淺談低凈空地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵技術(shù)

杜穩(wěn)產(chǎn)

（上海遠方基礎(chǔ)工程有限公司，上海市 200436）

0 引言

低凈空施工是地下連續(xù)墻施工環(huán)境常見的一種，多出現(xiàn)在高壓線、高架橋、架空線纜設(shè)施附近。對于低凈空下地下連續(xù)墻的研究不多。李樹敬[1]像托濟南黃河隧道110 kV 高壓線下地下連續(xù)墻施工，對超低凈空下地下連續(xù)墻施工技術(shù)進行探討分析；李貴亮[2]以武漢地鐵6 號線唐家墩站工程實踐為基礎(chǔ)，提出了“回旋鉆成排孔、沖擊鉆方形錘修孔成槽，鋼筋籠整體制作、分節(jié)吊裝、槽口拼接、雙機下放”的一套地下連續(xù)墻施工方法、措施，解決了低凈空施工條件下地鐵車站地下連續(xù)墻的施工方法；紹鳳密與李達園[3]針對高架橋下低凈空銑槽機控制要點進行了闡述；嚴(yán)振興等[4]介紹了反循環(huán)鉆機成槽、直螺紋鋼筋套筒連接鋼筋籠、折臂吊吊裝鋼筋籠等施工方法。

本文依托南昌丹霞路地下連續(xù)墻工程，對低凈空地下連續(xù)墻關(guān)鍵施工技術(shù)進行研究，針對施工過程中關(guān)鍵技術(shù)給出控制建議。

1 工程概況

丹霞路（沿江北大道—青山湖北大道）綜合管廊項目位于青山湖西岸及北岸片區(qū)，工程呈東西走向。本工程地下連續(xù)墻作為基坑開挖前的圍護結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻共56 幅，分為頂管始發(fā)井25 幅以及頂管過渡井31 幅，墻厚為800 mm，槽深約為25-27 m，其中“一”字幅44 幅，“V”字幅6 幅，“L”字幅6 幅。地下連續(xù)墻混凝土設(shè)計強度等級為水下C30，抗?jié)B等級為P6 詳細分幅見圖1、圖2。在頂管始發(fā)井地連墻中，除w-1～w-10 外，剩余15 幅地連墻皆為低凈空下施工地連墻，凈空高度為16 m，有效高度為10 m。

圖1 頂管始發(fā)井分幅圖

圖2 頂管接收井分幅圖

1.1 地質(zhì)環(huán)境

南昌市位于江南臺隆構(gòu)造單元的萍鄉(xiāng)-樂平凹陷中，構(gòu)造上主要受贛江大斷裂的影響，上部為第四系松散層所覆蓋，厚20 m 左右，基底為巨厚的瀉湖相沉積層，第四系以來構(gòu)造斷裂不發(fā)育，新構(gòu)造運動微弱，區(qū)域穩(wěn)定性良好。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)勘察，揭露土層有：①雜填土，主要由粘性土、砂組成，含有少量碎石塊、植物根須，局部夾有少量生活、建筑垃圾；②淤泥，主要由粘粒、粉粒組成，局部含有少量有機質(zhì)；③粉質(zhì)黏土，主要由粘粒、粉粒組成，中等壓縮性，干強度中等，韌性中等，無搖振反應(yīng)，切面稍具光澤；④細砂，主要礦物成分為石英，上部含粘粒較高，分選性較差；⑤礫砂，礫石含礫40%左右，礫石成份為脈石英、砂巖、石英巖，呈亞圓形；⑥主要呈碎塊狀，局部呈短柱狀，風(fēng)化裂隙較發(fā)育；⑦中風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)部分破壞，鈣質(zhì)膠結(jié)；⑧中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，原巖結(jié)構(gòu)部分破壞，巖芯完整性一般。具體巖層厚度以及分布見表1。

表1 地層分布表

1.2 水文環(huán)境

擬建場地附近河流有贛江，工程所在區(qū)域主要受贛江洪水威脅。工程所在區(qū)域主要水系包括、青山湖、青山湖電排站引水渠及青山湖上游玉帶河。上層滯水主要賦存于上部①雜填土中，勘察期間屬豐水季節(jié)，施工期間多為雨天，根據(jù)現(xiàn)場鉆探查明，但該層上層滯水初見水位不穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)連續(xù)水面。

第四系松散巖類孔隙水主要賦存于第四系細砂和砂礫層中，③粉質(zhì)黏土層為含水層的隔水頂板，下伏基巖為相對隔水層底板。細砂和砂礫層透水性強，水量豐富，場地距贛江約300 m?？辈炱陂g地下水穩(wěn)定水位埋深為0.5～6.1m，據(jù)區(qū)域水文資料，水位年變幅2～4 m 左右。地下水主要接受贛江、青山湖的側(cè)向補給及降雨入滲補給，水位隨季節(jié)變化，枯水及平水期地下水向贛江、青山湖排泄，水位下降，豐水期接受贛江、青山湖水體的側(cè)向補給，地下水位上升。地下水與贛江、青山湖水力聯(lián)系較密切，地下水水量豐富。

2 施工工藝

該項目地層結(jié)構(gòu)簡單，但是墻底設(shè)計為嵌入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖1.5 m，且部分區(qū)域有高壓線限制，通過綜合考慮，最終決定直接采用成槽機配合低凈空銑槽機組合施工工藝，具體施工流程見圖3。

圖3 施工流程圖

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

地下連續(xù)墻施工采用低凈空雙輪銑槽機+液壓抓斗成槽機，泥漿護壁，導(dǎo)管法灌注水下混凝土。根據(jù)施工前關(guān)鍵施工點預(yù)測與施工過程中質(zhì)量控制，確定了如下幾個關(guān)鍵施工技術(shù)。

3.1 槽壁穩(wěn)定性控制

成槽施工需穿越一層超過10 m 厚的砂層才能到達中風(fēng)化巖層。由于項目緊鄰青山湖，地下水位較高且含水豐富，在成槽過程中可能造成垮塌與縮孔現(xiàn)象，對后期開挖地連墻墻面的平整度和保護層的厚度都有較大影響。因此需對槽壁穩(wěn)定性進行控制。

采用提前適配的高性能泥漿行槽壁穩(wěn)定，泥漿性能指標(biāo)見表2。成槽過程中，嚴(yán)格控制槽內(nèi)泥漿液面高度，泥漿液面高度始終控制在不低于槽段頂部0.5 m 處。且提高鋼筋籠下放速度與澆筑速度，減少空槽閑置時間。具體施工中，鋼筋籠下放速度控制在20 min 以內(nèi)，單幅槽整體澆筑時間長度控制在2 h以內(nèi)。

表2 泥漿性能指標(biāo)

3.2 工字鋼處理

由于工字鋼的存在，導(dǎo)致槽內(nèi)采用銑槽機一次清孔不能完全清理干凈，需采用沖擊錘進行二次清孔，施工過程中采用直徑600 mm 的沖擊錘進行工字鋼內(nèi)側(cè)清孔施工。施工過程中，調(diào)整沖擊錘位置使得沖擊錘清理區(qū)域基本覆蓋工字鋼內(nèi)側(cè)。具體見圖4。

圖4 沖擊錘清孔圖

3.3 低凈空施工處理

（1）鋼筋籠

低凈空下，鋼筋籠在加工平臺上一次焊接加工成型，然后進行分節(jié)?，F(xiàn)場施工中，鋼筋籠在加工平臺上分成五節(jié)，五節(jié)長度分別為3 m、6.3 m、6.3 m、6.5 m、4.8 m，總長26.9 m，相鄰節(jié)段鋼筋籠連接處存在三個斷面，增強鋼筋籠的整體性，避免斷面過少導(dǎo)致鋼筋籠存在明顯薄弱環(huán)節(jié)。所有鋼筋籠皆由1 臺180 t 履帶吊和1 臺100 t 履帶吊車配合用“雙機抬吊法”下放入槽。

（2）低凈空安全

為避免吊車不慎將大臂伸出安全距離外，在高壓線下6 m 位置處布置安全防護網(wǎng)，具體布置見圖5。

圖5 低凈空安全網(wǎng)布置

3.4 接頭箱頂拔時間控制

項目位于市區(qū)，貨車禁行時間較多，如遇到高峰期澆筑時會出現(xiàn)澆筑時間長的情況，因此接頭箱頂拔時間需根據(jù)混凝土攪拌完成至澆筑完成總時間進行控制，一般接頭箱頂拔時間控制在混凝土初凝前半小時。因此，從混凝土攪拌完成，經(jīng)過混凝土車市內(nèi)運輸，至澆筑完成這段時間需控制在初凝前半小時之前，考慮市內(nèi)運輸高峰期的影響以及單幅槽段澆筑的時間長度，添加外加劑將混凝土初凝時間控制在4 h，一般在澆筑完成后半小時進行接頭箱松動，松動高度為20 cm，松動時長1 h，這1 h 內(nèi)，每隔10 min 松動接頭箱一次，在松動結(jié)束后3～4 h 內(nèi)，將接頭箱整體拔出。

4 施工建議

根據(jù)該項目實際施工過程，給出如下施工建議：

（1）鋼筋籠分節(jié)時，斷面至少控制為2 個，否則會導(dǎo)致鋼筋籠存在薄弱面，不利于鋼筋籠整體性的發(fā)揮；

（2）進行低凈空施工時，需多可利用凈空進行標(biāo)記，例如該項目中高壓線下6 m 處設(shè)置明顯彩旗標(biāo)志物，也可以設(shè)置超高警報裝置進行有限控制；

（3）接頭箱頂拔時，需控制頂拔時間，綜合考慮運輸時間與澆筑時間，避免接頭箱頂拔困難的情況出現(xiàn)。

5 結(jié)論

依托南昌丹霞路地下連續(xù)墻項目，根據(jù)現(xiàn)場實際施工對低凈空下地下連續(xù)墻關(guān)鍵施工技術(shù)進行研究，并給出幾點施工建議，以期對后續(xù)類似施工提供參考。