从40天到20天！圆形装配式顶管工作井改写市政施工效率格局

随着我国城市化进程的加快，所有城市的市政工程如雨水、污水、地下管道的敷设以及改建都在如火如荼的进行中。现在有许多城市的雨水污水管道正在进行改造过程。可以预见，在未来城市的建设过程中，市政工程的建设工程量将非常大。

为减少地面开挖面积，保障城市道路的畅通，在管道改造过程中，目前采用较多的是顶管模具施工。顶管模具施工是一项非开挖或者少开挖敷设地下管道的施工技术,它是在不开挖地表的情况下，在施工路线上设置一定数量的基坑作为顶管模具工作井，作为施工的起点或者终点。在顶推施工阶段，大多数都是在工作井后背井壁处设置后背墙提供施工所需的顶进反力。目前在大多数隧道或者其他一些管道开挖都采用顶管模具施工，此方法在减少地面面积开挖的基础上，能够加快地下管线的敷设与改造，提高施工的效率。

作为地下管道敷设和基础工程中的主要结构，工作井按照平面布置的不同可以分为矩形和圆形两种。随着施工方法的多样性和沉井使用要求的不同，两种工作井又能设计成双孔或多孔形式。根据沉井的竖向剖面划分，可以分为锥形、阶梯型以及柱形等三种。沉井的建造特点是：将在地面上已浇筑好的井筒状构筑物，通过人工挖土或者机械挖土等方法使之下沉到设计标高之后，进行封底浇筑底板，以及建造施工过程所需的内部框架，作为地下结构开始使用。

顶管模具工作井作为沉井中一种特殊的结构，它不仅是一种地下结构，还是在顶推过程中放置顶进设备，提供顶管模具施工的场所；在顶推阶段时，工作井还必须有足够的刚度和强度抵抗来自顶推机械的顶力，对工作井的结构性能要求较高。在我国，目前较常用的顶管模具工作井有矩形和圆形两种形式，一般都是在现场一次浇筑或者分段浇筑而成。

率影响非常大。工作井的传统施工工艺是现场浇筑完成的。其具体过程包括：绑扎钢筋→支模板→混凝土搅拌与浇筑→养护至有效强度→浇筑底板以及隔墙→施工。有经验显示，一般现场浇筑混凝土工作井的周期为40～60天，由于雨水污水管道敷设或者改建一般位于城市主干道上，如果直接在现场开挖进行施工，肯定会对城市道路的交通造成长期的干扰，而且现场施工会给周围的环境造成污染，同时也会给附近居民的出行带来不便；并且，在现场建造工作井会增加现场施工人员的数量，提高了施工成本。因此，必须要缩短工作井的建造周期，减少因现场施工对周边环境和周边居民带来的不便。

要彻底提高施工效率，就应该从根本上改变工作井的建造工艺，以减少现场施工所花的时间。在国内，装配技术在房屋建筑上应用广泛，但运用到地下工程施工以及地下结构上的目前还不多见，装配技术显著地优点就是施工效率高，减少建筑垃圾、减轻对施工现场周围的环境污染，实现了绿色施工。已经开始通过现场检验的后浇带矩形装配工作井建造时间从现浇工作井的40～60天缩短至大约20天，大大减少了现场施工时间。本文从装配式结构和现浇工作井的构造形式出发，研发出了适用于顶管模具工程的圆形装配式顶管模具工作井，既满足施工要求，又符合国家提倡的绿色施工的宗旨。

在现有的现浇工作井和装配式矩形工作井的基础上，进一步设计出圆形装配式顶管模具工作井，本文对该工作井进行设计上的理论分析，对其下沉、顶管模具施工的过程进行受力分析，根据受力特性和井片单块重量对工作井进行合理的分块研究，并运用有限元软件对其顶管模具施工阶段进行仿真模拟，验证工作井结构构造的合理性。针对圆形装配式顶管模具工作井的结构特性，进一步研究其建造技术，得出装配式结构在地下工程上的应用符合国家提倡的绿色施工和节能减排的要求，在未来的地下施工技术上具有广泛的应用前景。