“兩鉆一抓”法在地鐵車站施工中的應用

□文/耿生春 高正強

1 工程概況

1.1 車站概況

天津濱海新區(qū)軌道交通Z4線一期工程融仁路車站為地鐵Z4線與B3線的換乘車站，地下3層，車站面積37 563 m2，其中車站Z4線方向（南北）長度為320 m，B3線方向（東西）長度為205.6 m，車站B3線主體圍護結構采用地下連續(xù)墻形式，墻寬1.0 m、長54 m，共計82幅，混凝土設計強度等級為水下C40，抗?jié)B等級P8，地下連續(xù)墻接頭采用工字鋼接頭方式。

1.2 工程地質情況

在融仁路站B3線施工區(qū)域、地下連續(xù)墻施工深度范圍內，標高-29.84～-45.44 m處為厚約16 m的硬質粉砂層，呈密實狀態(tài)，標準貫入度值小，見圖1。

2 施工方法選擇

根據(jù)地勘報告，地下連續(xù)墻頂以下約30 m位置即進入硬砂層，該砂層標貫值小，通過先期首件施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計得，此超深地下連續(xù)墻采用純抓法成槽時間為78 h，工效低，進度慢，同時地下連續(xù)墻垂直度控制難度大融仁路車站為項目控制性工程，施工進度將會影響后續(xù)盾構始發(fā)的節(jié)點工期，從進度管理上需提高施工效率，加快進度。結合同地區(qū)深基坑施工項目的經驗“兩鉆一抓”施工方法確實可有效提高同類地質情況下地下連續(xù)墻施工成槽效率。

3 工藝原理

地下連續(xù)墻成槽施工采用鉆頭直徑與地下連續(xù)墻設計厚度相同的旋挖鉆機進行鉆孔，鉆孔孔距結合成槽抓斗的寬度來確定；引孔至穿過全部砂層后停止，然后采用成槽機抓斗挖除兩孔之間土體，進行成槽檢測，合格后吊放鋼筋籠（含工字鋼接頭）并利用導管澆灌水下混凝土。施工流程見圖2。

圖1 B3線地質地層分布

4 施工方法

4.1 測量放線

根據(jù)導線控制點，在施工場地內布設施工測量控制點，利用施工測量控制點進行施工放樣，確定地下連續(xù)墻軸線及轉點位置，同時在施工過程中要定期對基點樁位進行復測，確保控制點的精度。

圖2 地下連續(xù)墻施工工藝流程

4.2 導墻施工

導墻形式為“┐┌”形，中心線外放10 cm，以防止地下連續(xù)墻施工侵界。側墻厚度150 mm，翼板厚度150 mm，導墻寬度1 040 mm，根據(jù)地質情況，導墻開挖深度在1.5～2.5 m之間。

4.3 引孔施工

先利用旋挖鉆機進行引孔施工（接頭孔、導向孔），引孔距離根據(jù)地下連續(xù)墻寬度和抓斗寬度來確定，引孔至穿過全部砂層后停止，然后再采用成槽機抓斗挖除兩孔間土體至設計孔底標高，見圖3。

圖3 地下連續(xù)墻引孔施工

根據(jù)地下連續(xù)墻成槽寬度和抓斗寬度，確定引孔位置。引孔采用旋挖鉆機施工，施工過程中鉆機底座保證平整穩(wěn)固，確保不發(fā)生傾斜和移動,旋挖鉆機鉆具中心與孔位中心的允許偏差＜20 mm。引孔前調整旋挖鉆機的鉆桿垂直度，確保地下連續(xù)墻成槽后垂直度滿足要求，垂直度偏差控制≯1/500；引孔過程中應減少對相鄰孔洞的影響；注意及時補充泥漿,保證泥漿護壁穩(wěn)定，防止塌孔；鉆孔過程中根據(jù)地質情況控制進尺速度。

4.4 成槽施工

選用金泰SG46型成槽機，液壓抓斗垂直導墻中心線向下掘進，運用成槽機上的自動測斜儀隨挖隨測并用液壓糾偏裝置隨時糾偏。成槽時,泥漿應隨著出土而補入,以保證泥漿液面在規(guī)定高度上。成槽機掘進速度應控制在15 m/h左右,液壓抓斗不宜快速掘進,以防槽壁失穩(wěn),當挖至離槽底2～3 m時,應放測繩測深,防止超挖和欠挖。

挖槽過程中，抓斗入槽與出槽應慢速、穩(wěn)當，根據(jù)成槽機儀表及實測的垂直度及時糾偏。抓斗出入導墻口時要輕放慢提，防止泥漿掀起波浪，影響導墻下面及后面的土層穩(wěn)定。

成槽至預定標高后,對閉合幅及連接幅應進行接頭處理,采用特制刷壁器刷壁,刷壁往復次數(shù)應≥20次,以防止夾泥,確保接頭防水效果。槽段清底采用導管法進行泥漿氣舉反循環(huán)，保證沉淀物厚度＜100 mm，使槽底（0.2～1 m）泥漿達到規(guī)定要求標準。

4.5 鋼筋籠制作和吊放

該地下連續(xù)墻設計為工字鋼接頭，鋼筋籠整幅成型起吊入槽，施工過程中工字鋼與鋼筋籠焊接一并吊裝入槽。鋼筋籠內的桁架數(shù)量根據(jù)鋼筋籠的幅度按設計要求確定，以確保起吊時的剛度和強度。鋼筋籠起吊點采用φ28 mm圓鋼加固，吊點圓弧端直徑≮15 cm，加強圓鋼與鋼筋籠主筋采用滿焊連接，焊接長度30 cm。轉角槽段增加φ28 mm鋼筋支撐，每4 m一道，保障鋼筋籠在起吊過程中的整體穩(wěn)定性，鋼筋籠第一根水平筋用為φ28 mm鋼筋作吊點位置水平加強鋼筋并按設計要求安裝剪力鋼筋，以增加鋼筋籠整體剛度。

4.6 水下混凝土澆筑

地下連續(xù)墻采用導管法進行水下混凝土灌注，保證鋼筋籠下放完成至混凝土澆筑間隔時間不超過4 h?；炷翉姸鹊燃墳樗翪40，混凝土抗?jié)B等級為P8，配合比按設計要求通過試驗確定，坍落度宜為180～220 mm。

導管直徑為30 cm，施工前根據(jù)地下連續(xù)墻深度對導管的模數(shù)進行調整并預先做氣密性試驗，合格后方可用于地下連續(xù)墻混凝土灌注施工。

要求混凝土面上升速度≮2 m/h；槽內混凝土面高低差＜0.3 m；中途停頓時間≯30 min；導管埋深控制在2～6 m之間，間距≯3 m，距槽段兩端≯1.5 m。為保證地下連續(xù)墻頂端混凝土質量，混凝土澆灌頂面標高比設計標高高出≮1.2倍墻厚，確保鑿除浮漿層后的混凝土強度等級達到設計要求。

5 施工成果綜合分析

相比于純抓成槽法，“兩鉆一抓”成槽法效益顯著，見表1。

表1 純抓成槽法與“兩鉆一抓”成槽法對比

6 結語

在地質情況復雜地區(qū)，”兩鉆一抓”法將旋挖鉆機成孔和液壓成槽機成槽進行有效結合，對超深地下連續(xù)墻的施工進度、工程質量均有積極作用。