地下連續(xù)墻施工技術(shù)在地鐵工程中的應用

霍雅倩 姚傳勤 馬海彬 白蓉 曹建元

摘要：地下連續(xù)墻是一種較為先進的深基坑支護形式，是地鐵圍護結(jié)構(gòu)常用的一種方式，這種圍護結(jié)構(gòu)施工時對于周圍建筑物地基擾動小。文章以深圳市地鐵16號線安良站為實例，根據(jù)安良站地質(zhì)水文狀況，制定地下連續(xù)墻專項施工方案，對其施工工藝及重難點處理措施進行介紹，可為類似項目提供參考。

[作者簡介]霍雅倩（1995—），女，碩士，研究方向為土木工程建造與管理。

1 工程概況

深圳地鐵16號線安良站位于惠鹽中路東側(cè)，沿惠鹽中路南北向敷設(shè)，東南兩側(cè)各有一家物流公司，西側(cè)靠近兩棵160年的荔枝古樹，北側(cè)為安良村。本站長340.7 m，寬45.6 m，建筑面積達31 993 m2，基坑開挖深度為17.5～24.9 m，站臺采用為地下2層6跨14 m島式，主體為框架結(jié)構(gòu)，圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻和內(nèi)支撐支護組合體系，明挖順筑法施工。

2 施工地質(zhì)情況

經(jīng)勘測發(fā)現(xiàn)安良站所處地層為雜填土、含卵石、粉質(zhì)黏土、強風化花崗巖、中風化花崗巖和微風化花崗巖，地質(zhì)條件復雜，鉆孔溶洞率高，填土層等不良地層多;周邊民用住宅、商用建筑及工廠密集，構(gòu)筑物基礎(chǔ)形式多樣，管線密集，包含管廊、電力管溝、燃氣管道等敏感管線?；又ёo及土方開挖風險高，因此要綜合考慮對周邊建筑物、管線的安全影響。

3 地下連續(xù)墻施工

安良站以地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐作為圍護結(jié)構(gòu)體系，地下連續(xù)墻厚度有800 mm、1 000 mm兩種類型，單幅長度4～8 m，主要分為“一”字型、“Z”字型、“L”型及少量異型，各槽段之間采用工字鋼連接。由于安良站基坑開挖最大深度為24.9 m，為防止出現(xiàn)坍塌事故，確保施工安全進行，基坑內(nèi)側(cè)從下而上共布置4道支撐體系，第1道采用混凝土支撐，2～4道為800 mm鋼支撐。

當車站施工地下連續(xù)墻受到空間限制時采用沖擊鉆成槽，作業(yè)空間條件良好時采用液壓抓斗槽壁機成槽;受地質(zhì)條件復雜的影響，如遇到堅硬巖石層時，采用沖擊鉆機入巖;鋼筋籠在現(xiàn)場集中加工，履帶式起重機吊裝下放鋼筋籠入槽;水下灌注混凝土采用雙導管。

3.1 導墻施工

施工前首先必須完成征地拆遷、管道改遷、綠化遷移及場地平整等工作，并組織機械設(shè)備、人員安全有序進場。

（1）導墻形式為“┐┌”形，混凝土強度等級不低于C20，寬度為950 mm，側(cè)墻厚度為300 mm，翼板厚度為200 mm。采取分段施工長度控制在30～60 m之間，導墻之間的接茬部位嚴禁與接縫處重合。

（2）導墻深度根據(jù)地質(zhì)勘察報告并結(jié)合地下管線處理深度確定，經(jīng)考察施工場區(qū)內(nèi)地下管道及管線埋深在0.8～5.87 m，處理深度在1.0～6.0 m。導墻深度取值：①處理深度1.5 m以下，施工1.5 m深常規(guī)導墻;②處理深度1.5～2.0 m，采用二八灰土回填后，按開挖面以下300 mm深度加深導墻;③處理深度2.0 m以上，先在兩側(cè)采用雙排咬合樁進行槽壁加固處理，最后施工1.5 m深度的混凝土導墻。導墻溝槽開挖結(jié)束后立刻將導墻中心線與溝槽中心線連接，接著采用低強度混凝土澆筑而成的墊層作為底模。

（3）導墻開挖至設(shè)計深度后，綁扎導墻鋼筋，將導墻水平鋼筋置于內(nèi)側(cè)并連接成整體，豎向鋼筋鉤住地面;導墻側(cè)墻模板采用定型木模并采用鋼支撐頭加鋼管支撐保障措施加固模板;混凝土澆筑前在兩邊各設(shè)置一根導管，澆筑時要均勻?qū)ΨQ交替下料，同時將2臺振搗器間距600 mm放置，快速振搗;混凝土澆筑36 h，通過試驗判斷混凝土設(shè)計強度等級是否達到70 %以上;模板拆除嚴格遵守遵循“先支后拆，后支先拆”原則，拆除模板后立即鋪設(shè)上、下兩道木支撐，支撐呈梅花型，間距1.8 m。

為確保后續(xù)成槽施工質(zhì)量，在導墻的施工過程中定期對導墻的垂直度、軸線偏差和平整度等指標進行測量與控制，具體允許偏差值和檢測方法見表1。

3.2 泥漿制備

根據(jù)施工經(jīng)驗為滿足施工地質(zhì)要求，泥漿配置應按照最易坍塌地層設(shè)計，這樣才能使得槽壁更加穩(wěn)定可靠，確保地下連續(xù)墻施工的連續(xù)性。

（1）本工程優(yōu)先采用膨潤土和潔凈的淡水制備泥漿，配合比根據(jù)施工范圍內(nèi)地層物理力學指標并結(jié)合施工經(jīng)驗擬定為：膨潤土∶CMC∶純堿∶水=118 kg∶0.5 kg∶4.5 kg∶959 kg，施工現(xiàn)場在拌制泥漿時，各分加減量誤差不大于5 %。泥漿配合比根據(jù)地質(zhì)水文條件的變化做相應調(diào)整，當遇淤泥及淤泥質(zhì)土層等不良地質(zhì)時，通過增加膨潤土用量提高泥漿比重和粘度，必要時摻入重晶石粉、鋸末等外加劑，改善泥漿性能，維持槽壁穩(wěn)定。

（2）拌制完畢的泥漿不能立即使用，目的是讓新鮮泥漿充分發(fā)酵，達到泥漿使用規(guī)范要求。充分水化后的泥漿通過泥漿泵注入溝槽，在成槽完成后和刷壁符合要求時，及時抽取槽內(nèi)上、中、下三段的泥漿進行比重、粘度、含砂率和pH值的指標測定;首次泵送混凝土后，及時回收泥漿，若回收的泥漿性能符合施工要求，則將回收的泥漿再次注入，以便提高資源利用率;若泥漿性能指標不足以再次利用，則將廢漿引入專門的沉淀池中，然后采用泥漿分離系統(tǒng)將廢棄泥漿進行水、泥分離，處理后的泥漿廢渣不得隨意放置在施工場地或其他影響城市容貌的地方，應集中處理外運指定地點，分離后的水循環(huán)利用。

（3）泥漿性能控制：根據(jù)泥漿不同使用階段及時進行泥漿指標的檢驗，防止出現(xiàn)泥漿滲漏及土體失穩(wěn)。因此需要每2 h就對泥漿容重、含砂率、粘度、pH值等關(guān)鍵指標進行測定。檢驗標準如表2所示。

3.3 成槽施工

由于安良站地質(zhì)條件復雜，鉆孔溶洞率高且為全線建筑規(guī)模最大的站點，工作量大、工期緊張，計劃采用3臺懸吊式液壓成槽機進行成槽施工，確保達成施工進度目標，若液壓抓斗成槽至巖面后不能達到設(shè)計終孔標高時，則采用2臺沖擊鉆進行入巖處理。

（1）采用“跳孔挖掘法”的順序進行單元槽段施工。即每個施工段按照n、n+2、n-1、n+1、n+3、n-2、n+4、n-3的順序跳槽依次施工。成槽施工中，先施工“L”形轉(zhuǎn)角、接著進行"Z"形槽段處理，最后完成其他的槽段。其中n、n+2幅鋼筋籠兩端均帶H型鋼接頭，n+1幅兩端均無H型鋼接頭，其余各幅均為一端帶H型鋼接頭，設(shè)置于與后幅連接處（圖1）。

（2）單元槽段施工。槽機抓斗入槽、出槽要瞄準位置，控制抓斗下放，避免抓斗觸碰槽壁，并控制每進尺不超過50 cm;整個成槽過程中，司機須時刻觀察液壓成槽機儀表盤上顯示的有關(guān)垂直度的數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差立刻停止繼續(xù)施工，及時糾偏控制成槽精度;每幅溝槽完工后設(shè)置3個檢測點，利用超聲波進行測深，及時對成槽質(zhì)量情況判斷。

（3）清底刷壁。整個施工槽段開挖至設(shè)計標高后停止開完，停置1 h后，從設(shè)計標高起沿槽段長度方向以1 m/s的速度，下放抓斗，清掃溝槽底部沉渣，清槽時須考慮地質(zhì)情況，確保施工安全進行。如果地下連續(xù)墻槽段深度較大，抓斗清孔后采用泵吸式反循環(huán)工藝清孔，即用新鮮泥漿置換槽內(nèi)廢漿，并及時補充性能指標符合要求的泥漿，目的是為了維持槽底漿面平衡。

刷壁是成槽收尾過程中必不可少的環(huán)節(jié)，規(guī)范的刷壁流程可以使地下連續(xù)墻圍護具有防水的效果。本站地下連續(xù)墻接頭采用鋼板焊接，接頭為“H”型，因此選擇偏心吊刷進行自上而下刷壁，，通過觀察刷壁器的毛刷面無泥判斷刷壁是否完成。

3.4 鋼筋籠制作與吊裝

鋼筋籠現(xiàn)場整體制作成型整體吊裝，如果受到外界條件限制吊裝不便時，分段制作鋼筋籠，分節(jié)吊裝。為保證后續(xù)混凝土灌注順利，主筋焊接間距要考慮混凝土粗骨料是否可以順利通過，一般要求焊接間距大于粒徑的3倍以上;加固筋可以使鋼筋籠保持整體剛度，焊接于主筋內(nèi)側(cè)，彎鉤一般不宜設(shè)置，如需設(shè)置要在內(nèi)圓外側(cè)處伸露，不影響導管灌注時移動。

鋼筋籠吊放是危險性較高的施工流程，應提前編制鋼筋籠專項施工方案，并由監(jiān)理工程師批準后，用于指導現(xiàn)場鋼筋籠吊裝施工;吊裝指揮、起重機司機、司索工必須持本工種有效證件，方可上崗操作。施工過程擬采用整幅吊裝，首先由主吊和副吊配合將單幅鋼筋水平吊起，整個過程要保持水平緩緩移動，不得發(fā)生傾斜;鋼筋籠保持穩(wěn)定后，主吊機持力將鋼筋籠豎直吊起至溝槽上方合理高度，同時下放副履帶吊臂;鋼筋籠安放要瞄準孔位，確保入槽一次順利完成，鋼筋籠下放到指定位置后，為了防止混凝土灌注時產(chǎn)生的動力作用造成鋼筋籠上下浮動，在槽孔處采用特定限位裝置將籠體牢牢固定。還應注意在運輸和入槽時嚴格按照要求，嚴禁產(chǎn)生不可恢復的變形，不得強行入槽。

3.5 水下混凝土灌注

（1）鋼筋籠入槽后的4 h內(nèi)，進行隱蔽工程驗收，合格后立即澆筑混凝土，配合比按照流態(tài)混凝土設(shè)計。每車商品混凝土在使用前必須在現(xiàn)場進行坍落度試驗，坍落度指標應滿足施工需要。

（2）混凝土通過導管進行水下灌注，導管壁厚不小于3 mm，直徑不宜超過250 mm，導管分節(jié)長度要根據(jù)施工工藝確定，其中底管長度至少4 m，接頭處采用法蘭連接，為確保導管密封到位，不會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，導管之間連接后使用密封圈進行加固處理。首次使用前將管節(jié)試拼，試水壓為0.6～1.0 MPa，進行閉水實驗，以檢驗是否符合灌注標準。

（3）混凝土通過導管沿垂直方向灌入槽中，目的是避免導管出現(xiàn)斜向后使鋼筋籠主筋受到?jīng)_擊，產(chǎn)生局部變形扭曲;灌注要連續(xù)進行不得中斷，且在首批混凝土初凝前完成;澆筑高度接近鋼筋籠下端時，將速度放慢，防止鋼筋籠受到混凝土灌注影響上下浮動;當鋼筋籠被埋入混凝土一定深度時，提升導管，恢復正常速度繼續(xù)澆筑。

4 重難點處理措施

（1）車站主體基坑距安良村民宅 13.6 m;安全疏散口距離安良村民宅約9.6 m，其中一個進出口距離安良村民住宅僅6.9 m。地下連續(xù)墻施工時，勢必會對民宅地基安全造成影響。施工前在建筑物周邊地面打設(shè)袖閥管，布置間距1 m×1 m的梅花形注漿孔，跟蹤注漿采用水泥-水玻璃雙液漿，配比為C∶S=1∶0.6～1∶1，注漿壓力0.2～2.0 MPa，擴散半徑小于0.75 m。施工前在基礎(chǔ)兩端上設(shè)監(jiān)測點，過程中通過獲取的檢測點數(shù)值，采用基礎(chǔ)沉降差值法，求得建（構(gòu)）筑物整體傾斜度數(shù)和傾斜方位。時刻密切關(guān)注建（構(gòu)）筑物傾斜、沉降等監(jiān)測值，出現(xiàn)監(jiān)測預警時立即暫停施工，召開四方會議，對建（構(gòu)）筑物采取有效的加固措施，保障民宅使用正常。建（構(gòu)）筑物沉降、傾斜監(jiān)測點示意見圖2。

（2）本工程車站施工范圍內(nèi)涉及管線遷改的工作量較大，其中較難處理的管線有：一根1 400 mm×1 900 mm雨水箱涵橫跨車站，管線埋深22 m;DN150、DN300 兩根給水管橫跨車站;6孔114PVC通信管線橫跨C出入口。施工時對上述管線進行懸吊保護，車站施工完成后恢復原狀，施工中對管線布控監(jiān)測點，測點應布置在管線的接頭或?qū)ξ灰谱兓舾械牟课?，通過觀察測點的高程變化量對管線動態(tài)保持監(jiān)控，出現(xiàn)過大沉降時及時進行加固措施，確保管線穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

本工程施工前綜合考慮臨邊周邊建筑物位置、地質(zhì)條件、管線埋深等實際情況后，組織具有類似地下連續(xù)墻施工經(jīng)驗的技術(shù)人員增加技術(shù)措施，改進工藝流程，編制方案指導施工順利進行。安良站采用本文論述的地下連續(xù)墻改進工藝和重難點處理措施施作地鐵圍護結(jié)構(gòu)后，不僅保護了周圍建筑物的安全使用壽命、地下管線的順利遷移，整體取得良好施工效益，同時為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。

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