地鐵異型連續(xù)墻施工關鍵技術探討

李戈

摘要：作為地鐵基坑重要的圍護結構之一，異型連續(xù)墻能夠滿足特殊水文地質條件下的圍護安全技術需求。文章以某地鐵工程為例，在了解該地鐵異型連續(xù)墻施工背景概況的基礎上，探討了該地鐵工程異型連續(xù)墻施工的技術應用。

關鍵詞：地鐵工程；異型連續(xù)墻；施工技術；地鐵基坑；圍護安全 文獻標識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2015）35-0092-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.045

1 某地鐵異型連續(xù)墻工程概況

某地鐵車站位處市中心，車流量、人流量和建筑物密集，尤其在基坑的西南區(qū)域，為當?shù)刂牟叫薪郑苓厴菍痈叨染?～8層之間，與基坑邊最近的距離為8m，北面基坑與車站物業(yè)點同時開發(fā)。工程左線全長170m、右線203m，基坑呈不規(guī)則狀，開挖深度24～27m，面積4075m2。地鐵的地下連續(xù)墻兼具防水和抗?jié)B的功能，其寬度1m，設計深度在55～65m之間，進入強風化泥巖層的槽幅深度為2m。地下連續(xù)墻的施工全過程，主要按照實際的開挖工況和既定的施工順序，圍繞“增量法”原理，分析地層對圍護結構變形的約束作用，進而確定地下連續(xù)墻結構體系受力的連續(xù)性，其中涉及到的施工參數(shù)，主要包括結構自重、水土側壓力、地面超載。至于地下連續(xù)墻的施工環(huán)境條件，主要考量工程的水文地質情況。巖土類型主要有黏土、雜填土、粉質黏土、粉土粉砂互層、粉細砂、含礫中粗砂、礫卵石、強風化泥巖、中風化泥巖。地下水則以上層滯水和層間承壓水為主，前者主要滯留在人工填土層內，平均埋深1.25m；后者主要滯留在粉細砂層和含礫中粗砂層內，水位受到地下水位漲跌的直接影響，年變化幅度在3～4m之間。

2 案例工程施工期間的關鍵技術

2.1 連續(xù)墻成槽技術

從工程水文地質的情況來看，連續(xù)墻成槽的區(qū)域為超深富水砂層。針對這種類型的水文地質條件，有大型設備重壓的位置，需要在導墻施工之前，借助單管旋噴樁加固雜填土和淤泥層，以便增強槽壁的承載能力。至于成槽設備的選用，在泥巖上層成槽時，利用SG50液壓抓斗成槽機，而在進入泥巖后，增加4臺CJF-20沖擊鉆機配合成槽，分別在槽的左、中、右引孔，再用液壓抓斗成槽機，沿著引孔方向逐個成槽。在引孔時完成奇數(shù)孔的沖擊，再進行偶數(shù)孔和孔位之間棱角的沖擊，最后借助方錘洗槽。

施工難點探討：成槽期間，發(fā)現(xiàn)液壓抓斗成槽機在開挖至地面50m以下后，成槽速度開始變慢。對照勘察資料，確定地面50m以下的巖層，以礫卵石、砂礫巖、泥巖層為主，而選用普通的沖擊鉆，所需耗費的施工時間太長，適時選用旋挖鉆機引孔，再用成槽機一次性成槽，大約花費了3天左右的時間?？梢姵刹凼┕づc所選用的機械設備關系頗為密切，在地質情況難以斷定的情況下，可根據(jù)不同成槽機的成槽寬度、深度、最大提升力、卷揚機單繩拉、發(fā)動機額定輸出、系統(tǒng)壓力、主泵流量、抓斗重量、完成標準段等進行靈活的選擇。除此之外，泥漿的制備和含砂率的控制也是連續(xù)墻成槽時需要兼顧的重點，其中泥漿的制備在泥漿池中直接完成，本工程的連續(xù)墻在穿過厚度20m的粉細砂層厚，經過成槽的泥漿含砂率，被控制在11%左右，提高了泥漿的重復利用效果，同時能夠有效地控制含砂率。其利用流程有兩道：（1）生產新漿→新漿儲→開挖成槽→清槽→澆筑混凝土→回收→廢漿脫水處理→排放；（2）漿液脫水處理→循環(huán)漿沉淀→除砂器→循環(huán)漿處理→循環(huán)漿儲存→重新使用。與此同時，工程按照≤3‰的垂直度控制標準，成槽時借助室內自帶顯示儀器同步糾偏，在出現(xiàn)超標準時，重新調整成槽機，確保偏斜部位和長度都能夠符合規(guī)范設計要求。

2.2 鋼筋籠吊裝技術

考慮到工程所處區(qū)域為鬧市區(qū)，而所吊裝鋼筋籠噸位比較大，無法一次性完成整體吊裝，要求選擇安全系數(shù)最高的吊裝機械設備，并將鋼筋籠進行分節(jié)吊裝，在入槽后完成上下連接。為便于分節(jié)吊裝，在制作鋼筋籠時，按照圖1分節(jié)段加工制作和起吊鋼筋籠：

分節(jié)段加工制作時，位置適宜選在節(jié)點較少的地方以及在基層開面之內。權衡再三，最終將鋼筋籠分為上下兩節(jié)，上節(jié)長度34.4m，重量55t，下節(jié)長度29.1m，重量18t，中間搭接長度1.5m。鋼筋籠加工制作之后，利用雙機抬吊的方法，選用250t的主吊和100t的副吊。起吊時保持吊鉤中心和鋼筋籠中心的重合，吊至指定位置后，卸至安裝節(jié)點，但要求安排專人檢查鋼筋籠的平穩(wěn)狀態(tài)，包括吊機的側向旋轉等，都要保證下部鋼筋籠與地面保持垂直，直至平穩(wěn)入槽和定位，再開始與上部鋼筋籠的對接。在此值得一提的是，本地鐵工程的基坑不規(guī)則相比于規(guī)則性的基坑連續(xù)墻布置難度更大。藉此筆者建議在鋼筋籠的內角設置撐筋，通過吊裝驗算，分析鋼筋籠受力狀況、鋼絲繩強度、主吊把桿長度、吊攀、卸扣等。具體的吊點布置方法，見圖2：

按照圖2方法布置吊點，在吊點位置焊接規(guī)格Φ32的圓鋼，作為加強吊筋。圓鋼焊接的長度和質量等都必須滿足以上吊裝驗算的參數(shù)要求。

2.3 成槽后沉渣厚度控制技術

成槽清孔工序，沉渣厚度的控制，要求貫穿于整道工序。首先是第一次清孔，由于成槽時需穿過粉細砂層，以致泥漿中摻雜了大量粉細砂，使得泥漿含砂率超標，因此要求在成槽完畢至下放鋼筋籠這段時間，要至少保持2h的泥漿穩(wěn)定時間，大約在摻入泥漿內的粉細砂基本沉淀后，再借助成槽機來回清除干凈槽底的粉細砂。其次是第二次清孔，是在下放鋼筋籠并固定之后，測量沉渣厚度為50cm，將氣舉式反循環(huán)設備的導管伸入槽內，往槽內注入新鮮的泥漿，將舊泥漿置換出來，并利用濾砂機過濾舊泥漿，直至其含砂率達標。第二次清孔的技術難度相對較大，不僅需要控制氣液混合器置入導管內的深度，而且在壓縮空氣送進混合器內的時候，要調整泥漿空氣混合漿液的密度以及導管內外的壓力差值，方可便于泥漿沉渣的排除。經現(xiàn)場調整后的參數(shù)，概括為：（1）風壓：0.8～10MPa；（2）導管直徑：250mm；（3）分管直徑：25mm；（4）漿液混合器導管直徑：25mm；（5）導管排孔直徑：8mm。按照這些參數(shù)清孔，在剛開始送風時，風量不宜太大，風壓則以稍小于孔底水頭壓力為標準，在沉渣厚度和體積比較大時，再適當增加送風量。最后是檢查清底部換漿的效果，重點是吸漿和補漿數(shù)量是否均衡以及溢出槽外的泥漿面，是否在導墻頂面30cm以外，否則需要重新補漿。

2.4 混凝土灌注技術

成槽后，槽段寬度、深度為5.5m、60m，需要灌注體積360m?的混凝土，屬于大體積混凝土灌注施工。在下放鋼筋籠和做好防繞流準備工作后，開始灌注混凝土。本工程選用抗?jié)B等級S10、設計強度C30的混凝土，借助雙導管澆筑，目的是提高灌注面和灌注速度。其中導管與導管之間的間隔控制在2.5m以內，每個導管與槽段端頭的距離至多為1.5m。首次使用導管，要現(xiàn)場進行水密和承壓試驗，然后按照既定的初罐量，導管底部需要埋入混凝土內約1.25m，這樣才能夠避免出現(xiàn)脫管和底部混凝土離析問題。另外，初灌時混凝土足量能夠將孔底的沉渣有效帶出，使得樁基的承載性能得以提升。首次灌注并檢驗導管埋入混凝土的狀態(tài)后，繼續(xù)連續(xù)灌注混凝土，混凝土上升速度至少為2m/h，導管底部埋入混凝土內的長度，控制在2～6m范圍內，同時密切關注混凝土的標高，檢查是否存在塌方跡象。如果需要暫時中斷灌注，其停留時間不得大于30min。在混凝土澆筑期間，存在三個施工問題，將其歸納總結如下：

問題一：導管斷裂。本工程使用的兩根導管均超過60m，自重大。在連續(xù)澆筑時，有數(shù)次出現(xiàn)法蘭接頭被鋼筋卡住的現(xiàn)象，而起拔的導管力度太大，導致導管斷裂，并被迫中斷混凝土的澆筑。針對該施工問題，筆者提出的解決思路是：第一時間下放備用導管倉內的導管，但期間依然保持斷裂斷管的澆灌，直至備用管道埋入混凝土內的長度達到規(guī)范標準，再將斷裂的導管拔出，繼續(xù)完成剩余混凝土的灌注。

問題二：堵管。本工程混凝土澆筑量大，分批配置后運至現(xiàn)場，某些混凝土和易性比較差，其內摻雜了粒徑大小不一的卵石，灌注時堵塞了導管。為避免堵管問題，筆者認為需要加強配料環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理工作，確?；炷林袥]有摻雜粒徑太大的碎石和卵石，同時在施工時，以30cm左右的幅度上下振動導管。假如出現(xiàn)嚴重堵塞，將導管插入混凝土面以內1m，同時借助導桿式泥漿泵抽出導管內滯留泥漿，再以較大的沖力將存滿儲料倉的混凝土大量灌入管道內，即可沖掉堵塞的卵石和碎石。

問題三：鋼筋籠上浮。由于清孔不徹底，孔底沉渣厚度太大，在澆筑混凝土時，被置換出來的沉渣拱起鋼筋籠，出現(xiàn)鋼筋籠上浮跡象。盡管本工程使用的鋼筋籠體積和重量大，上浮問題的發(fā)生概率較低，但為了預防鋼筋籠上浮，在鋼筋籠的正反面都焊接了預防鋼筋籠上浮的“倒刺”，同時在澆筑時嚴格控制混凝土的澆筑速度和坍落度，以預防鋼筋籠上浮問題的出現(xiàn)。

3 結語

文章通過研究，基本明確了案例地鐵工程異型連續(xù)墻施工的方法，將相關的技術概括為成槽技術、鋼筋籠吊裝技術、成槽后沉渣厚度控制技術、混凝土灌注技術，相關工程在參考借鑒本工程的施工技術經驗時，需結合自身工程的實際情況，予以因地制宜地靈活應用，以保證這些施工技術的適用性。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）