軌道交通地下連續(xù)墻施工技術(shù)研究

蘭新樂

（中交中南工程局，湖南 長沙 410000）

0 引言

地下連續(xù)墻在土建工程中的應(yīng)用較為頻繁，基于其優(yōu)良的防水性、承重性以及擋土能力，能夠有效解決大部分地下工程施工中存在的質(zhì)量問題，其也因此被應(yīng)用在了軌道交通工程建設(shè)中，用以保障整體工程質(zhì)量。采用地下連續(xù)墻技術(shù)時，需要嚴(yán)格遵守放樣—成槽—清槽—鋼筋籠的順序進(jìn)行作業(yè)，保證所有環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，否則任一環(huán)節(jié)施工不規(guī)范都有可能引發(fā)質(zhì)量問題，為軌道交通的安全性留下隱患。

1 測量放線

現(xiàn)場施工人員需要在前期項目方提供的勘測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，復(fù)測工程各處點位，由工程監(jiān)理人員確定復(fù)測點位無誤后，開始測量施工現(xiàn)場的平面控制點以及水準(zhǔn)點，并且要向監(jiān)理人員報備。確保所有點位的準(zhǔn)確性后，施工人員可結(jié)合設(shè)計圖紙，開展地下連續(xù)墻的放樣施工，在工程建設(shè)要求下設(shè)置導(dǎo)墻樣。

2 設(shè)置導(dǎo)墻

在正式開展地下連續(xù)墻施工之前，工作人員需要順著地下墻邊線挖出導(dǎo)溝，設(shè)置導(dǎo)墻。這是一種臨時性結(jié)構(gòu)，能夠為連續(xù)墻的施工提供基準(zhǔn)導(dǎo)向，還能發(fā)揮一定的擋土作用，可以支撐部分重物荷載，充分發(fā)揮泥漿液面的作用，同時可以保證地表土層的穩(wěn)定性，以免發(fā)生塌陷等安全問題。常見的導(dǎo)墻斷面形式有板墻形、L 形、匡字形，實際施工時需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件與施工條件，科學(xué)選用導(dǎo)墻斷面形式。施工作業(yè)需要以機(jī)械為主、人工為輔，施工流程如下：平整場地—放樣定位—挖槽并處理棄土—綁扎鋼筋—支架模具—澆筑導(dǎo)墻并養(yǎng)護(hù)—拆除模板—回填外側(cè)并壓實[1]。

進(jìn)行導(dǎo)墻施工時，需要注意下述要點：第一，最好選用鋼筋混凝土材質(zhì)，并保證混凝土等級高于C20；若施工段內(nèi)地下水位較高，則可直接預(yù)制導(dǎo)墻，節(jié)省材料。第二，導(dǎo)墻的埋入深度需要在1m 以上，且導(dǎo)墻頂端應(yīng)始終高于地下水位。第三，分段進(jìn)行導(dǎo)墻施工時，導(dǎo)墻段落與地下連續(xù)墻的段落需要錯開一定距離。第四，必須嚴(yán)格按照設(shè)計流程安裝預(yù)制導(dǎo)墻，禁止隨意操作，以免對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，出現(xiàn)滲漏問題。第五，混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)期間，現(xiàn)場禁止重型機(jī)械及車輛流動。第六，導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)尺寸需要與地下連續(xù)墻之間保持4～6cm 以上的間隔。第七，拆除導(dǎo)墻支模后，需要及時安裝橫撐，橫撐間距保持在2～3cm。

3 成槽

按照連續(xù)墻成槽設(shè)備劃分，成槽工藝可分為四種：第一，抓斗成槽。主要應(yīng)用液壓抓斗成槽機(jī)，這種成槽設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對簡單，維修養(yǎng)護(hù)操作便捷，且施工成本較低，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，在軟弱地層的施工效果較明顯，且具備自動糾偏功能，應(yīng)用頻率較廣，但這種設(shè)備不適合存在大塊巖石、飄石等硬質(zhì)地層施工。第二，沖擊成槽。主要應(yīng)用沖擊鉆機(jī)，這種方式在一般軟土地層中的作用較大，也可應(yīng)用于砂礫石、卵石以及基巖等地質(zhì)條件，且設(shè)備的成本低，經(jīng)濟(jì)性高，但是這種方式的成槽效率較低，且難以控制槽壁垂直度。第三，銑削成槽。主要應(yīng)用液壓銑槽機(jī)，這是如今最為先進(jìn)的成槽設(shè)備，工作效率也非常高，能夠適應(yīng)多種地質(zhì)條件，同樣具有自動糾偏功能，但這種設(shè)備的成本較高，對存在飄石或大型孤石的工程適應(yīng)性不佳。第四，沖抓成槽。主要應(yīng)用液壓抓斗成槽機(jī)以及沖擊鉆機(jī)兩種設(shè)備，能夠適應(yīng)大多數(shù)地質(zhì)條件，且工作效率較高，但是施工過程中需要頻繁轉(zhuǎn)換施工設(shè)備，操作過程較為復(fù)雜。

實際開展地下連續(xù)墻施工時，要綜合考慮強(qiáng)度、長度，形成相同長度的單元段落，單元段落的長度需要以工程施工目標(biāo)、整體構(gòu)造、地下連續(xù)墻形式以及墻體厚度、深度等因素為參考。此外，需要分析工程地質(zhì)情況、場地面積、混凝土存量、鋼筋籠質(zhì)量以及場地限制等因素，通常每單元槽段的長度在5～8m，大型工程可能會設(shè)置在10m 或以上。

4 泥漿護(hù)壁

在地下連續(xù)墻表層噴刷泥漿能夠有效防護(hù)槽壁坍塌，還能起到擋土、潤滑等作用，該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量對地下連續(xù)墻整體施工質(zhì)量有直接影響。

第一，泥漿材料。為防止膨潤土在施工過程中受到現(xiàn)場陽離子的污染，可選擇具有鈣元素的膨潤土；嚴(yán)格控制水中的鈣離子濃度、鈉離子濃度以及酸堿值，若水質(zhì)不滿足上述因素，可適量加入化學(xué)添加劑，也可將鹽水水泥作為主要原料；在泥漿中摻入CMC，能夠顯著加快泥皮成型過程；為提升泥水分離性，可在其中摻入分散劑，以免鹽分污染泥漿，一般可根據(jù)實際情況選用碳酸高鈉、碳酸氫鈉或其他成分的分散劑，保證分散劑具有針對性。為提升泥漿密度，可加入重晶石等加重劑；為減少地基土體孔隙，防止泥漿漏失，可在泥漿中加入一定的防漏劑。

第二，在膨潤土泥漿的配合比方面，需要工作人員依照實際情況與工程要求，在正式成槽之前試配幾種不同的比例，結(jié)合成槽效果取樣后選擇性能最佳的泥漿，確保護(hù)壁性能。

第三，由于泥漿質(zhì)量對施工效率與質(zhì)量有一定的影響，因此對新拌泥漿與循環(huán)泥漿的性能都有明確的要求，施工期間需要定期檢測泥漿的比重與黏度，確保其護(hù)壁性能的基礎(chǔ)上，控制泥漿制備成本。

第四，在泥漿拌制環(huán)節(jié)，需要使用專門的攪拌機(jī)。需要施工人員提前在現(xiàn)場設(shè)置泥漿池，在池中完成所有泥漿的拌制、循環(huán)與分離凈化等作業(yè)；泥漿輸送需要借助管道，以免污染地面，輸送管道宜選用直徑在150mm 左右的鋼管，每20m 為鋼管設(shè)置一個支管，選用直徑為75mm 的膠管，將泥漿輸送至槽孔；施工人員需要及時清理池內(nèi)沉渣，并運(yùn)出廢棄泥渣，使施工現(xiàn)場保證整潔；最后完成泥漿拌制。

5 刷壁與清孔

5.1 刷壁

在地下連續(xù)墻施工過程中，刷壁環(huán)節(jié)至關(guān)重要，因為該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量優(yōu)劣與軌道交通工程后期應(yīng)用時是否會出現(xiàn)滲漏問題緊密相關(guān)。在該環(huán)節(jié)施工期間，工作人員需要在成槽后及時清理相鄰段的混凝土端面，刷壁應(yīng)到底部，刷壁次數(shù)一般在20 次以上，其間需要保證刷壁器的潔凈度。完成刷壁后需要及時進(jìn)行清基處理與泥漿置換作業(yè)[2]。

刷壁作業(yè)所用的專用設(shè)備，主要由鋼板與毛刷組成——將鋼板連接，形成四面鋼壁，將鋼制毛刷固定在鋼壁外側(cè)，上方安裝一個吊環(huán)用于控制刷壁器，在機(jī)械升降作用下，利用鋼制刷毛將接頭處的雜質(zhì)清刷干凈，防止雜質(zhì)對地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。

5.2 清孔

完成分段成槽作業(yè)后，現(xiàn)場施工人員需要對槽位、深度、寬度、槽壁垂直度以及巖樣進(jìn)行復(fù)核，所有檢測結(jié)果符合預(yù)期效果即可進(jìn)行清基處理，將槽底的沉渣等雜質(zhì)沉淀物清除干凈。

目前，軌道交通地下連續(xù)墻施工中常采用置換法以及沉淀法兩種清孔方式。置換法：成槽后施工人員立即認(rèn)真清理槽底，使用泥漿將尚未完全沉淀的土渣置換至槽外；沉淀法：待沉渣完全沉淀到槽底之后再進(jìn)行清底處理。清孔工作一般在插入鋼筋籠前后完成，但是若在插入鋼筋籠后清孔，操作會受鋼筋籠的阻礙，槽底沉渣可能無法被徹底清理。此外，對于槽底沉渣的清理，還可選用吸泥泵排泥法、空氣升液排泥法、帶攪動翼的潛水泥漿泵排泥法、水輪沖射排泥法以及抓斗直接排泥法等，目前前三種方法較為常用。

完成清基處理后，施工人員需要重新檢測每單元槽段內(nèi)的泥漿性能，可在每單元槽段選取兩處點位進(jìn)行檢測，取樣點一般要在距槽底0.5～1m 的位置。

6 鋼筋籠的制作與吊放

第一，嚴(yán)格按照設(shè)計要求與標(biāo)準(zhǔn)，在施工現(xiàn)場設(shè)置鋼筋籠加工區(qū)域。第二，為滿足鋼筋籠起吊剛度要求，施工人員可采取增設(shè)鋼筋桁架或是斜拉條等措施，確保所有鋼筋的連接處都被焊接牢固。第三，鋼筋籠縱向預(yù)留導(dǎo)管位置，并保證通道上下貫通；底部50cm 左右處設(shè)置收口；提前預(yù)設(shè)定位墊塊，充分保護(hù)鋼筋籠。第四，鋼筋籠吊裝必須整幅進(jìn)行，若長度過大，可分段進(jìn)行，接頭必須進(jìn)行焊接或機(jī)械連接，主筋接頭搭接長度必須滿足設(shè)計要求，所有搭接位置錯開50%。第五，將鋼筋籠吊放到設(shè)計位置后，需要檢測鋼筋籠水平位置與標(biāo)高，經(jīng)檢測合格，將鋼筋籠固定牢實，且要將鋼筋籠入槽至澆筑的過程控制在4h 之內(nèi)。第六，綜合考慮吊裝高度與起重需求，進(jìn)而合理選擇吊車，通過計算確定主吊與副吊。第七，結(jié)合吊裝工藝與計算結(jié)果設(shè)置鋼筋籠吊點，復(fù)核鋼筋籠起吊剛度，參考計算結(jié)果設(shè)置吊具、吊點加固鋼筋及吊筋，以實測導(dǎo)墻標(biāo)高確定吊筋長度。第八，正式起吊之前確保吊車回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)無任何障礙物，通過試調(diào)保證操作的規(guī)范性。第九，對準(zhǔn)槽心緩慢下放鋼筋籠，禁止強(qiáng)行將鋼筋籠入槽。第十，確保鋼筋籠迎土面與迎坑面朝向的準(zhǔn)確性，禁止朝向不正確。第十一，完成清基處理后，及時開展鋼筋籠吊放施工。第十二，若鋼筋籠需要吊放至異形槽段，需要做好對轉(zhuǎn)角的處理，在入槽的同時逐漸割除。

7 連續(xù)墻接頭

完成兩段或以上槽孔施工后，因技術(shù)因素兩段槽孔之間的接頭處會形成接頭縫，做好對接頭縫的處理是保證地下連續(xù)墻質(zhì)量的關(guān)鍵，否則可能發(fā)生滲漏影響或整體工程的穩(wěn)定性。地下連續(xù)墻的接頭方式較多，不同接頭方式的施工流程存在一定的差異，工作人員需要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)流程展開操作，確保接頭處理質(zhì)量[3]。地下連續(xù)墻開挖后發(fā)生滲漏現(xiàn)象的主要原因有如下幾種：

第一，接頭清刷不充分。在清刷環(huán)節(jié)，部分工作人員沒能嚴(yán)格控制接頭處清刷質(zhì)量，這會影響泥漿護(hù)壁作用的發(fā)揮；清刷過程中設(shè)備與周邊土體有接觸，導(dǎo)致部分土體掉落，且未及時清理干凈底部沉渣，加之部分位置存在夾泥現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)滲水問題。為避免此類問題，施工人員需要保證泥漿配置科學(xué)，儲備充分的泥漿，施工過程中嚴(yán)格控制土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；同時，保證成槽設(shè)備勻速作業(yè)，盡量降低擾動影響；嚴(yán)格按照流程開展清刷作業(yè)，其間禁止觸碰周邊土體，徹底完成清刷作業(yè)且質(zhì)量經(jīng)檢測合格，才能進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

第二，鋼筋籠位置不正。因受施工環(huán)境限制，個別槽段無法跳躍式施工，只能按照順序進(jìn)行相連槽段的施工，而這容易導(dǎo)致后續(xù)槽段的鋼筋籠不對稱，吊放時會在重力作用下發(fā)生偏斜；還有部分情況是由于沒有完全清刷干凈接頭處的沉渣等雜質(zhì)，如前期施工期間留下的混凝土塊，這種情況下強(qiáng)行吊放鋼筋籠會導(dǎo)致鋼筋籠的位置不正確。為規(guī)避這類現(xiàn)象，施工人員需要采取跳躍式施工方式，盡量避免按照順序完成相鄰槽段的施工，防止影響鋼筋籠吊放重心；確保鋼筋籠吊放操作勻速、垂直進(jìn)行，且遇到障礙物需要停止施工，清除影響后再吊放，不可在明知存在障礙物的情況下強(qiáng)行操作。

第三，未及時設(shè)置支架。基坑開挖速度過快，沒有及時設(shè)置支架，會導(dǎo)致地下連續(xù)墻嚴(yán)重變形，進(jìn)而導(dǎo)致接頭處出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。特別是接頭管形式，由于接頭剛度不足，基坑變形問題會更為嚴(yán)重。針對這類問題，需要施工人員嚴(yán)格控制開挖進(jìn)度，及時設(shè)置支架，加強(qiáng)對土體穩(wěn)定性的檢測，確保施工質(zhì)量。

8 澆筑水下混凝土

第一，充分保證混凝土的和易性，嚴(yán)格控制混凝土的初凝時間，混凝土現(xiàn)場澆筑坍落度最好控制在200mm 以內(nèi)，誤差不得超過20mm，實際澆筑時需要選用比設(shè)計標(biāo)號高一個等級的原料。

第二，以雙導(dǎo)管的形式開展水下混凝土澆筑，選用直徑在200～300mm 之間的多節(jié)導(dǎo)管，同時必須保證節(jié)段間連接的密封性與堅固性；完成鋼筋籠吊放作業(yè)后，用吊車將導(dǎo)管下放至槽底50cm 標(biāo)高處。正式施工之前，對導(dǎo)管的水密性進(jìn)行測試，防止水體滲入導(dǎo)管影響混凝土質(zhì)量。

第三，確保導(dǎo)管下放位置精準(zhǔn)，并始終處于垂直狀態(tài)，澆筑混凝土期間，導(dǎo)管不得與鋼筋籠發(fā)生觸碰，以免影響導(dǎo)管下放的流暢性；重點檢查導(dǎo)管長度并做好文字記錄。

第四，導(dǎo)管水平間距不得超過3m，與槽段兩端間距不得超過1.5m，導(dǎo)管底部與槽底距離在300～500mm 范圍為宜，且要在導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置隔水栓。

第五，澆筑混凝土之前對其坍落度進(jìn)行試驗，并預(yù)留試塊，每幅槽段都需預(yù)留抗?jié)B試塊，每100m2預(yù)留一組抗壓試塊，剩余面積不足100m2也需要按照標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留試塊。需要注意的是，所有混凝土的澆筑作業(yè)必須一次性完成。

第六，連續(xù)墻施工需要跳躍式進(jìn)行，第一期連續(xù)墻澆筑強(qiáng)度滿足設(shè)計強(qiáng)度70%的標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行相鄰槽段的施工，且最好將成槽到完成混凝土澆筑的時間控制在24h 之內(nèi)。

9 結(jié)語

總之，城市軌道交通的安全性與質(zhì)量是施工團(tuán)隊必須關(guān)注的重點?；诘叵逻B續(xù)墻施工質(zhì)量與軌道交通工程性能的直接聯(lián)系，施工人員必須重視對每一施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)測，加強(qiáng)質(zhì)量控制，以免工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響后續(xù)使用的安全性。