地鐵地下連續(xù)墻施工技術(shù)分析

譚伏龍

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

1 引言

在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中，地鐵已經(jīng)逐漸成為城市的重要交通工具之一，其有效緩解了城市的交通膨脹問(wèn)題。由于地鐵的建設(shè)工程通常位于地下，施工空間狹小，施工難度大，施工過(guò)程中對(duì)于基坑的支護(hù)是難點(diǎn)之一，通過(guò)地下連續(xù)墻施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)榈罔F工程的安全進(jìn)行提供重要保障。

2 地下連續(xù)墻及其施工概述

地鐵主要是對(duì)城市地下空間的利用，因此在施工中做好基坑支護(hù)十分重要，當(dāng)前基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)多樣，例如：地下連續(xù)墻、SMW工法樁和鉆孔灌注樁+旋噴樁等方式均得到了廣泛的應(yīng)用。其中，地下連續(xù)墻的施工，需要運(yùn)用專用的開(kāi)挖設(shè)備，沿基礎(chǔ)的工程邊線開(kāi)挖溝槽，結(jié)合泥漿護(hù)壁的施工建設(shè)，在槽內(nèi)設(shè)置鋼筋籠，并進(jìn)行混凝土澆筑施工，從而筑成連續(xù)鋼筋混凝土墻壁，起到截水、防滲以及承重等作用。由于地下連續(xù)墻對(duì)周邊環(huán)境的影響較小，已逐漸成為地鐵深基坑施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)的必要形式。

地下連續(xù)墻施工的基本工藝流程（見(jiàn)圖1）：導(dǎo)墻制作→泥漿制備→槽段開(kāi)挖→鋼筋籠制作→槽段挖掘→吊裝鋼筋籠→安裝接頭箱→澆筑墻體混凝土→拔出接頭箱→成墻。

圖1 地下連續(xù)墻施工工藝流程示意圖

3 地鐵地下連續(xù)墻施工技術(shù)實(shí)例分析

3.1 工程概況

某軌道的交通二號(hào)線、三號(hào)線的車站建設(shè)，其左、右線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為198.5m、311.43m，建筑模式設(shè)計(jì)為地下雙柱三跨島式車站，其建設(shè)除了換乘節(jié)點(diǎn)為三層，其余都是兩層。工程設(shè)計(jì)采用的是地下連續(xù)墻技術(shù)，結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)進(jìn)行支護(hù)施工。該地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)總共劃分成158幅槽段，墻厚為800mm，墻深為50.5m?；炷恋膹?qiáng)度則采用水下C30P8，而接頭則采用Q235型鋼700mm×350mm×10mm的工字鋼（板）。

3.2 施工前勘測(cè)與準(zhǔn)備

3.2.1 地質(zhì)條件

經(jīng)勘測(cè)，該工程的施工地點(diǎn)的地層基本上為淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土與細(xì)砂，設(shè)計(jì)要求槽的深度較深，成槽與混凝土澆筑過(guò)程中，容易出現(xiàn)流砂、涌泥問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響槽壁的穩(wěn)定性，進(jìn)而發(fā)生坍塌。由于地下連續(xù)墻底部進(jìn)入中風(fēng)化泥巖約2.0m，其土質(zhì)硬度大，因而無(wú)法應(yīng)用成槽機(jī)進(jìn)行挖掘。

3.2.2 成槽垂直度控制

本工程的地下連續(xù)墻成槽的槽深為50.5m，同時(shí)要求其垂直度為1/300，對(duì)于相鄰的兩槽段中心線在深度上的偏差應(yīng)當(dāng)在60mm以內(nèi)。實(shí)際施工中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于成槽的質(zhì)量保證。

3.2.3 工字鋼接頭防繞流

地下連續(xù)墻的接頭工字鋼比較長(zhǎng)，垂直度、曲度等的控制存在一定難度，槽段的厚度為800mm，而工字鋼僅有700mm。由于槽位偏斜等多種因素，其相鄰的槽間接頭處，形成了繞流混凝土，從而導(dǎo)致接頭受力不良和基坑滲水問(wèn)題。

3.3 具體施工

3.3.1 去除地上地下障礙物

影響本工程地下連續(xù)墻施工的主要障礙物，是市政路面、地下管線、房屋地基等，必須預(yù)先采取測(cè)量措施，確定地下連續(xù)墻的平面位置，及其與障礙物的交匯點(diǎn)，運(yùn)用挖掘機(jī)、液壓破碎錘等，清除位于地表或淺層底層的障礙物，深沉障礙物則需運(yùn)用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行沖擊。

3.3.2 導(dǎo)墻制作

工程設(shè)計(jì)將導(dǎo)墻制作成“┓┏”的模式（見(jiàn)圖2），其中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)深度為2.5m。等到工程結(jié)束進(jìn)行拆模之后，需要以縱向的方式，每1m的間隔，加設(shè)上下兩道方木，用以作為內(nèi)撐。而對(duì)于外側(cè)存在的空隙，則應(yīng)當(dāng)使用回填土進(jìn)行回填，注意將其碾壓密實(shí)，以防變形。對(duì)于轉(zhuǎn)角型的槽段，由于槽機(jī)抓斗的寬度存在限制，為2.8m，因而需要沿軸線的方向調(diào)整槽段尺寸。

3.3.3 泥漿的制作和控制

施工過(guò)程中，泥漿配制的配比合理性是關(guān)鍵，需要注意在槽壁的表面形成固體顆粒狀的膠結(jié)物，保證泥漿的粘接能力。工程以充分掌握水文地質(zhì)條件為前提，運(yùn)用膨潤(rùn)土、純堿等原料，按照合理的比例進(jìn)行泥漿配制。注意泥漿的配制應(yīng)當(dāng)在池中進(jìn)行充分的發(fā)酵，具體的方量通常為拌制理論量的1.5倍。

工程選用了優(yōu)質(zhì)高鈣的膨潤(rùn)土，在成槽施工中需要合理控制泥漿的比重。泥漿的配比為：水：膨潤(rùn)土：純堿：CMC=100ml：8～9g：0.2～0.3g：0.075～0.1g。在使用護(hù)壁泥漿之前，需要首先在室內(nèi)對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試，以便及時(shí)調(diào)整泥漿指標(biāo)，其技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 成槽護(hù)壁泥漿性能指標(biāo)表

3.3.4 槽段開(kāi)挖

（1）槽段開(kāi)挖

槽段的開(kāi)挖采用的是跳槽開(kāi)槽方式，第一槽段與導(dǎo)墻之間的距離應(yīng)當(dāng)控制在3000mm以上，而跳槽的間隔應(yīng)當(dāng)設(shè)置為至少兩個(gè)槽段。采用液壓地下連續(xù)墻挖槽機(jī)，進(jìn)行地下連續(xù)墻成槽施工，而將彭潤(rùn)膨潤(rùn)土泥漿用于護(hù)壁，進(jìn)行交叉施工。在施工前，需要在導(dǎo)墻上按照設(shè)計(jì)，放出地下連續(xù)墻的槽段分界控制線，并標(biāo)注出各個(gè)槽段的名稱，進(jìn)行書(shū)面交底和現(xiàn)場(chǎng)交接。同時(shí)，需要為鋼筋籠頂?shù)臉?biāo)高、槽底深度等的標(biāo)注做準(zhǔn)備，引測(cè)標(biāo)高的控制點(diǎn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，或在導(dǎo)墻上標(biāo)注槽段處導(dǎo)墻頂標(biāo)高。實(shí)際施工按照槽段的劃分依次開(kāi)展，首先施工槽段兩端，然后施工中間塊，施工過(guò)程中需要注意抓斗兩側(cè)的受力，確保成槽的垂直度。此外，還需要注意成槽機(jī)的進(jìn)出速度，避免速度過(guò)快導(dǎo)致泥漿波動(dòng)，甚至沖刷槽壁致使土體坍塌。

（2）槽段劃分

劃分槽段時(shí)，需要依據(jù)地質(zhì)條件、施工機(jī)械等實(shí)際情況來(lái)決定，按照該工程的設(shè)計(jì)要求對(duì)地下連續(xù)墻槽段進(jìn)行劃分時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)槽段的長(zhǎng)度是6m；對(duì)于轉(zhuǎn)角等特殊部分，則需要根據(jù)成槽機(jī)的最小施工長(zhǎng)度來(lái)決定。

3.4 鋼筋籠的制作和吊裝

制作鋼筋籠的具體流程如下：①將工字鋼吊裝至平臺(tái)上，并且放置妥當(dāng)；②將水平面主筋鋪設(shè)焊接好；③將完成的析架焊接到迎土面鋼筋網(wǎng)上；④以析架作為重要支撐，對(duì)開(kāi)挖面的水平鋼筋和主筋網(wǎng)架進(jìn)行焊接施工；⑤焊接開(kāi)挖面的施工用筋與加筋；⑥焊接封口筋、X斜拉筋；⑦焊接吊筋。

鋼筋籠的吊裝如圖3所示，在處理起吊、運(yùn)輸和吊放的過(guò)程中，需要重視以下幾個(gè)問(wèn)題：①合理設(shè)置吊點(diǎn)位置，在起吊的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意吊架、吊梁之間的配合，以防止鋼筋籠變形問(wèn)題；②鋼筋籠的接頭往往容易出現(xiàn)脫落，而槽段的中央位置、吊點(diǎn)中央位置等，由于沒(méi)有重合，容易發(fā)生變形，因此需要通過(guò)必要的檢查，然后才能起吊；③插入的過(guò)程中，需要注意防止槽壁坍塌問(wèn)題，在放下鋼筋籠時(shí)，要求鋼筋籠的位置與槽段中間相對(duì)應(yīng)，插入必須保證垂直，將吊點(diǎn)與槽段中心點(diǎn)相重合。

圖3 鋼筋籠吊裝示意圖

3.5 混凝土澆筑

地下連續(xù)墻的混凝土澆筑施工中，需要首先按照防水混凝土的相關(guān)設(shè)計(jì)制備混凝土材料，要求水泥的用量在400kg/m3以上；水灰比低于0.6；塌落度控制為18～22cm；砂率為35～45%。在將鋼筋籠入槽后，需要對(duì)其沉渣進(jìn)行檢測(cè)，并在4h的時(shí)間內(nèi)實(shí)施混凝土澆筑施工。澆筑過(guò)程運(yùn)用的是導(dǎo)管法，采用直徑為250mm，單節(jié)長(zhǎng)度為2.0～2.5m的鋼管。注意需要將導(dǎo)管焊接牢固緊密，接頭的結(jié)構(gòu)采用的是法蘭接頭，并設(shè)置錐形法蘭罩?；炷恋臐仓^(guò)程應(yīng)當(dāng)保持連續(xù)性，灌注速度控制在2m/h，中途不能間斷。

3.6 拔出接頭管

根據(jù)混凝土的實(shí)際固結(jié)硬化速度，合理控制接頭管的提拔時(shí)間，既不能過(guò)早，也不宜過(guò)遲或過(guò)緩，因?yàn)檫^(guò)早、過(guò)快將會(huì)導(dǎo)致混凝土壁的坍落；過(guò)遲、過(guò)緩則又可能導(dǎo)致接頭管提拔不動(dòng)，甚至引發(fā)埋管事故等。一般情況下，應(yīng)當(dāng)在混凝土澆筑完成約2～3h后，實(shí)施第一次起拔，而此后每0.5h的時(shí)間段中提升一次，每次提拔約50～100mm，直至終凝后，全部拔出。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，地下連續(xù)墻已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代的軌道交通施工中，為了保障施工技術(shù)的合理性，必須對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行科學(xué)控制，從而保證墻體的連續(xù)、不間斷和厚薄均勻，最終取得良好的抗壓、防滲效果，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

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