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摘要：本文以实际工程为例，详细介绍了超浅层顶管工作井施工工艺，其中包括预注浆加固、环梁施工方法以及逆作法的施工要点等。
关键词:非开挖,顶管,超浅层,工作井,逆作法
1、工程概况
某污水截流(D管线SD65～SD94段)沿滨江路内侧人行道布置，全长2508m。2086.3m段为f2200mm管径，421.7m段为f2400mm管径。在约2100m区段内，管顶覆盖土层厚度<3.0m。本工程的地层情况为:3年前回填的长江岸堤，杂填土厚度9～18m；地下水位较低，不影响顶管的施工。
2、工作井施工方法选择
图1工作井横断面示意图
本工程工作井所处土层为回填层，其地层变化极大、极不均匀，并有大块孤石和建筑垃圾。若采用沉井施工，存在以下困难:(1)施工难度较大，在不均匀土层中，沉井下沉极难控制，很有可能发生倾斜，质量不容易保证；(2)若遇大片孤石则下沉速度极慢，工期得不到保证。为加快工程施工进度，采取逆作法施工(见图1)，并采取一系列措施，使其结构强度能够满足顶管施工的要求。工作井内空平面尺寸为(长×宽)8.0m×510m，基槽的几何尺寸(长×宽)为11.0m×8.0m，深度为1～1.5m。
3、注浆
3.1注浆的作用机理
注浆是通过工作面钻孔，再向孔内注入水泥浆或水泥和水玻璃浆，浆液挤出其周围一定范围内的岩土体缝隙中的水或空气，保证岩土体的裂隙被具有一定强度的浆液填充密实，这些浆液在较高压力作用下渗人土体孔隙中，将其中的孔隙空气或水强行排出，浆液在较短的时间内固化凝结并填充土颗粒之间的空隙，从而提高土体强度。通过改变配方，添加不同的固化材料，能够控制不同的浆液凝结时间、填充性能和固结后的强度。最后这些浆液合并岩土体固结成一个整体，注浆后的土体其抗剪强度明显提高。
3.2预注浆布置及作用
各工作井所处土层为回填层，开挖后坡面可能会坍塌，因此在各工作井制作前应对地质资料和现场情况进行分析，判断后采取护壁措施，支护土体，防止坍塌，保证工作井能顺利施工。
土体固化采用注水泥浆加固。注浆孔根据实际情况布置，注浆孔深度3.0m。由于该土层主要为杂填土，钻孔成形并清孔后，再敷设注浆导管。注浆导管采用1号镀锌管，每节为2.0m，导管的第一节要安装注浆喷头，使水泥浆均匀扩散。每个注浆孔需用3～5节，套上丝口，用直接头连接，进行分层注浆，固化工作井周围土体。
预注浆起到提高基坑开挖时的防止跨塌安全系数的作用。
4、工作井施工工艺
4.1基槽开挖
根据测量控制网，放出井位后，对施工范围内的地下管线及构筑物进行技术交底，查明地下构筑物走向及埋深，并设专人会同相关单位对地下管线进行监护，确保地下管线及构筑物的安全。地下管线查明后，在开挖前必须先挖探槽，确切掌握管线的准确位置才能破除原有沥青混凝土路面。全部基坑尽量采用人工开挖，不使用大型机械，避免损坏地下管线及构筑物。
4.2环梁施工
以上工序完成后，对环梁基础进行整平，测量标高，先浇一层C10混凝土垫层，厚度10cm。绑扎环梁钢筋，墙体钢筋要预留出来。现浇环梁混凝土，强度等级为C25，环梁宽度为50cm，厚度为30cm。
4.3工作井制作
工作井分2次完成。第一次为逆作法，制作工作井外部井壁并浇筑底板。井壁混凝土厚度为25cm，混凝土强度等级为C25。第二次为顺作法，从底板混凝土往上浇筑，厚度为40cm，混凝土强度等级为C30。增加工作井壁厚，提高承载力。工作井墙体钢筋纵向筋采用f18，横向筋采用f20，第一次浇筑墙体钢筋间距为20cm，第二次浇筑墙体钢筋纵横向为15cm(见图1)。
4.4浇筑第一次墙体混凝土
工作井墙体采用逆作法，由上至下分层开挖分层制井，每层深度1～1.5m，每开挖一层，立即绑扎钢筋、支立模板、浇筑混凝土，尽量减少坡面土体的暴露时间。
每层钢筋绑扎时应使拐角、上下层等处的搭接符合规范要求，注意钢筋预留搭接头。钢筋绑扎好后，请有关部门验收合格后才能进行钢模拼装加固。支撑要牢固，并预留混凝土现浇口。混凝土浇筑到预留孔以上，将预留孔封堵，混凝土强度达到50%后方可拆除钢模板，将预留口的混凝土多余部分凿除清理，用同标号水泥砂浆进行修补，保持外观整洁美观。再进行第二层井内土方开挖，土方开挖不要超过浇筑深度，保持土压平衡，防止土体塌方。绑扎钢筋、支钢模、支撑加固、浇筑混凝土，这样依次循环进行，一直浇筑到工作井底板混凝土以下20cm。
4.5浇筑工作井底板混凝土
4.5.1浇筑底板混凝土垫层
墙体浇筑到设计深度后即可浇筑底板混凝土垫层，并应注意:(1)基底面应尽量整平；(2)清除浮泥，防止封底混凝土和基底间渗入有害杂质；(3)底脚与封底混凝土接触面处的泥污应予清除；(4)用
块石回填坑底超挖部分；(5)用碎石、粗砂找平。底板垫层混凝土强度为C10，厚度为10cm。
4.5.2绑扎钢筋、浇筑底板混凝土
底板垫层达到强度后，即可绑扎底板钢筋，进行底板混凝土浇筑。钢筋绑扎按常规进行，与井壁预插钢筋配合布置及底板预埋钢板以便于顶管设备安装。混凝土浇入后，及时用插入式振捣器振捣密实，再用平板振捣器提浆初平，最后人工找平，收面。底板混凝土厚度为50cm，混凝土强度等级为C25。底板钢筋为两层钢筋网，钢筋为f18和f16两种，间距均为25cm。
4.6浇筑第二次墙体混凝土
第二次墙体混凝土从底板往上浇筑墙体。钢筋可一次完成。顶管进出洞口的预埋钢套环可在浇筑第二次混凝土时安装，并与周围墙体钢筋焊接，固定为一体。钢套环的中心高程、轴线要与顶管轴线一致，测量在第一次浇筑的墙体上放线，安装就位。测量进行复测，无差错后才能支钢模，钢模的支撑要合理牢固，浇筑混凝土时不得有漏浆的现象，要符合设计及规范要求。墙体混凝土要求浇筑到与环梁混凝土标高一致。
5、注浆加固
工作井制作完毕后，要承受超过10000kN的顶推力，若顶推力直接作用在工作井壁上，势必会在回填土层中产生位移，影响顶管操作，严重时会使破坏工作井结构。为防止上述情况的发生，保证顶进时工作井周围土体具有足够的稳定性，在工作井制作完毕后必须对井壁外四周土层注浆加固，增加土体对工作井的约束力。在周围10m宽范围内注浆，注浆孔按梅花形布置，间距0.5m，每座井约需364孔。注浆孔的平均深度约6m，采用机械钻孔，孔径为50mm，钻孔成形并清孔后，再插入注浆管注浆。
6、结语
在某污水截流(D管线SD65～SD94段)施工中，采用逆-顺作法的施工工艺，保证了超浅层顶管工程的顺利完成，充分体现了这种施工工艺在顶管施工具有快捷、灵活、高效等优点。特别是预注浆和工作井完成后的注浆加固方法，最能体现这些优点，由于注浆机具占地小，施工机具不受空间的限制，且操作简单，加固效果明显，对地下水和环境无污染，无大量返浆、废液需要处理，特别适合市政工程中施工作业面狭窄的情况。
