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摘要：喷锚逆作法施工成本适中，施工噪音小，它吸取了悬臂支护结构直立挡土的优点，利用了钢格栅、锚管、喷锚网与土的共同作用，提高了坑壁后土体的抗变形及抗沉降的强度。本文结合工程实例，对喷锚逆作法支护技术在顶管工作井中的应用进行了分析探讨。实践证明，此工艺在顶管工作井支护施工中具有非常好的效果。
关键词：深基坑；基坑支护；喷锚逆作法；顶管工作井
一、概述
顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。
随着我国经济持续稳定地增长，城市化进程的进一步加快，我国的地下管线的需求量也在逐年增加。加之人们对环境保护意识的增强顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的地位和作用。深基坑顶管项目的风险性高、关键环节多、控制要点多综合性较大的工程项目，对顶管工作坑支護技术的要求就更高、更严，不仅要保证工作坑四壁的稳定，而且要保证基坑周围的建筑物、地下管线、道路的安全.
常用的顶管工作坑支护结构主要有钢板桩、密排灌注桩、沉井、SMW 法、地下连续墙及喷锚逆作法等。几种常用支护结构比较见表1。近年来，将喷锚逆作法工艺引入到工作井支护结构中，取得了比较满意的效果。
图 1 顶管井设计简图
二、实例分析
1.工程概况
工程施工地点位于某国道穿越，埋设直径406材质L290型钢管，顶进套管为DN800钢筋混凝土管，长度100 m.共设置 2 口工作井，工作井位于道路两侧，采用喷锚逆作法施工。
2.工作井处地质资料
根据工程岩土勘察报告，该处土质以冲填土 1-1、含砾粉质粘土 2-1、坡积砂质粉质粘土 2-2、砂质粘性土 3-2 为主，地下水位距地表3.5 m.。
3.工作井设计方案
工作井内径 6.0m，井深约 12m。由于靠近进场道路，要求在施工过程中避免对道路周边的土体产生较大扰动，这对于顶管工作井基坑控制位移沉降要求较高。采用沉井法易引起周边路面发生沉降，钢板桩法由于地层较密实，钢板桩打入困难，而用 SMW 及地下连续墙工法造价高且工期较长。考虑到工作井靠近下部地层具有遇水易软化崩解、开挖面不易暴露时间过长的因素，决定采用喷锚逆作法施工。
喷锚逆作法支护结构构件主要由钢格栅、注浆锚管、钢筋网片结构等几部分组成。其中，钢格栅是结构主体，为工作井坑壁后方土体侧压力及地面荷载作用的主要承受者；网喷混凝土与注浆锚管共同形成侧向多支点挡土体系。注浆锚管与钢筋网、钢格栅受力钢筋焊接相连，共同发挥联合护壁的作用，大大提高支护结构的抗倾覆能力，可有效地阻挡地下水并防止护壁后方土体流失。
为保证工作井开挖过程中井口不塌缩，在井口处设钢筋混凝土锁口圈梁，圈梁宽 1.5m，高 1.0m。井身采用钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作法，分层开挖，分层锚喷混凝土进行支护，结构厚度为 300mm，混凝土强度等级C20，首榀钢格栅距圈梁 0.1m，以下钢格栅每 0.75mm 设一道，每榀钢格栅处打设 42 注浆锚管，锚管长度 3m，环向间距 1.0m。每榀钢格栅竖向用， 22 纵向连接筋连接（采用搭接焊），连接筋环向间距 1m。钢格栅主筋采用 22 钢筋，每断面 4 根，钢格栅纵筋与横筋之间采用蝴蝶筋连接。在顶管开口位置结构加强。如图 1 示：
4.工作井结构计算
工作井井壁主要为环向受力，井壁后方土体侧压力按水土合算，顶部地面施工荷载按 10kPa 计。内力分析结果如图 2 示。
锁口圈梁及钢格栅设计如图 3、图 4 示。
图2 工作井荷载及内力图
5.施工工艺流程及主要技术要求
5.1锁口圈梁
按设计标高开挖至锁口圈梁底标高后，停止开挖，进行锁口圈梁的绑筋、安设下部钢格栅连接筋，浇筑混凝土。圈梁设计为倒台阶样式，防止向下挖土时圈梁下沉。待圈梁混凝土强度达到设计强度的 70%以后，先由测量人员在圈梁上放设中线和高程控制点，经复测无误后再继续向下挖土施工。
5.2开挖土方
工作井施工为防止锁口圈梁下移，应采用半断面开挖，利用另一半土作为支撑，待先挖的这一半喷射混凝土完毕后，再开挖另一半，交替进行，每次挖深 0.5～0.8m，直至井底。
开挖时，应严格按照结构外缘线进行开挖，严禁超挖，圈梁底和井底均须严格按设计高程开挖，不得超挖扰动原状土，榀架间距要严格按设计要求施工。
5.3.安装钢格栅，焊接纵向连接筋，挂钢筋网片。
土方开挖后应立即沿与井壁成 15 ～20 方向打设 42 注浆锚管并注浆，注浆压力控制在 0.2～0.3MPa，然后挂内层钢筋网片，安装钢格栅，锚管端部要与钢格栅焊牢，防止钢格栅下沉。钢格栅与钢格栅之间用 22 纵向连接筋焊牢，沿内外主筋环向间距每米一根，连接筋焊接时必需满焊并且满足搭接长度的要求。钢筋网与纵向连接筋、钢格栅连接牢固。钢格栅的安装必须牢固，平面必须保持水平，平面翘曲 <2cm。
5.4.喷射混凝土
喷射混凝土设计强度等级为 C20，由 42.5 号普通硅酸盐水泥$中粗砂$豆石（粒径在 0.5～1.5cm）组成，经验配比为水泥：砂子：石子 =1：2：2；速凝剂掺量为水泥重量的 5%，水灰比控制在 0.4～0.5 之间。水泥$砂子$豆石用搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入速凝剂，混合料随拌随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不超过 45 分钟。
在钢格栅安装、纵向连接筋焊接、锚管打设完毕后，然后挂外层钢筋网片，再喷射混凝土直到设计厚度30cm。
喷射混凝土前应检查开挖断面尺寸，清除开挖面的浮土，尤其是与上一榀钢格栅连接处，必须将上一次喷混凝土时的回弹料清理干净。喷射混凝土前用高压风清扫开挖面，并埋设控制喷射混凝土厚度的标志。喷射作业应分层、分段依次进行。喷射顺序应自下向上。先喷钢格栅的混凝土，后喷射钢格栅之间的混凝土，一次喷射厚度不得大于 100mm，分三次喷满，直至喷射到设计厚度！每次喷射混凝土之前，应将前次喷射的混凝土的接茬部位凿毛，清除表面粘附的泥土，以保证接茬处混凝土的密实，力求表面平顺。喷射混凝土终凝 2h 后，喷水养护，每隔 4～8 小时喷水一次。
5.5.封底
工作井开挖至设计深度后，应清理基底，打设 15cm厚 C15 素混凝土垫层后，浇注钢筋混凝土底板及部分侧墙至顶管预留洞口处，底板厚度 0.5m，外挑 0.3m（同喷锚厚度），侧墙厚度 0.2m。待底板及侧墙混凝土强度达到设计强度的 70%以上后，可进行顶管的顶进施工。
图 3 锁口圈梁配筋图
图 4 钢格栅
完成永久检查井施工
待顶管顶进完成后，施做工作井其余部分钢筋混凝土主体侧墙及顶板，施做检查井井筒及流槽后，覆土回填。
6.施工注意事项
⑴格栅钢架应提前加工，土方开挖后立即支护，封闭开挖面。
⑵及时清排基坑内外雨水及施工用水，防止坑底浸泡发生踢脚事故。
⑶施工过程中做好坑顶沉降位移及进场道路沉降监测，基根据监测数据进行信息化施工，及时优化调整开挖方案。
三、结束语
⑴从实际施工效果来看，喷锚逆作法充分发挥了施工速度快、变形小、周边地面沉降小的工艺特点，仅用二周时间便完成了一个顶管工作井的施工！通过对井边及进场道路位置布点观测发现，在整个顶管施工的过程中，周边进场道路沉降仅有 3mm，远小于规范允许值。
⑵施工过程中同时发现，快速施工是保证喷锚逆作法成功的关键，及时封闭开挖面，架设钢格栅，才能有效防止侧壁土体塌方。
本工程的实践证明，此工艺在顶管工作井支护施工中具有非常好的效果。
关键词：深基坑；基坑支护；喷锚逆作法；顶管工作井
一、概述
顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。
随着我国经济持续稳定地增长，城市化进程的进一步加快，我国的地下管线的需求量也在逐年增加。加之人们对环境保护意识的增强顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的地位和作用。深基坑顶管项目的风险性高、关键环节多、控制要点多综合性较大的工程项目，对顶管工作坑支護技术的要求就更高、更严，不仅要保证工作坑四壁的稳定，而且要保证基坑周围的建筑物、地下管线、道路的安全.
常用的顶管工作坑支护结构主要有钢板桩、密排灌注桩、沉井、SMW 法、地下连续墙及喷锚逆作法等。几种常用支护结构比较见表1。近年来，将喷锚逆作法工艺引入到工作井支护结构中，取得了比较满意的效果。
图 1 顶管井设计简图
二、实例分析
1.工程概况
工程施工地点位于某国道穿越，埋设直径406材质L290型钢管，顶进套管为DN800钢筋混凝土管，长度100 m.共设置 2 口工作井，工作井位于道路两侧，采用喷锚逆作法施工。
2.工作井处地质资料
根据工程岩土勘察报告，该处土质以冲填土 1-1、含砾粉质粘土 2-1、坡积砂质粉质粘土 2-2、砂质粘性土 3-2 为主，地下水位距地表3.5 m.。
3.工作井设计方案
工作井内径 6.0m，井深约 12m。由于靠近进场道路，要求在施工过程中避免对道路周边的土体产生较大扰动，这对于顶管工作井基坑控制位移沉降要求较高。采用沉井法易引起周边路面发生沉降，钢板桩法由于地层较密实，钢板桩打入困难，而用 SMW 及地下连续墙工法造价高且工期较长。考虑到工作井靠近下部地层具有遇水易软化崩解、开挖面不易暴露时间过长的因素，决定采用喷锚逆作法施工。
喷锚逆作法支护结构构件主要由钢格栅、注浆锚管、钢筋网片结构等几部分组成。其中，钢格栅是结构主体，为工作井坑壁后方土体侧压力及地面荷载作用的主要承受者；网喷混凝土与注浆锚管共同形成侧向多支点挡土体系。注浆锚管与钢筋网、钢格栅受力钢筋焊接相连，共同发挥联合护壁的作用，大大提高支护结构的抗倾覆能力，可有效地阻挡地下水并防止护壁后方土体流失。
为保证工作井开挖过程中井口不塌缩，在井口处设钢筋混凝土锁口圈梁，圈梁宽 1.5m，高 1.0m。井身采用钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作法，分层开挖，分层锚喷混凝土进行支护，结构厚度为 300mm，混凝土强度等级C20，首榀钢格栅距圈梁 0.1m，以下钢格栅每 0.75mm 设一道，每榀钢格栅处打设 42 注浆锚管，锚管长度 3m，环向间距 1.0m。每榀钢格栅竖向用， 22 纵向连接筋连接（采用搭接焊），连接筋环向间距 1m。钢格栅主筋采用 22 钢筋，每断面 4 根，钢格栅纵筋与横筋之间采用蝴蝶筋连接。在顶管开口位置结构加强。如图 1 示：
4.工作井结构计算
工作井井壁主要为环向受力，井壁后方土体侧压力按水土合算，顶部地面施工荷载按 10kPa 计。内力分析结果如图 2 示。
锁口圈梁及钢格栅设计如图 3、图 4 示。
图2 工作井荷载及内力图
5.施工工艺流程及主要技术要求
5.1锁口圈梁
按设计标高开挖至锁口圈梁底标高后，停止开挖，进行锁口圈梁的绑筋、安设下部钢格栅连接筋，浇筑混凝土。圈梁设计为倒台阶样式，防止向下挖土时圈梁下沉。待圈梁混凝土强度达到设计强度的 70%以后，先由测量人员在圈梁上放设中线和高程控制点，经复测无误后再继续向下挖土施工。
5.2开挖土方
工作井施工为防止锁口圈梁下移，应采用半断面开挖，利用另一半土作为支撑，待先挖的这一半喷射混凝土完毕后，再开挖另一半，交替进行，每次挖深 0.5～0.8m，直至井底。
开挖时，应严格按照结构外缘线进行开挖，严禁超挖，圈梁底和井底均须严格按设计高程开挖，不得超挖扰动原状土，榀架间距要严格按设计要求施工。
5.3.安装钢格栅，焊接纵向连接筋，挂钢筋网片。
土方开挖后应立即沿与井壁成 15 ～20 方向打设 42 注浆锚管并注浆，注浆压力控制在 0.2～0.3MPa，然后挂内层钢筋网片，安装钢格栅，锚管端部要与钢格栅焊牢，防止钢格栅下沉。钢格栅与钢格栅之间用 22 纵向连接筋焊牢，沿内外主筋环向间距每米一根，连接筋焊接时必需满焊并且满足搭接长度的要求。钢筋网与纵向连接筋、钢格栅连接牢固。钢格栅的安装必须牢固，平面必须保持水平，平面翘曲 <2cm。
5.4.喷射混凝土
喷射混凝土设计强度等级为 C20，由 42.5 号普通硅酸盐水泥$中粗砂$豆石（粒径在 0.5～1.5cm）组成，经验配比为水泥：砂子：石子 =1：2：2；速凝剂掺量为水泥重量的 5%，水灰比控制在 0.4～0.5 之间。水泥$砂子$豆石用搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入速凝剂，混合料随拌随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不超过 45 分钟。
在钢格栅安装、纵向连接筋焊接、锚管打设完毕后，然后挂外层钢筋网片，再喷射混凝土直到设计厚度30cm。
喷射混凝土前应检查开挖断面尺寸，清除开挖面的浮土，尤其是与上一榀钢格栅连接处，必须将上一次喷混凝土时的回弹料清理干净。喷射混凝土前用高压风清扫开挖面，并埋设控制喷射混凝土厚度的标志。喷射作业应分层、分段依次进行。喷射顺序应自下向上。先喷钢格栅的混凝土，后喷射钢格栅之间的混凝土，一次喷射厚度不得大于 100mm，分三次喷满，直至喷射到设计厚度！每次喷射混凝土之前，应将前次喷射的混凝土的接茬部位凿毛，清除表面粘附的泥土，以保证接茬处混凝土的密实，力求表面平顺。喷射混凝土终凝 2h 后，喷水养护，每隔 4～8 小时喷水一次。
5.5.封底
工作井开挖至设计深度后，应清理基底，打设 15cm厚 C15 素混凝土垫层后，浇注钢筋混凝土底板及部分侧墙至顶管预留洞口处，底板厚度 0.5m，外挑 0.3m（同喷锚厚度），侧墙厚度 0.2m。待底板及侧墙混凝土强度达到设计强度的 70%以上后，可进行顶管的顶进施工。
图 3 锁口圈梁配筋图
图 4 钢格栅
完成永久检查井施工
待顶管顶进完成后，施做工作井其余部分钢筋混凝土主体侧墙及顶板，施做检查井井筒及流槽后，覆土回填。
6.施工注意事项
⑴格栅钢架应提前加工，土方开挖后立即支护，封闭开挖面。
⑵及时清排基坑内外雨水及施工用水，防止坑底浸泡发生踢脚事故。
⑶施工过程中做好坑顶沉降位移及进场道路沉降监测，基根据监测数据进行信息化施工，及时优化调整开挖方案。
三、结束语
⑴从实际施工效果来看，喷锚逆作法充分发挥了施工速度快、变形小、周边地面沉降小的工艺特点，仅用二周时间便完成了一个顶管工作井的施工！通过对井边及进场道路位置布点观测发现，在整个顶管施工的过程中，周边进场道路沉降仅有 3mm，远小于规范允许值。
⑵施工过程中同时发现，快速施工是保证喷锚逆作法成功的关键，及时封闭开挖面，架设钢格栅，才能有效防止侧壁土体塌方。
本工程的实践证明，此工艺在顶管工作井支护施工中具有非常好的效果。