“倒挂井”施工技术的应用

“倒挂井”施工技术的应用

【摘要】在排水工程的顶管施工中工作井、接收井一般采用沉井或钢板桩或钢筋混凝土连续墙或SMW工法等。这些做法往往造价高，施工期长。但采用“倒挂井”的施工，不但大大降低工程造价，而且能加快施工进度，在合理范围内能保证施工安全。

【关键词】倒挂井;工艺原理;施工特点;技术要求

【abstract 】in the drainage engineering in pipe jacking construction work well, receive well general use of the open caisson or steel sheet pile or reinforced concrete continuous wall or SMW method, etc. These practices often cost is high, during the long. But the “hangs upside down well construction, not only greatly reduce the construction cost, and can speed up the construction progress, in the reasonable range of the internal energy ensure construction safety.

【keywords 】hangs upside down the well; Process principle; Construction characteristics; Technical requirements

【引言】在市政排水管网工程中，工作井、接收井是污水处理系统中不可缺少的组成部分，,通常排水管网大都位于居住区、道路交叉口和繁华地段等较密集地区，在这些井的周围通常有一些电缆、管道等地下线路，如采用正常的开挖施工方法施工较困难，施工中对环境和交通影响较大。而采用“倒挂井”作为工作井、接收井的施工工艺，将避免和减少对环境等影响，提高工程进度。现结合我们在吴中区城南污水管网工程的成功应用，加以总结整理，以供推广应用。

一、工程概况

东太湖路管网工程，主干管长度约10km，检查井一百多座，主干管主要为顶管施工，管直径为d1500和d1800的钢承口式钢筋砼管（Ⅲ级管），顶管施工平均深度约为7.5米。其工作井、接收井深度均在8米以上，除极个别井因处在河边不适合采用“倒挂井”外，其余全部采用“倒挂井”施工方法。

二、工艺原理

“倒挂井”原理同逆作拱墙相似，也是用拱墙作为围护墙，拱墙形式有圆形闭合拱墙和和椭圆形闭合拱墙两种。施工时，拱墙水平方向分段施工，垂直方向分道施工，待上道拱墙合拢后再进行下道拱墙施工。

不同的是，逆作拱墙的断面多成Z字形，拱璧上下端宜加肋梁，材质为混

凝土或钢筋混凝土。而”倒挂井”的拱墙断面成1字形，材质主要为烧结粘土砖，墙体内适当加钢筋混凝土圈梁。

三、“倒挂井”拱墙的受力计算

“倒挂井”拱墙的外部受力计算完全与逆作混凝土拱墙相同。所不同的是其逆作混凝土拱墙是根据受力情况计算出拱墙所需的厚度，而“倒挂井”的砖砌拱墙是根据事先确定的墙厚（一砖墙的厚度）来计算墙体的高度。应根据墙的高厚比来确定墙的高度，其值可按《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）确定。

四、“倒挂井”对材料的一般要求

1）墙体材料宜选用MU15以上的烧结普通砖或烧结多孔砖。

2）砌筑砂浆宜选用M7.5以上等级的水泥砂浆。

3）墙体中圈梁的混凝土强度等级不宜小于C25，钢筋要符合钢筋的力学性能。

五、“倒挂井”的施工方法

1）首先计算“倒挂井”的平面尺寸（成圆形或椭圆形布置），根据顶管机械设备，计算确定工作井（或接收井）的内壁净尺寸L1，“倒挂井”的外圈直径L=L1+2h （h为墙体厚度）。其中顶管工作井中L1还包含其顶管圆形钢筋混凝土结构的墙厚尺寸。见示图1：

2）以井位置中心点放出“倒挂井”的平面范围。每作业段的开挖深度和长度视土层的稳定性而定，一般土层垂直方向开挖1~1.5米（深度），水平方向开挖1~3米（长度）作为一个施工作业段。开挖一段后立即开始砌筑，每段砌筑从下往上砌筑，砌筑完一段及进行下一段的施工，依此循环直至水平方向一道拱墙完全闭合。

3）上一道拱墙全部施工完毕后，即可进行下一道拱墙的施工，施工顺序可按上一道拱墙的施工先后顺行进行，施工方法与上一道完全相同。

4）当墙体内加圈梁时，圈梁配筋按圈梁的构造要求配筋即可，圈梁的主要作用是加强拱墙的整体性。圈梁施工也是按段进行，开挖一段即绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土一段，直至一道圈梁完全闭合。

5）一般在拱墙的最底部增加一道圈梁，防止因沉降不均造成墙体开裂，影响墙体的整体稳定性。具体见“倒挂井”剖面图2：

6）当“倒挂井”拱墙砌筑完毕后，利用拱墙内壁作为外模，沿内壁一圈浇筑圆形钢筋混凝土，此圆形结构主要为顶管时的受力部分，顶背处局部要加强。圆

形结构的厚度根据顶管时顶力计算确定，那是属于顶管范围，这里不做阐述。

7）当拱墙全部砌筑完成后，即进行封底，封底完成后即可作为接收井使用。但如果接收井也作为工作井用时，其做法与工作井相同。

六、“倒挂井”施工主要注意事项

1）挖土时严格在放线的范围挖土，特别在上一道拱墙施工完毕，进行下一道拱墙施工挖土时，挖土范围不能超出所确定的范围。如有局部挖土超出范围时，在砌筑拱墙的时候内侧用水泥砂浆填满塞紧。挖土宜用人工挖土，当用机械挖土时，严禁扰动砖砌拱墙外侧土方。

2）在每道拱墙工作面开挖时，开挖一段应迅速砌筑一段，严禁开挖后暴露时间过长而使基壁土方失稳。

3）拱墙按丁砖砌筑，一端朝向圆心，一端垂直于圆弧面，砖缝要均匀，水泥砂浆饱满，上下竖缝要尽量错开。

4）在底部拱墙上的圈梁位置要尽量避开管道进洞、出洞部位，最好处在出洞、进洞口的上下边缘，可防止在破洞时损坏”倒挂井”的整体性。

5）当地下水位较高时，必须对基坑周边进行降水处理，待降水达到一定程度后方可开始拱墙砌筑施工。降水时间直到检查井施工完毕后拆除。

6）为防止雨水倒灌流入”倒挂井”内，拱墙顶面高度超出自然地面10~20cm，并用水泥砂浆抹平表面。

7）在”倒挂井”没有完全达到强度之前，严禁在其周边堆土。即使在顶管过程中，土方的堆放也要尽量远离”倒挂井”，防止集中荷载过大造成”倒挂井”局部破坏而整体失稳。

七、“倒挂井”的适用性

1）“倒挂井”适用于在粘土、粉质粘土、粉土、砂土中作为工作井或接收井或基坑支护用，不适合在人工填土、淤泥质土、腐殖土中应用。

2）紧靠建筑物或构筑物旁边的基坑不能按”倒挂井”单独使用，须与其它特殊措施相结合。

3）”倒挂井”的施工深度最大不能大于10米，以5~10米最为经济、安全。

八、“倒挂井”的优越性能

在市政排水工程中，大直径主干管一般采用顶管和开槽管施工，小口径的支