文華路站地下連續(xù)墻施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)控制分析

馬琦

（北京市中鐵二十二局集團(tuán)軌道工程有限公司，北京 100040）

0 引言

地下連續(xù)墻指的是利用挖槽設(shè)備，沿著地下構(gòu)筑物及基坑等周邊，采用泥漿護(hù)壁技術(shù)，開挖出具有一定深度和寬度的溝槽，并設(shè)置鋼筋籠采用導(dǎo)管法澆筑混凝土，在地下形成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻，在基坑施工中具有良好的防水、承重、擋土、降噪、鄰近建筑物基礎(chǔ)支護(hù)等作用[1-2]。地下連續(xù)墻施工技術(shù)最早起源于歐洲，1950 年意大利首次采用了護(hù)壁泥漿地下連續(xù)墻施工，之后地下連續(xù)墻施工技術(shù)開始在世界各國大范圍應(yīng)用。我國最早于1958 年在青島水壩防滲墻施工中應(yīng)用。地下連續(xù)墻由于其在深基坑工程中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為深基坑工程與地下工程中有效的技術(shù)手段[3]。但地下連續(xù)墻施工過程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等原因?qū)е率┕ぶ腥匀挥惺鹿拾l(fā)生，這可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡以及負(fù)面社會(huì)影響。因此，在地下連續(xù)墻施工中，需要預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)以減少事故發(fā)生的概率，確保施工質(zhì)量[4]。

1 工程概況及地質(zhì)條件

1.1 工程概況

文華路站位于北京回龍觀西大街與文華路交叉口的西側(cè)，沿著回龍觀西大街設(shè)置，位置相對(duì)明確。車站周邊環(huán)境如下：西北方向與回龍觀西大街毗鄰，北側(cè)是回龍觀法制公園綠地，背后是高層住宅樓；東北方向有多層辦公樓；東南方向是創(chuàng)客廣場（多層商業(yè)）；西南方向是回龍觀體育公園。地鐵站內(nèi)設(shè)有單渡線和停車線。該站為地下兩層一側(cè)一島車站，其中島式站臺(tái)寬度為11m，側(cè)式站臺(tái)寬度為7m。車站總長為378m，有效站臺(tái)寬度為158m。標(biāo)準(zhǔn)段寬度為24.6m，高度為14.05m，加寬段寬度為31.7m、31.9m，高度為15.05m。車站有效站臺(tái)中心位置的軌面標(biāo)高為25.5m，覆土約為3.3m，底板埋深約為17.9m。車站采用二層三跨結(jié)構(gòu)形式，并設(shè)置5 個(gè)出入口、1 個(gè)緊急疏散口和2 個(gè)無障礙電梯口。車站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，項(xiàng)目共設(shè)置了142 幅地下連續(xù)墻，標(biāo)準(zhǔn)幅寬度為6m，厚度為0.6m。其中，有130 幅為“一”字型墻，8 幅為“L”型墻，4 幅為“Z”型墻。鋼筋籠的長度有三種，分別為29.48m、26.83m 和24.38m。車站主體結(jié)構(gòu)施工采用明挖法，大部分區(qū)域采用明挖法施工，而出入口下穿道路段采用暗挖法施工。

1.2 地質(zhì)條件

該工程的土層自上而下主要包括黏土、細(xì)砂、細(xì)中砂等地層，而基地主要位于粉質(zhì)黏土層。地下水分為上層滯水（位于上部雜填土層、粉土層，水位埋深為2～3m）、潛水（位于粉質(zhì)黏土層、細(xì)中砂層，水位埋深為5～7m）和承壓水（位于粉質(zhì)黏土層，水位埋深為21.9～25m）。圖1 展示了文華路站的地質(zhì)圖，顯示砂層相對(duì)較厚且地下水位豐富。需要注意的是，在進(jìn)行地下連續(xù)墻的槽施工時(shí)，可能面臨槽壁坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 文化路站地質(zhì)圖

2 地下連續(xù)墻施工過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 槽段內(nèi)墻側(cè)土體塌方，地下連續(xù)墻塌槽

在進(jìn)行地下連續(xù)墻的成槽施工過程中，使用成槽機(jī)開挖槽段時(shí)需要注入泥漿。盡管注入的泥漿具有護(hù)壁作用，但由于各施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件不同，泥漿對(duì)槽壁穩(wěn)定性的保障作用并非100%。特別需要注意的是，在成槽機(jī)開挖槽段時(shí)，成槽機(jī)自身的重力和振動(dòng)等因素可能對(duì)槽段的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

槽壁土體的塌方和失穩(wěn)可分為局部失穩(wěn)和整體失穩(wěn)兩種情況[5]。局部失穩(wěn)指的是在成槽施工階段，當(dāng)泥皮尚未形成時(shí)，槽壁的穩(wěn)定主要依賴于泥漿對(duì)土體的滲透力。針對(duì)該項(xiàng)目的地下土層較重的砂性情況，當(dāng)成槽機(jī)開挖導(dǎo)致泥漿液面出現(xiàn)較大波動(dòng)或抓斗離開液面導(dǎo)致液面急速下降時(shí)，可能引起溝槽內(nèi)墻側(cè)土體失穩(wěn)，導(dǎo)致槽段內(nèi)側(cè)土體塌方，造成超挖現(xiàn)象。這將增加混凝土的使用量，增加施工成本和難度。整體失穩(wěn)主要指淺土層（距離地表5～15m）的失穩(wěn)現(xiàn)象，主要原因是槽段內(nèi)土體受壓不足，導(dǎo)致墻側(cè)土體出現(xiàn)鼓包等問題。

2.2 地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝卡槽

在地下連續(xù)墻的鋼筋籠吊裝施工中，如果槽壁的垂直度與鋼筋籠的垂直度無法完全匹配，可能導(dǎo)致鋼筋籠被卡住，進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋籠無法正確放置，從而降低地下連續(xù)墻的圍護(hù)效果。在該項(xiàng)目中，地下連續(xù)墻采用三種設(shè)計(jì)形式，即“一”字型墻、“L”型墻和“Z”型墻。通過設(shè)計(jì)，將“Z”型墻的鋼筋籠改為兩幅“L”型鋼筋籠的拼接形式。在該項(xiàng)目中，存在著異形槽幅鋼筋籠，這在鋼筋籠吊裝過程中更容易出現(xiàn)吊裝變形和卡槽等問題。

2.3 地下連續(xù)墻滲漏水

在地下連續(xù)墻的混凝土澆筑過程中，如果混凝土的澆筑質(zhì)量較低或者地下連續(xù)墻的接頭處理不當(dāng)，可能導(dǎo)致基坑開挖時(shí)出現(xiàn)地下連續(xù)墻滲漏水的問題，從而影響基坑的安全性和進(jìn)度等方面。因此，在地下連續(xù)墻的施工過程中，特別需要注意預(yù)防地下連續(xù)墻滲漏水的問題。

3 地下連續(xù)墻施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)控制措施

3.1 槽段墻側(cè)土體塌方，地下連續(xù)墻塌槽的風(fēng)險(xiǎn)控制措施

在進(jìn)行連續(xù)墻施工前，應(yīng)先進(jìn)行試開槽。試開槽的目的是讓工作人員更好地了解成槽機(jī)的機(jī)械特性和性能，以便熟練掌握和正確使用機(jī)械設(shè)備，從而確保地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量。在試開槽過程中，應(yīng)仔細(xì)觀察從槽段內(nèi)取出的淺層土質(zhì)，并與地質(zhì)勘探報(bào)告進(jìn)行對(duì)比。如果發(fā)現(xiàn)與地質(zhì)勘探報(bào)告不符，應(yīng)根據(jù)實(shí)際槽段土質(zhì)數(shù)據(jù)調(diào)整泥漿的參數(shù)和性能指標(biāo)，以確保槽段施工時(shí)槽壁的穩(wěn)定性，并降低槽段墻側(cè)土體塌方的風(fēng)險(xiǎn)。

在使用成槽機(jī)進(jìn)行開槽施工時(shí)，應(yīng)使成槽機(jī)的履帶與導(dǎo)向壁平行，并控制好成槽機(jī)抓斗的半徑，盡量保持一定距離離開導(dǎo)向壁。此外，還應(yīng)在成槽機(jī)軌道下方鋪設(shè)鋼板，以減少對(duì)地面的壓力，從而降低成槽機(jī)的壓力和振動(dòng)對(duì)槽壁的影響。使用成槽機(jī)進(jìn)行開槽施工時(shí)，應(yīng)輕抬緩放抓斗，合理控制開槽的速度，并使用測量繩測量每個(gè)抓斗的深度。在對(duì)每個(gè)開挖槽段進(jìn)行泥漿護(hù)壁時(shí)，應(yīng)確保注入的泥漿液面高度不低于導(dǎo)墻底部50cm。當(dāng)抓斗提出護(hù)壁泥漿液面時(shí)，為防止泥漿液面突然下降，應(yīng)及時(shí)對(duì)開挖的槽段進(jìn)行補(bǔ)漿。完成成槽后，可以使用超聲波測壁儀對(duì)選定部分槽段的槽壁質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，可以了解槽壁塌方和槽壁垂直度情況，從而有效控制槽段墻側(cè)土體塌方和地下連續(xù)墻塌槽的風(fēng)險(xiǎn)。這種技術(shù)手段可以保證地下連續(xù)墻的成槽質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)對(duì)槽段墻側(cè)土體塌方和地下連續(xù)墻塌槽風(fēng)險(xiǎn)的有效控制。

3.2 地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝卡槽的風(fēng)險(xiǎn)控制措施

地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)，且鋼筋籠的吊裝對(duì)相關(guān)技術(shù)要求較高，施工企業(yè)應(yīng)在各個(gè)層面上構(gòu)筑起風(fēng)險(xiǎn)防御體系，從而最大程度地降低風(fēng)險(xiǎn)[6]。

在該項(xiàng)目中，采用雙機(jī)抬吊法進(jìn)行鋼筋籠的吊放。通過計(jì)算最大槽段鋼筋籠的重量，最終選用200t履帶吊作為主機(jī)，85t 履帶吊作為副機(jī)。為了確保鋼筋籠的平整度，搭建鋼筋平臺(tái)。平臺(tái)的基面采用澆筑素混凝土，以保持基面的平整，高差控制在小于2cm。在制作鋼筋籠時(shí)，地下連續(xù)墻的鋼筋主筋采用直螺紋套筒進(jìn)行機(jī)械連接，其他鋼筋則采用焊接連接。對(duì)于異形槽幅鋼筋籠，在垂直于平面的那個(gè)面上設(shè)置經(jīng)緯儀來控制邊線的位置，以保證兩個(gè)面的夾角控制在一定角度范圍內(nèi)。同時(shí)，采用每隔一定間距設(shè)置一個(gè)斜角拉筋的方法，并在鋼筋籠內(nèi)布置縱向桁架，以確保鋼筋籠在吊裝時(shí)的平整性和剛度。

在鋼筋籠制作時(shí)，根據(jù)導(dǎo)墻頂面的實(shí)際標(biāo)高和鋼筋籠安裝標(biāo)高，確定了吊筋的長度。按照平均分布原則，在桁架上確定了吊點(diǎn)的位置。在該項(xiàng)目中，最終確定采用8 個(gè)主吊點(diǎn)，位于鋼筋籠的頂端和中上部，以及16 個(gè)副吊點(diǎn)，位于鋼筋籠的中部和下部。對(duì)于異形幅鋼筋籠，還增設(shè)了“人”字型桁架和斜拉桿進(jìn)行加強(qiáng)，以防止鋼筋籠在懸空中發(fā)生翻轉(zhuǎn)變形，如圖2 所示。同時(shí)，在鋼筋籠制作過程中必須按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求放置保護(hù)層鋼板墊塊，以防止地下連續(xù)墻澆筑完成后出現(xiàn)漏筋現(xiàn)象。

圖2 拐角鋼筋籠加固示意圖

在鋼筋籠吊放過程中，負(fù)責(zé)起吊的吊車、鋼絲繩、扁擔(dān)梁等設(shè)備應(yīng)具備一定的安全儲(chǔ)備量。在鋼筋籠下放之前，必須對(duì)槽壁的垂直度、平整度等進(jìn)行檢查。在鋼筋籠下放時(shí)，應(yīng)確保吊放的鋼筋籠垂直對(duì)準(zhǔn)槽段的中心，并采取緩慢的吊放動(dòng)作。如果出現(xiàn)鋼筋籠卡在槽內(nèi)的情況，應(yīng)將鋼筋籠吊出來。待槽壁進(jìn)行修整，并清除槽底的松土后，方可重新進(jìn)行鋼筋籠的吊放。

3.3 地下連續(xù)墻滲漏水的風(fēng)險(xiǎn)控制措施

在地下連續(xù)墻的施工過程中，主要存在接縫滲漏水和墻體大面積濕澤兩個(gè)方面的問題。接縫位置是整個(gè)施工過程中的薄弱環(huán)節(jié)，也是最容易出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象的地方。為了防止基坑開挖后接縫位置滲漏水的問題，通常在地下連續(xù)墻開挖過程中采取刷壁清理、接縫注漿和高壓旋噴樁等措施[7]。

在混凝土澆筑過程中，懸浮顆粒與混凝土中的砂漿顆粒結(jié)合會(huì)形成堅(jiān)硬的膠合物，最終沉積在接縫處，導(dǎo)致基坑開挖后出現(xiàn)接縫滲漏的現(xiàn)象，影響基坑施工進(jìn)度并可能引發(fā)安全事故。為避免這種情況，在該工程中采用自制的強(qiáng)制式刷壁機(jī)進(jìn)行刷壁處理。刷壁機(jī)在刷壁過程中緊貼接縫處，并通過斜肋板的設(shè)置將豎向力轉(zhuǎn)換成水平分力，確保刷壁效果。刷壁機(jī)進(jìn)行上下反復(fù)刷壁，至少進(jìn)行10 次，直至刷壁器上不再帶有泥漿，符合規(guī)范要求為止。完成刷壁后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清底工作。

該工程采用鎖口管柔型接頭形式。在進(jìn)行地下連續(xù)墻混凝土澆筑時(shí)，可能出現(xiàn)接頭處混凝土繞流的情況。為應(yīng)對(duì)此問題，首先應(yīng)了解首開槽段的槽壁測試信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的施工措施來防止混凝土繞流。此外，在首開槽段采用砂袋回填并加密，以杜絕混凝土繞流的可能性。施工完成后，在清理砂袋過程中，如發(fā)現(xiàn)槽段存在混凝土繞流現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)使用專用鏟具進(jìn)行清除。

在鋼筋籠制作過程中，針對(duì)接縫位置，可以預(yù)留兩根通長的袖閥管。在地下連續(xù)墻施工完成后，通過袖閥管高壓注入超細(xì)水泥漿，避免基坑開挖過程中接縫處滲漏水發(fā)生。此外，還可以在接縫處外側(cè)設(shè)置高壓旋噴樁，對(duì)接縫處進(jìn)行封堵，以達(dá)到防滲漏的效果。

在地下連續(xù)墻澆筑過程中，使用導(dǎo)管之前需要進(jìn)行水密試驗(yàn)。在安裝導(dǎo)管時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)與槽底保持30～50cm 的距離。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管深入混凝土的距離。如果出現(xiàn)導(dǎo)管被拔出的情況，應(yīng)立即關(guān)閉導(dǎo)管，并測量已澆筑混凝土的標(biāo)高。清除混凝土表面的雜質(zhì)后，重新開管進(jìn)行混凝土的澆筑。開管后，導(dǎo)管應(yīng)向下插入原混凝土面下約1m 的位置，以防止墻體出現(xiàn)夾泥、空洞等問題，從而避免地下連續(xù)墻后期的滲漏水現(xiàn)象。

4 結(jié)語

地下連續(xù)墻技術(shù)已有70 多年的歷史，如今越來越多的基坑工程采用這種施工技術(shù)。然而，與地下連續(xù)墻施工相關(guān)的安全事故時(shí)有發(fā)生，因此如何保障地下連續(xù)墻和基坑開挖的安全，以及在地下連續(xù)墻施工過程中進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)防控措施顯得尤為重要。本文以文華路站地下連續(xù)墻施工項(xiàng)目為例，詳細(xì)分析該項(xiàng)目中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，并制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以建立完善的風(fēng)險(xiǎn)管理制度，確保施工安全。隨著地下連續(xù)墻施工技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的新穎施工技術(shù)被采用，旨在降低地下連續(xù)墻施工的風(fēng)險(xiǎn)并保證施工質(zhì)量。