明挖法和蓋挖法地連墻接頭處防滲水措施

□ 吳 蕊

為了減少地鐵工程施工的密集程度，降低在工程中投入的成本，在減緩交通的壓力以及提升施工速度的前提下，需要盡可能地降低交通密集對市區(qū)居民生活造成的影響。施工技術(shù)人員可以將明挖法和蓋挖法相結(jié)合，探究施工特征，有效緩解地連接墻交接處防滲水問題，保障工程施工的質(zhì)量和效率。

1??明挖法和蓋挖法概述

1.1 明挖法

該種施工模式主要是指地下結(jié)構(gòu)施工過程中，從地面向下進(jìn)行分段、分層次的依次挖掘，直到結(jié)構(gòu)達(dá)到需求的高程以及尺寸，而后在基坑之中實(shí)施主體結(jié)構(gòu)的施工以及開展防水工作，最后進(jìn)行回填，恢復(fù)地面[1]。優(yōu)點(diǎn)為快捷、施工簡單、經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)、安全性較高。一般狀況下，城市的地下隧道施工初期，都會(huì)將其當(dāng)作是首選開挖模式。該種挖掘模式的缺點(diǎn)會(huì)對周圍的環(huán)境造成較大影響。

1.2 蓋挖法

若地下的工程施工過程中，需要穿過建筑、公路等障礙物時(shí)，就需要運(yùn)用該種施工模式，主要是從地面向下開挖，達(dá)到一定深度之后將頂部封閉，其余的工程需要在封閉環(huán)境之下開展施工。為此，主體結(jié)構(gòu)能夠順作，也能夠逆作。蓋挖法主要適用于隧道在地下水位之上，土質(zhì)較為松散的區(qū)域。這種模式的特征為安全系數(shù)相對較高，對結(jié)構(gòu)水平位移相對較小，對地面沒有較大的影響，僅需要在短暫的時(shí)間內(nèi)將地面交通進(jìn)行封鎖，并且氣候環(huán)境對施工的影響相對較小。但是，蓋挖法不可以留下較多豎井，在后續(xù)進(jìn)行挖方的過程中需要進(jìn)行水平運(yùn)輸，導(dǎo)致施工空間相對較小，施工速度較為緩慢，出圖不變，工期相對較長，需要投入的成本較高[2]。

2??工程概況

杭州地鐵5號線平海路站為地下兩層雙柱三跨島式車站，車站共設(shè)4個(gè)出入口及2組風(fēng)亭，車站規(guī)模478.40m×21.30m。車站頂板覆土約3m。基坑標(biāo)準(zhǔn)段底板埋深約16.50m，盾構(gòu)段深17.80m，風(fēng)亭及出入口均為地下一層結(jié)構(gòu)。為減少施工對道路交通的影響，車站采用半蓋挖法施工，基坑采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的圍護(hù)方案。

城站站底板座落在粉黏土層上，車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度在24.00m，盾構(gòu)井段深25.25m；標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度為20.90m，盾構(gòu)段基坑寬度為24.95m。根據(jù)本車站所處的環(huán)境、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及水文資料條件以及基坑深度，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較、計(jì)算分析和工程類比，車站側(cè)墻結(jié)構(gòu)采用復(fù)合墻體系，地下連續(xù)墻接頭采用型鋼接頭，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1000mm地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的支護(hù)形式。

5號線北基坑標(biāo)準(zhǔn)段基坑采用7道支撐（含換撐）進(jìn)行支護(hù)，其中第1、2、4道為鋼筋混凝土支撐，其余為鋼支撐（Φ800，t=16mm），第6道設(shè)置有換撐；端頭井段基坑設(shè)置8道支撐（含換撐）進(jìn)行支護(hù)，其中第1、2、4道為鋼筋混凝土支撐，其余為鋼支撐（Φ800，t=16mm），第6道設(shè)置有換撐。5號線南端基坑已施工完成。

鋼格構(gòu)柱尺寸采用500mmX500mm的形式，立柱樁采用Φ1000的鉆孔灌注樁，樁底進(jìn)入中風(fēng)化巖500m。車站上方存在400mm×400mm通信管、φ300給水管、φ1000的混凝土雨水管，當(dāng)主體施工時(shí)臨時(shí)改移至車站外，在主體施工完畢后回遷至頂板上方。

3??工程地質(zhì)水文條件

在進(jìn)行工程施工中，對施工現(xiàn)場的地質(zhì)層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對巖性特征、埋藏條件等進(jìn)行設(shè)定，可以結(jié)合周邊建筑物進(jìn)行建筑物勘察。例如對人工填土、雜填土、素填土、砂質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉土等設(shè)定切實(shí)可行的施工方案。

人工填土分為沖積層和亞層（三層）。

雜填土整體狀態(tài)松散，表層為800mm的混凝土，其余為瀝青混合碎磚、碎石等建筑垃圾組成。通過對雜填土進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場碎石平均直徑為80mm、最大粒徑達(dá)100mm以上，且成分較為復(fù)雜，均一性較差。

素填土水文地質(zhì)條件較為松軟，主要由粉性土以及黏性土組成，含有少量碎石以及建筑垃圾，局部甚至可見植物根系。

砂質(zhì)粉土整體以灰黃色土為主，局部土質(zhì)含有云母、氧化鐵、局部夾雜少量黏性土。

砂質(zhì)粉土夾粉砂整體以灰黃色中密度土層為主。

砂質(zhì)粉質(zhì)黏土整體呈灰色稍密，含有云母以及貝殼碎屑。

4??施工技術(shù)與防滲原理

4.1 施工技術(shù)

當(dāng)進(jìn)行連續(xù)性強(qiáng)撐槽的地下施工過程時(shí)，在蓋挖法和明挖法的地下連接墻面處的外側(cè)，開挖出防滲墻。實(shí)施清槽之后，在槽中吊放鋼筋籠時(shí)，需要在防滲墻處安裝防滲漿塊，而后使用導(dǎo)管，在地下灌注混凝土，形成連續(xù)墻體。

4.2 防滲原理

由于使用明挖法和蓋挖法會(huì)導(dǎo)致地下連續(xù)墻交界處的土體產(chǎn)生變形，使地下連續(xù)墻產(chǎn)生錯(cuò)位。借助這種錯(cuò)位可在連續(xù)墻之間增加密封裝置，將這種錯(cuò)位產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)力使用在密封裝置中，提升防滲水功效。較強(qiáng)的剪力作用能將防滲剪塊，緊緊地與地下連接墻墻體擠壓在一起。而后，運(yùn)用橡膠漿墊層密封壓緊，從而保證防水效果[3]。

4.3 施工措施操作工序

4.3.1 測定出土層滲透的系數(shù)

在施工的過程中，需要明確蓋挖法和明挖法地下連接墻交接處滲透的系數(shù)，確保最大滲透系數(shù)測量精準(zhǔn)。根據(jù)所得的具體信息來確認(rèn)防滲剪塊裝置的具體尺寸，對滲透系數(shù)進(jìn)行測量的主要方式如下：

（1）選取出地質(zhì)勘探點(diǎn)。在明挖法以及蓋挖法產(chǎn)生的地下連續(xù)墻交界處，施工技術(shù)工作人員需要在連續(xù)墻的兩側(cè)選出地質(zhì)勘測點(diǎn)，間距需要控制在3000mm左右。

（2）鉆置出地質(zhì)勘探孔。技術(shù)人員要熟練使用轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備，在各個(gè)地質(zhì)勘探地點(diǎn)進(jìn)行垂直向下的、自然的鉆孔工作?？碧娇椎闹睆綖?00mm，要求勘探孔深度在3300mm。

（3）測定出滲透系數(shù)。把兩個(gè)勘探孔內(nèi)獲得的圖樣送到檢測土質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室中，運(yùn)用常水滲透實(shí)驗(yàn)進(jìn)行參透系數(shù)的測定。對其他的勘探孔所獲取的土樣，運(yùn)用變水頭滲透試驗(yàn)確定滲透系數(shù)。對具有同樣滲透系數(shù)的土樣進(jìn)行分析，選取出最大滲透系數(shù)進(jìn)行記錄。

4.3.2 開挖防滲槽

在明挖法和蓋挖法地下連接墻交接地面處，需要開挖防滲槽，在設(shè)置防滲槽時(shí)，保證使用明挖法以及蓋挖法產(chǎn)生的地下連續(xù)墻的交界面要對稱，防滲槽的深度要控制在3000mm以內(nèi)，水平橫截面的形狀要設(shè)置成矩形。長度與地下連續(xù)墻的的水平走線一端保持一致，長度為2000mm，另一端長度是1000mm。

4.3.3 安裝槽鋼，設(shè)置變形縫

防滲槽開挖后，需要沿著地下連續(xù)墻的水平走線在蓋挖法和明挖法地下連續(xù)墻交界面處的兩側(cè)，將鋼筋籠設(shè)備和槽鋼設(shè)備分別放入連續(xù)墻槽段與防滲墻之內(nèi)，使槽鋼能夠同時(shí)插入至地下連續(xù)墻的防滲槽和槽段內(nèi)。兩塊槽鋼均凹向連續(xù)墻交界面處，保證連續(xù)墻交界面的平面具有較強(qiáng)的對稱性。各個(gè)槽鋼都運(yùn)用焊接模式，將其固定于鋼筋籠上。在蓋挖法和明挖法地下連續(xù)墻的交界面地點(diǎn)設(shè)置垂直貫通性的變形縫，兩側(cè)的變形縫需要面對面的對稱，運(yùn)用20mm到30mm寬木板進(jìn)行填塞。

4.3.4 安裝上防滲剪塊

使用吊車垂直吊起防滲剪塊，全方位調(diào)整防滲塊的各個(gè)平面，使防滲剪塊的長度方向與地面保持垂直，把防滲剪塊均勻地放入防滲槽內(nèi)兩塊槽鋼間，一直到防滲剪塊底端和防滲槽底部相接觸，方可停止作業(yè)。在對防滲剪塊平面方位進(jìn)行調(diào)整的過程中，需將橡膠密封墊層表面調(diào)整致可以與地下連續(xù)墻槽段緊密貼合。防滲剪塊主要是由橡膠密封墊與鋼板兩部分粘貼組成，防滲剪塊的長度是3000mm，寬度是1000mm，厚度是80mm。

5??施工關(guān)鍵技術(shù)

5.1 開挖防滲槽

由于防滲墻長度相對較短，所以需要注意孔壁具有的穩(wěn)定性，要重視以下幾點(diǎn)：

首先，在進(jìn)行泥漿護(hù)壁操作的過程中，需要適當(dāng)將泥漿的黏度和比重提升，防止防滲槽的孔壁出現(xiàn)塌落現(xiàn)象。其次，在防滲槽的兩側(cè)，垂直于地下連續(xù)墻方向上，插上兩塊比地連墻深度更大的鋼板，起到臨時(shí)支撐防滲墻的作用。

5.2 防滲剪塊制作和安裝

防滲剪塊，特別是密封橡膠墊和鋼板的連接處，作為抵御滲水以及抵抗外力形變的關(guān)鍵之一，進(jìn)行制作的過程中，需要重視以下幾點(diǎn)：

第一，保障鋼板的平面具有安全性和整潔。

第二，運(yùn)用聚氨酯類的黏膠劑，把鋼板和密封橡膠墊層進(jìn)行黏連之后，需要對質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證鋼板和橡膠墊層能夠緊密黏連。

防滲剪塊在安裝之后的質(zhì)量會(huì)直接關(guān)系到地連墻交接面抵抗?fàn)顩r。所以，在對防滲剪塊進(jìn)行安裝的過程中，需要對剪塊垂直度進(jìn)行適當(dāng)?shù)某C正。

6??結(jié)語

綜上所述，因?yàn)槊魍诜ㄅc蓋挖法施工剛度差異相對較大，而且形變不一致，導(dǎo)致施工問題層出不窮。本文對某一地鐵明挖法和蓋挖法地連墻接頭處的防滲水措施進(jìn)行探究之后，發(fā)現(xiàn)明挖法和蓋挖法相結(jié)合，能夠有效解決滲水問題。運(yùn)用該種模式操作較為便捷，材料能夠提前進(jìn)行預(yù)制，可以顯著提升工程施工的可靠度和質(zhì)量。加之，應(yīng)用該種措施所需要的材料相對較少，經(jīng)濟(jì)效益更優(yōu)。最主要的是該種施工措施能夠確保連接處的結(jié)構(gòu)變形較小，在可控范圍之內(nèi)，工程的安全性和穩(wěn)定性較強(qiáng)。