超大尺寸地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工工藝研究

黃河 廣東粵港供水有限公司

1.工程概況

珠江三角洲水資源配置工程土建施工D2標(biāo)段長10.39km，設(shè)計輸水流量為30m3/s，包括1段總長6.95km的鉆爆法隧洞（樁號SZ0+000～SZ6+954.141）；1段總長3.44km的盾構(gòu)隧洞（樁號SZ6+954.141～SZ10+391.86）。盾構(gòu)段設(shè)置兩個工作井（SZO1#工作井、SZ02#工作井），工作井為矩形結(jié)構(gòu)，平面尺寸為29m×16.5m，采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，為了保證盾構(gòu)安全進(jìn)出洞，洞門處地連墻不設(shè)置接縫，整幅設(shè)置，單幅寬度為8m，厚1m，槽深38.8m，鋼筋籠重42.98t。其中洞門處7m范圍內(nèi)采用玻璃纖維筋。

2.工程地質(zhì)

（1）SZ01#工作井。井身基本位于基巖內(nèi)，上部為全風(fēng)化粉砂巖，其余部分為強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖，井身自穩(wěn)能力較差，其中強(qiáng)風(fēng)化透水性強(qiáng)，地下水較豐富，井筒開挖時應(yīng)做好防滲措施，以免產(chǎn)生涌水現(xiàn)象，并注意加強(qiáng)井壁支護(hù)、及時排水，承載力較高，工程地質(zhì)條件較好。

圖1 縱向吊點(diǎn)示意圖

（2）SZ02#工作井。井上部約有5m～8m厚的填土及坡積層，下部為14m～24m范圍內(nèi)為全風(fēng)化花崗片麻巖，其余井身基本位于強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖內(nèi)，部分位于弱風(fēng)化花崗片麻巖內(nèi)。覆蓋層、全風(fēng)化自穩(wěn)能力較差，地下水較豐富，井筒開挖時應(yīng)注意加強(qiáng)井壁支護(hù)及排水措施，井底為強(qiáng)化花崗片麻巖，承載力較高，工程地質(zhì)條件較好。

3.施工工藝

鋼筋籠加工在預(yù)先設(shè)置好的鋼筋籠加工平臺上進(jìn)行，保證鋼筋加工尺寸，洞門處由于玻璃纖維筋剛度較差，部分桁架采用鋼筋桁架代替，在吊裝時進(jìn)行替換。鋼筋籠起吊采用一臺260t履帶吊作為主吊，1臺125t履帶吊作為副吊配合進(jìn)行鋼筋籠翻身、鋼筋籠翻身完成后由主吊提至孔口進(jìn)行下放。

4.施工內(nèi)容

4.1 鋼筋籠加工

在制作平臺上，根據(jù)現(xiàn)場施工圖紙的要求鋪設(shè)鋼筋，鋪設(shè)順序由下至上依次為：橫筋→縱筋→桁架→縱筋→橫筋，鋼筋的交點(diǎn)通過焊接成型。

4.2 鋼筋籠吊裝

4.2.1 吊點(diǎn)設(shè)置

吊點(diǎn)的設(shè)置對吊裝作業(yè)有著直接影響，倘若吊點(diǎn)的位置存在計算誤差，將會導(dǎo)致鋼筋籠撓曲變形，使焊縫開裂，影響整體結(jié)構(gòu)，最終無法起吊。因此，精確計算吊點(diǎn)位置是吊裝過程一個十分重要的環(huán)節(jié)，本工程采用16點(diǎn)吊法施工，下面分橫向吊點(diǎn)和縱向吊點(diǎn)進(jìn)行闡述。

（1）縱向吊點(diǎn)。具體吊點(diǎn)設(shè)置見圖1。

鋼筋籠長38.75m，由相關(guān)計算得出L1=3.68m，L2=10.42m。因此，選擇B、C、D、E、點(diǎn)時鋼筋籠起吊時彎矩最小。

但實(shí)際吊裝過程中B、C中心是主吊位置，AB距離影響吊裝鋼筋籠。根據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)和實(shí)際吊裝經(jīng)驗，在主吊段，B點(diǎn)可向A點(diǎn)移動，即令A(yù)、B重合，BC=L1+L2=14.1m，再結(jié)合實(shí)際施工便利，BC段長14m，CD段取10m，在副吊段DE取=10.0m，取EF長為4.75m，做適度的調(diào)整。

在起吊過程中，A（B)、C為主吊位置，D、E為副吊位置。

（2）橫向吊點(diǎn)。橫向吊點(diǎn)設(shè)置見圖2。

根據(jù)彎矩平衡定律，正負(fù)彎矩相等時所受彎矩變形最小的原理，由相關(guān)計算可得L1=0.095L=0.76m，L2=0.269L=2.152m，L為鋼筋籠寬。故可知橫向吊點(diǎn)按左右0.76m位置為宜，吊點(diǎn)間距2.152m。根據(jù)實(shí)際配筋情況，調(diào)整橫向吊點(diǎn)按左右0.7m，吊點(diǎn)間距2m。

4.2.2 吊裝方法

吊裝過程要符合設(shè)計圖紙要求并結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際。鋼筋籠由現(xiàn)場制作完成，采用整體吊裝、一次入槽（孔)的施工方法，確定科學(xué)合理的吊裝方案，即理論計算滿足要求和吊裝方案滿足安全施工要求。

本項目采用一臺260t履帶吊作為主吊，1臺125t履帶吊作為副吊，整體回直入槽（孔）的吊裝方案，在場地內(nèi)硬化路面上行走，吊裝鋼筋籠入槽（孔），吊裝過程中需用麻繩拴住鋼筋籠兩側(cè)，以保證鋼筋籠的穩(wěn)定性。

鋼筋籠吊裝采用主、副兩臺吊機(jī)配合起吊：兩吊機(jī)將鋼筋籠同步吊離地面，隨后提升主吊，副吊在此過程中緩慢向主吊靠攏，并調(diào)整鋼筋籠吊裝方向，直到其處于豎直狀態(tài)即可，此時鋼筋籠重量完全由主吊承擔(dān)。最后主吊轉(zhuǎn)場，將鋼筋籠緩慢放入已成槽段，便完成鋼筋籠的吊裝作業(yè)。

4.3 洞門處加強(qiáng)處理

根據(jù)設(shè)計圖紙，玻璃纖維筋段鋼筋籠設(shè)置7道縱向桁架。由于玻璃纖維筋抗彎強(qiáng)度較鋼筋差，為了保證鋼筋籠安全起吊，鋼筋籠加工時，采用同直徑鋼筋桁架代替玻璃纖維筋桁架，共計替換5道，從左向右依次為第1、3、4、5、7道。

鋼筋籠起吊并翻身完成后進(jìn)行下放，當(dāng)鋼筋籠玻璃纖維筋下端距導(dǎo)墻頂面50cm時，從鋼筋籠兩側(cè)同時對替換的鋼筋桁架進(jìn)行分段割除，每段長度3m，共計分3段割除。施工時在鋼筋籠兩側(cè)采用普通腳手架鋼管搭設(shè)操作架，每側(cè)兩人同時對稱施工。

圖2 橫向吊點(diǎn)示意圖

第一段割除后該位置將原玻璃纖維筋主筋按設(shè)計長度及連接要求與鋼筋原位連接，上部暫時移至旁邊不影響割除作業(yè)的范圍進(jìn)行臨時固定。

鋼筋桁架每割完一段，將原玻璃纖維筋調(diào)整至設(shè)計位置與水平筋綁扎牢固，再進(jìn)行下一循環(huán)施工，直至將玻璃纖維筋范圍內(nèi)鋼筋桁架全部割完，原位置玻璃纖維筋與上部端頭連接后，再繼續(xù)將鋼筋籠完全下放到位，灌注混凝土。

5.施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）鋼筋籠加工，要嚴(yán)格對照設(shè)計圖紙進(jìn)行，連接接頭長度及位置嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙施工，鋼筋間距、數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計圖紙要求。

（2）玻璃纖維筋材質(zhì)、尺寸、數(shù)量及間距均應(yīng)滿足設(shè)計圖紙及規(guī)范要求。

（2）鋼筋吊環(huán)、吊鉤等與鋼筋籠主筋焊接牢靠，雙面焊≥5d，單面焊≥10d，焊縫滿足規(guī)范要求。吊點(diǎn)部位采用φ32mm的圓鋼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

（3）吊裝施工時，嚴(yán)格控制履帶吊站位，沿規(guī)劃好的行走線路進(jìn)行水平運(yùn)輸，減少吊運(yùn)時間，同時控制吊車運(yùn)行速度，確保鋼筋籠平穩(wěn)移動。

（4）鋼筋籠下放前要認(rèn)真檢查各個部位是否準(zhǔn)備妥當(dāng)，重點(diǎn)檢查吊點(diǎn)是否存在變化情況，基礎(chǔ)是否有異常，吊裝部位是否有異常情況等。

（5）下籠時，司機(jī)要與司索工配合密切，嚴(yán)格控制下籠速度，確保鋼筋籠緩慢入槽，嚴(yán)禁急下。

（6）在下籠過程中，若發(fā)生異常聲響、鋼筋籠鋼筋脫落等異常情況時，要及時停止下籠，檢查原因，確認(rèn)是否影響后續(xù)施工。

6.結(jié)束語

珠江三角洲水資源配置工程土建施工D2標(biāo)段盾構(gòu)隧洞段共計設(shè)置SZ01#、SZ02#兩個工作井，工作井洞門段地連墻整幅設(shè)置，單幅寬度及深度較傳統(tǒng)地連墻均較大，且洞門處由于采用玻璃纖維筋，鋼筋籠整體剛度較差。施工時通過嚴(yán)格控制鋼筋加工質(zhì)量，采用鋼筋桁架代替部分玻璃纖維筋桁架并在入孔前拆除替代的鋼筋桁架，增強(qiáng)吊裝時整體剛度，通過合理的計算布設(shè)吊點(diǎn)位置，保證吊裝安全。通過合理的施工工藝，2各工作井共計3幅洞門處地連墻已順利入槽澆筑。較傳統(tǒng)的分小幅施工大大縮短了施工時間，保證了施工進(jìn)度，同時施工質(zhì)量、安全均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。