地鐵車站基坑圍護(hù)施工中地下連續(xù)墻的應(yīng)用

張 廣

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，北京 101300）

1 工程概況

某地鐵項(xiàng)目中，承接內(nèi)容為某市軌道交通5 號(hào)線二期工程的土建項(xiàng)目，承建范圍包括工程前期的建設(shè)、土建項(xiàng)目、機(jī)電安裝與維修等，工程涉及站點(diǎn)共計(jì)5 個(gè)站點(diǎn)，長(zhǎng)度總計(jì)為9219 m。其中，某市的地鐵公園站在該市地鐵線路中為第16 站，為地下二層車站，該站點(diǎn)的長(zhǎng)度總計(jì)為241.65 m，設(shè)計(jì)寬度總計(jì)為21.5 m，開(kāi)挖深度為17.33～19.45 m，車站的端點(diǎn)發(fā)井方式均為盾構(gòu)的形式。

2 施工方法

通過(guò)采用明挖順筑的施工方法，具體使用地下連續(xù)墻與內(nèi)支撐體系相結(jié)合的方式，車站的主體部分是采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單柱雙跨箱形框架結(jié)構(gòu)，局部使用兩柱三跨的方式。線路為下坡路段，坡度數(shù)值是2‰。車站位置處于某鎮(zhèn)中心，地面高程為13.15～14.02 m，某路中段為雙向8 車道，計(jì)劃把道路寬度擴(kuò)大至62 m，另一路為雙向6 車道，規(guī)劃把道路加寬至38 m。地下二層為島式換乘車站，車站之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)線。該段施工方法采用明挖法，始發(fā)站為大里程端盾構(gòu)，接收站為小里程端，基坑的尺寸是17.3～27.3 m。

3 地下連續(xù)墻的施工方法

3.1 施工前準(zhǔn)備

地下連續(xù)墻施工前應(yīng)該針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做好調(diào)查，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地下管線布局、四周的建筑，結(jié)合施工的整體設(shè)計(jì)做出合理性的地下連續(xù)墻施工規(guī)劃。

3.2 劃分施工槽段

（1）在該工程施工的過(guò)程中，使用的主要機(jī)械設(shè)備為寶峨GB 35 自動(dòng)監(jiān)測(cè)調(diào)整履帶式液壓抓斗成槽機(jī)，該設(shè)備由德國(guó)制造，其性能參數(shù)的具體情況為：最大挖掘深度50 m，挖掘施工寬度可以達(dá)到1.2 m，最大挖掘能力2 m3，抓斗的伸展距離達(dá)到3.5 m。在異型墻體施工的過(guò)程中，該機(jī)械設(shè)備施工比較便利，節(jié)省了大量來(lái)回搬運(yùn)機(jī)器設(shè)備的時(shí)間，使墻體的垂直度能夠滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）在劃分單元槽段時(shí)，盡量避免設(shè)在轉(zhuǎn)角位置，以此確保地連墻具有非常好的整體性。由于某地鐵站一期、二期都分布較厚的砂性土層，為了盡可能確保槽壁的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)裹漿或塌壁的情況，將兩車站單元的槽段寬度設(shè)置為4～6 m，標(biāo)準(zhǔn)槽段為6 m。按照這個(gè)原則標(biāo)準(zhǔn)地鐵一期某站一共分為110 個(gè)槽段，地鐵二期某站分為78 個(gè)槽段。

3.3 導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻在起到平面位置控制作用的同時(shí)，還可以發(fā)揮垂直導(dǎo)向、擋土和穩(wěn)定泥漿液面護(hù)槽的作用。在挖掘槽段以前，需要事先沿著地下連續(xù)墻軸線兩側(cè)，將導(dǎo)墻修筑好，這樣才能有效避免出現(xiàn)地面土坍塌的現(xiàn)象，以此保證成槽工作順利開(kāi)展。導(dǎo)墻施工設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)如下：

（1）導(dǎo)墻的厚度設(shè)置為20 cm，高度設(shè)置為1.5 m，比地下連續(xù)梁寬4 cm 以上，給液壓抓斗施工預(yù)留工作臺(tái)面。

（2）轉(zhuǎn)角一側(cè)的導(dǎo)墻要向外延伸50 cm 左右，使連續(xù)墻轉(zhuǎn)角位置的混凝土施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。地面要比導(dǎo)墻低20 cm 左右，使地面水不會(huì)流入到槽中，給導(dǎo)墻造成負(fù)面的影響。

（3）在導(dǎo)墻頂部將槽段劃分好，并將高程標(biāo)記清楚，使鋼筋高程安裝得以準(zhǔn)確的掌控。

（4）拆除導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)模板時(shí)，要將兩道支撐加設(shè)在墻體間，回填外層側(cè)時(shí)，要采取對(duì)稱施工的辦法，再分層壓實(shí)。

（5）在導(dǎo)墻混凝土的強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，重型機(jī)械設(shè)備不可以在導(dǎo)墻四周1 m 的范圍之內(nèi)停留、行駛或者是施工，防止導(dǎo)墻在受到振動(dòng)以后出現(xiàn)變形的情況。

（6）在導(dǎo)墻混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，地下連續(xù)墻施工方可繼續(xù)施工。

3.4 制作泥漿

地下連續(xù)墻施工時(shí)，泥漿可以發(fā)揮較好的攜渣、護(hù)臂、切土潤(rùn)滑和冷卻機(jī)具的作用，正確使用泥漿能夠確保挖槽施工得以順利的實(shí)施。以施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和施工工期為基礎(chǔ)，在下沙西站設(shè)置2 個(gè)4 格泥漿池，在下沙中心站設(shè)置1 個(gè)6 格泥漿池。

在成槽時(shí)，伴隨著槽段深度的增加，要將槽內(nèi)的泥漿及時(shí)補(bǔ)充充足，使槽內(nèi)泥漿高度比地下水位高出1 m 以上，也可以使施工液位保持在最高位置處，比導(dǎo)墻頂面要高0.3 m，防止槽壁塌方使槽內(nèi)外壓力出現(xiàn)失衡的情況。在砂層施工的過(guò)程中，泥漿黏度和密度要比設(shè)計(jì)值略高一些，現(xiàn)場(chǎng)泥漿儲(chǔ)備量要充足。

3.5 埋設(shè)預(yù)制鋼套筒導(dǎo)向嵌巖系統(tǒng)

首先，需要用沖擊鉆在軟質(zhì)地層進(jìn)行鉆孔，然后將預(yù)制鋼套筒導(dǎo)向嵌巖系統(tǒng)進(jìn)行吊放安置，鋼套筒的長(zhǎng)度要與孔的深度相適宜，不可短于孔深。預(yù)制鋼套筒導(dǎo)向嵌巖系統(tǒng)在被吊起后，需要通過(guò)設(shè)備檢測(cè)，以此保證其與底面垂直；在下放過(guò)程中，如果速度過(guò)快，可能會(huì)導(dǎo)致鋼套筒碰到槽壁而導(dǎo)致出現(xiàn)槽孔塌陷現(xiàn)象，甚至?xí)p壞掉鋼套筒，所以，應(yīng)該適當(dāng)放慢其下放速度。

將預(yù)制鋼套筒導(dǎo)向嵌巖系統(tǒng)下放至槽孔底部后，需要用鋼筋將其與地下連續(xù)墻的導(dǎo)墻進(jìn)行固定，防止其移動(dòng)。將鋼套筒高于導(dǎo)墻的部分切除，然后把預(yù)制鋼套筒導(dǎo)向嵌巖系統(tǒng)與橫跨穿過(guò)其間隙的鋼筋進(jìn)行焊接。

3.6 潛孔鉆成孔

（1）鉆頭的對(duì)準(zhǔn)部位為鋼套筒孔位，對(duì)其垂直度進(jìn)行檢查，使用工具為水平尺或者錘球，確保鉆桿處于垂直狀態(tài)，接下來(lái)做鉆進(jìn)工作。鉆桿長(zhǎng)度為3 m/節(jié)，進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，需要根據(jù)深度添加鉆桿，直至到達(dá)規(guī)定深度。與鉆機(jī)同時(shí)使用的壓縮機(jī)為L(zhǎng)G 16/13GY，排氣量16 m3。在進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí)，潛孔鉆機(jī)在活塞桿的反復(fù)運(yùn)動(dòng)下，推動(dòng)了回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)的前進(jìn)，鉆具在孔底通過(guò)軸壓作用，完成了鑿巖推進(jìn)工作。并且鉆桿通過(guò)高壓風(fēng)在空心軸作用下進(jìn)入沖擊器，吹碴工作在鉆頭通風(fēng)孔的作用下實(shí)現(xiàn)，孔底的雜物就可以吹到孔外。

（2）完成潛孔鉆機(jī)工作后，繼續(xù)使用沖擊鉆機(jī)施工作業(yè)，使用的沖擊鉆型號(hào)為CK-6C 型。開(kāi)始作業(yè)前，相關(guān)作業(yè)人員需要對(duì)所作業(yè)的地理狀況予以了解，掌握作業(yè)的地層，結(jié)合地理情況與圍巖性質(zhì)合理調(diào)整鉆進(jìn)數(shù)據(jù)。

（3）鉆進(jìn)時(shí)，必須確保沖擊鉆鉆進(jìn)的準(zhǔn)確性，不得出現(xiàn)沉陷的情況，如有以上情況發(fā)生，應(yīng)該馬上采取相應(yīng)的處理措施。如果需要對(duì)孔中的事故進(jìn)行處理，或者由于故障臨時(shí)停止作業(yè)務(wù)必確保鉆頭是放在外面，不能置于里側(cè)，以免發(fā)生危險(xiǎn)。樁機(jī)就位后便可進(jìn)行鉆孔作業(yè)。破碎沖擊巖、排巖時(shí)，以反循環(huán)排渣的方式。通過(guò)鉆機(jī)反復(fù)的作業(yè)，最終的深度實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。鉆進(jìn)中需要確保成孔的深度在設(shè)計(jì)深度以上[1]。

（4）成孔施工完成后，需要重復(fù)成槽工序：①采用開(kāi)槽機(jī)在規(guī)定槽段開(kāi)挖成槽，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，再利用泥漿凈化機(jī)對(duì)槽內(nèi)進(jìn)行清理；②將潛水泥砂泵吊放至槽底，工作時(shí)需要把槽底濃泥漿里含有的碎石屑等抽出來(lái)，然后將其運(yùn)送到泥漿凈化機(jī)里；③使用振動(dòng)篩工具把石屑分離到地面上，使其含水率及含泥率大幅度的下降，從而可以直接運(yùn)離出槽段[2-4]。

4 主要技術(shù)參數(shù)

（1）車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用地下連續(xù)墻的方式，厚度為800 mm，墻幅的基礎(chǔ)寬度分別為4.5 m、5.5 m 與6.5 m。使用鉆孔工具型號(hào)為CM358A 的潛孔鉆，鉆桿直徑為76 mm，鉆頭直徑為138 mm。鋼套筒使用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為8.944 m 的鋼套筒管，其外徑為152 mm，壁厚為6 mm。使用限位鋼板共計(jì)3 塊，規(guī)格為800 mm×700 mm×20 mm，在鋼套筒從上至下3 個(gè)部位分別放置，上部采取臨時(shí)點(diǎn)焊的方式連接，用電焊的方式將中部與下部限位鋼板與鋼套筒焊接牢固[5-7]。

（2）使用限位鋼板3 塊，尺寸為800 mm×700 mm×20 mm，所有限位鋼板均標(biāo)示出潛孔鉆具體的位置，然后使用氧氣乙炔火焰槍切割。然后將鋼套筒穿入已經(jīng)切好的孔內(nèi)，在鋼套筒從上至下3 個(gè)位置分別放置3 塊限位鋼板，上部采取臨時(shí)點(diǎn)焊的方式連接，用電焊的方式將中部與下部限位鋼板與鋼套筒焊接牢固，以便于隨著地下連續(xù)墻孔的深度來(lái)對(duì)套筒長(zhǎng)度做合理的調(diào)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)的鋼套筒長(zhǎng)度為8.944 m，在現(xiàn)場(chǎng)提前準(zhǔn)備好一些長(zhǎng)度分別為1 m、2 m 與5 m 的鋼套筒做為臨時(shí)備用，然后結(jié)合孔的深度選擇與之對(duì)應(yīng)的鋼套筒，把其套在標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼套筒上[8]。

（3）地下連續(xù)墻的6 m 槽段布設(shè)的孔分別是主孔5 個(gè)（1～5）、副孔4 個(gè)（6～9）。完成孔位布設(shè)以后，在對(duì)應(yīng)的孔位上定位2 種鋼套管，各個(gè)主孔位之間的中心距離為150 cm，主孔副孔位中心的距離為75 cm。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于在鉆機(jī)工作中，會(huì)受到斜向巖面、巖層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，而造成沖擊孔洞出現(xiàn)偏斜的情況，嚴(yán)重影響垂直度，使成孔效果受到不良影響，不僅延誤了施工進(jìn)度，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)支出，而且還造成一定的損失。以某工程項(xiàng)目作為施工案例，深入研究了地下連續(xù)墻的施工過(guò)程，進(jìn)而解決了由于沖擊鉆成孔效率低下的問(wèn)題，而且還大大節(jié)省了人力、物力以及設(shè)備方面的費(fèi)用支出。