置。保证在施工过程中不产生位移。
（4）为了满足竖井空间需要，竖井内旋转楼梯悬臂在竖井内衬施工阶段悬臂梁的结构形式预留接头箱，钢筋连接采用滚扎直螺纹接头，在竖井内衬墙范围内按照规范要求相互错开，同一截面接头数量不超过50%。
4.5止水铜片安装
止水铜片的规格、型号、尺寸及安装都必须必须满足设计要求。
（1）紫铜止水片的结构形式、位置、尺寸、材料的品种，规格、性能均需满足设计要求。
（2）紫铜止水片应平整，表面浮皮、锈污、油渍要清理干净。
（3）紫铜止水片的现场接长采用搭接焊接，焊接长度大于20cm，双面焊接（包括“鼻子”部位），严禁采用手工电弧焊。
（4）紫铜止水片安装应准确、牢固、其“鼻子”中心线与接缝中心线偏差为±5mm。紫铜止水片下半截伸入底模固定牢固，定位后在“鼻子”腔内填满沥青麻丝。
（5）焊接采用铜丝焊接，焊接后用煤油渗漏法检查焊接质量。
4.6模板工程
模板虽然是辅助性结构，但在混凝土施工中至关重要。
（1）在土方开挖到设计高程后，整平、夯实基础，安装底模。竖井内衬底模施工示意图见图1。
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（2）内衬结构钢筋绑扎经验收合格后，夯实基础，即可进行滑动模板就位调整。竖井滑动模板施工示意图见图2。
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（3）侧模板采用整体滑动模板，具有足够的强度和刚度，以满足承受荷载、满足稳定、不变形走样等要求。
（4）模板有足够的密封性，足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力，保证不漏浆和混凝土结构面平整，曲面光滑。
（5）侧模板采用门轴式活动钢模板，整个结构由分环模板组成，每环高度根据节段组模，安装顺序自下而上进行，安装过程中注意模板的稳定，彼此用铰接活动丝杆相连，其中两组设脱模接口，并与另一扇斜口接合。立模时，用销轴锁紧，呈整体闭合圆筒状结构。脱模时，拉开脱模门，模板绕轴转动收缩，为了保护模板和拆卸方便，与混凝土接触的模板面涂隔离剂，隔离剂选用水溶性脱模剂。
（6）在混凝土强度达到设计强度的75%后进行模板拆除；模板拆除的顺序和方法为在下节开挖同时拆除底模，下层钢筋绑扎验收合格后移动滑模。
（7）拆模时，操作人员站在安全处，拆下的模板、配件等应有人接应传递，按指定地点堆放，并做到及时清理、维修和涂刷好隔离剂，以备待用。对底模基础进行夯实，确保底模受力不变形、不发生移位。
4.7竖井内衬混凝土浇筑工程
竖井内衬混凝土工程是竖向的薄混凝土工程，较一般混凝土工程较为复杂。
（1）内衬结构混凝土由北岸混凝土拌和系统供应；混凝土的水平运输采用混凝土罐车进行运输。
（2）竖井混凝土垂直运输，采用40t门吊提升机将混凝土料斗输送到竖井内混凝土泵，然后泵送至滑模混凝土仓面。环向按照正、反两个方向对称进行混凝土浇筑。
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（3）混凝土浇筑前，对模板、支架、钢筋和预埋件进行检查，符合要求后方能浇筑。同时，清除模板内的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物；内衬混凝土一次浇筑成环，并在混凝土内掺入适量外加剂（减水剂和缓凝剂）。
（4）混凝土浇筑技术要点：
浇筑前先将模板及施工缝处洒水湿润；混凝土浇筑连续进行，均匀上升，每层厚30cm～50cm，尽量避免层间间歇较长；如果遇特殊情况造成间隔时间接近或超过混凝土初凝时间时，则先在浇筑部位放入适量同标号砂浆然后再浇筑混凝土并加强振捣；浇筑两边对称，防止两侧混凝土面高差较大，形成两侧模板受力不均匀发生模板倾覆的安全事故；分节处上节混凝土底面应做凿毛处理，以保证上下节混凝土结合紧密；分节处紫铜止水片与地连墙之间空气通过预埋PVC管排出，确保分接处混凝土浇筑密实。
（5）底板混凝土浇筑
基底素混凝土垫层施工前，人工开挖基底300mm厚预留保护层；对局部承载力不足或承载力与设计不相符的基底地层，采用基底换填等措施；垫层采用C20混凝土，在坑内做排水沟、集水井抽干水的措施，保证基坑内无水，以确保混凝土垫层质量，人工推平，平板振捣器捣固；底板混凝土浇筑分别从一端向另一端推进，必须保证两侧浇筑同时进行，高差不能超过30cm，并力求下料均匀。底板厚2.0m应分层按30～50cm灌注并分层捣实。竖井内衬混凝土浇筑见图3。
5 竖井测量
为确保测量成果能够满足设计和规范要求，在竖井主体结构施工前，由测量工程师对竖井施工测量所依据的平面控制精密导线网和高程控制网进行精密复核测量，对严密平差后的复测成果检验审查，合格后，方可进行施工放样等测量工作。
竖井在逆做法施工时，须将高程传递至基坑内，高程传递采用悬吊钢尺（鉴定后使用）的方法进行。
5.1竖井施工方法
施工不同部位、不同阶段采用不同的测量方法。
（1）冠梁施工阶段内外模板的校正采用在竖井中心线定位，钢尺定点检查竖井内衬半径。
（2）冠梁混凝土浇筑过程中在冠梁内侧环向等距布置10个（滑动模板分10块）预埋钢筋，以备竖井内衬模板校正和地下连续墙凿毛时挂线定位。
（3）预埋钢筋竖向每隔10m设置一道，以保证定位准确。
（4）地连墙内侧混凝土凿除前采用从预埋钢筋上吊钢丝，用钢尺测量，确定该部位需要凿除深度，保证混凝土凿除到位。
（5）底板垫层浇筑完成后，在垫层上侧放样钢筋位置，进行钢筋绑扎。
竖井测量示意图见图4。
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5.2竖井施工测量精度保证措施
高度重视测量工作，加强施工测量检核，采取相应措施，确保测量误差均在限差内。
（1）固定专用测量仪器和工具设备；用于本工程的测量仪器和设备，按照规定的时限、方法送到具有检定资格的部门检定和校准，合格后方可投入使用。
（2）加强对测量使用所有控制点的保护，防止移动和损坏，或立即采取补救措施。
（3）建立测量复核制度，按“三级复核制”的原则进行施测。经常复核测量控制点（导线点、水准点等）；外业手簿中的原始观测值和记事项目，一人记录， 一人核对；完整的内业资料，必须一人计算，另人复核。
6 结束语
经过精心组织，竖井内衬底板、混凝土浇筑质量优良，在竖井内衬施工后，检查没有发现渗水，质量评定为优良，确保了穿黄隧洞的顺利掘进。目前南水北调中线通水已经6年了，多年竖井结构内预埋仪器监测竖井整体结构正常。
该施工技术主要针对钢筋混凝地下连续墙作独立支撑结构的竖井内衬施工，有极强的操作性和适应性，属于特种作业的一种工艺，对正在兴起的过江、过河盾构竖井施工有重要参考价值。