淺談工作井施工逆作法在鐵路工程中的應用

劉萬屹

（中國鐵路上海局集團有限公司南京橋工段橋梁重點維修車間，上海 200000）

1 工程概況

本工程位于南京市棲霞區太龍公路與新燕堯路交界處，主要工程內容包括污水頂管237m、工作井3座，本工程的完成將使北十里長溝東支污水主干管上游W25井連接至下游W32井，貫通北十里長溝東支污水主干管。其中，2#-3#工作井段，由2#始發井頂進至3#接收井以穿越京滬鐵路下行線。

2 地質情況

根據野外勘探鑒別、現場原位測試及室內試驗，場地巖土層自上而下大致為：

①-1雜填土：標高31.49m-25.02m，填料雜亂，密實度較差，填齡在5年以上。

⑤-1a強風化閃長巖：標高25.02m-21.42m，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ類，遇水易軟化。

⑤-2a中風化閃長巖：標高21.42m-11.02m，主要為較軟巖和較硬巖，巖體質量等級為Ⅴ類。

3 施工方案比選

工作井施工可采用的方法一般為沉井施工和工作井逆作法施工兩種，考慮工期長短、安全、資金及便易性。故作如下方案比選：

工程環境：3#工作井位于京滬鐵路下行線北側的山坡上，井位上部土方卸除后開挖深度為9.85m米，整井距離土體邊坡較近，施工場地狹小有限。工程開工于年尾，根據路局相關規定及工期要求，要求整體工程在春運前結束。

方案一：采用沉井施工方法。

采用沉井施工方法，由于工作井靠近土體邊坡較近，加之上層土質不良，沉井初期土坡邊坡可能發生變化，安全不易保證，需要加強對沉井下沉速度的控制，下層巖體為非破碎狀，沉井過程中需要人工破碎刃腳處較大的巖體，沉井過程緩慢，整體施工工期較長。

方案二：采用工作井逆作法施工

擬采用工作井分層逆作法施工，整井分4層制作澆筑，在制作沉井的同時，可以繼續下層土體的開挖，對土體邊坡的穩定控制有利，確保了施工安全。同時，整體施工工期較沉井法短。但是施工整體工序較為復雜，要處理各層間的施工縫，對施工隊的施工組織和施工經驗有一定的要求。

對比兩種方案的工期，安全，資金比選，考慮到施工隊伍有相關的施工經驗，決定采用方案二：采用工作井逆作法施工。

4 工作井逆作法施工要點

根據設計變更，對原沉井法設計圖中的井壁板、底板的結構形式不做改變，但井底板以下部分的刃腳不必再施工。

在施工前將3#井上部土方從地面標高31.49m卸除至標高28.00m，卸土深度3.49m。

土方卸除完成后，人工配合機械開挖3m深基坑，采用MU15水泥磚分三次砌筑1.5m高、24cm寬，磚砌體作為逆作法井井壁外模使用，然后進行冠梁及第一節鋼筋混凝土井壁施工，冠梁寬1.1m、厚0.45m，冠梁內部配筋為20根C20水平筋、C12@150箍筋。

具體施工流程如下：第一層開挖完畢后，進行磚砌體施工，然后實施井口冠梁施工和第一層井壁逆作法施工，第二、三層分別開挖3米，進行第二、三層井壁逆作法施工；第四層開挖深度為85cm，進行剩余井壁、底板施工。下層井壁土方開挖施工前必須等上一層井壁混凝土達到一定強度后方可進行。

第二節至第四節因井壁外圍土體有巖石層可不再進行磚砌體護壁，開挖期間，擬采用吊機將小炮頭掉入井內破除巖石，加快施工進度，人工使用空壓機配合修整邊角部位。

整井施工完畢待整井砼達到一定強度后，開始頂機設備的架設并進行頂管作業。

5 結語

從施工流程特點分析，逆作法施工順序是從上到下分層分段進行，因此該施工方法對周圍土體的擾動較小，適用于地下管線較為復雜，無法進行大開挖沉井施工的地段，且分段施工可邊開挖邊預制，致使工期縮短，但由于鋼筋、模板、混凝土工程分層分段施工的緣故，容易產生材料的浪費現象。而沉井法施工順序為先預制后下沉的方式，施工預制簡單方便，但總體施工工期較長，且初期沉井需要整體預制于土體上，需要占用較大的施工場地，對土質的承載能力有一定的要求。因此不適用于場地受限制及土質承載力極差的情況。

從施工工藝特點分析，逆作法施工工藝繁瑣，要處理各層預制段施工縫，預制的初期，要多預制用以承載土體荷載和井身自重的冠梁，對冠梁處的地基承載力有要求。而沉井法施工在沉井下沉的過程中，對沉井的位置、標高控制比較嚴格，尤其是土質不佳容易造成沉井井身傾斜而不易糾正；根據地質復雜程度不同，不易控制標高，導致超沉或沉不到位的現象。沉井下沉過程中也容易對周圍土體產生擾動。

綜上所述，總結了逆作法和沉井法的適用條件如下，可供施工時選取采用：

1）逆作法適用條件：工序復雜程度高；土體擾動程度小；適合土質不良情況，但對冠梁處土體承載力有要求；適合地下管線復雜及施工場地受限制的情況；施工工期較短。

2）沉井法適用條件：工序復雜程度較低；土體擾動程度大；不適合工程地質條件較差而且存在較多淤泥貨流沙質土；不適合地下管線復雜及施工場地受限制的情況；施工工期較長。