空間受限情況下地下連續(xù)墻施工技術(shù)

賀 華

（上海遠(yuǎn)方基礎(chǔ)工程有限公司，上海市 200436）

0 引言

地下連續(xù)墻自19 世紀(jì)50 年代引進(jìn)我國以來，廣泛應(yīng)用于軌道交通、房建以及水利防滲等領(lǐng)域。隨著地鐵線路在我國的迅猛發(fā)展，地鐵車站在我國的建設(shè)量達(dá)到了歷史最高值，部分城市的地鐵線路年增長量達(dá)到40 km 以上。

地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中通常使用地下連續(xù)墻、三軸攪拌樁、咬合樁以及高壓旋噴樁等工藝。其中，地下連續(xù)墻作圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用最為常見。然而，地鐵車站根據(jù)城市規(guī)劃的要求可能存在布置于高架橋下、高壓線下以及城市中心建筑密集區(qū)等位置的情況。位于高架橋下或高壓線下的地鐵車站施工普遍面臨限高的問題，在這種情況下，有兩種解決措施：（1）在限高略低于大型設(shè)備的情況下，可采取部分土層挖除降低地面高度的方式使得施工高度滿足設(shè)備要求；（2）在有效施工高度遠(yuǎn)低于正常設(shè)備的情況下，采用低凈空施工設(shè)備如徐工XTC80/60M 等進(jìn)行土層或巖層施工[1-4]。較為經(jīng)典的是，王鵬[1]系統(tǒng)性地總結(jié)4 種不同的低凈空工況的施工經(jīng)驗(yàn)，分別從成槽施工、鋼筋籠吊裝和接頭施工等方面論述了施工難點(diǎn)，并針對(duì)性地給出了相應(yīng)的解決措施。

地鐵車站在城市建設(shè)過程中，在某些地區(qū)，如北京，由于交通管制嚴(yán)格、噪音污染控制要求高等影響，通常要求進(jìn)行暗挖施工降低噪音污染。因此，北京地區(qū)的地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工采用導(dǎo)洞內(nèi)施工更為有利。導(dǎo)洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工較為少見[5-7]，導(dǎo)洞內(nèi)施工對(duì)地下連續(xù)墻施工設(shè)備要求更為嚴(yán)苛。目前，寶峨公司推出了立方體銑槽機(jī)系統(tǒng)以及CBC30 隧道銑槽機(jī)，見圖1。立方體系統(tǒng)適用于導(dǎo)洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工，且具有高效、低噪音的優(yōu)勢(shì)；CBC 隧道銑槽機(jī)最低高度僅為5.232 m，成槽深度60 m。

圖1 寶峨CBC 隧道銑槽機(jī)實(shí)物圖

城市中心建筑密集區(qū)域內(nèi)地下管線復(fù)雜，基礎(chǔ)工程施工過程中，通常面臨部分管線改道的情況，但仍有部分管線無法進(jìn)行改道施工，該情況下，則需避開地下管線障礙物進(jìn)行地墻施工，通常使用特殊設(shè)備如金泰SJ1000 側(cè)向成槽機(jī)進(jìn)行施工[8-11]。

基于上海遠(yuǎn)方地下連續(xù)墻工程實(shí)踐，對(duì)低凈空成槽、導(dǎo)洞內(nèi)成槽以及側(cè)向成槽三種成槽方式進(jìn)行介紹。

1 地下連續(xù)墻施工中三種空間受限情況

1.1 低凈空限制

地下連續(xù)墻低凈空限制源主要為高架橋、高壓線兩類，其中高架橋造成的低凈空限制主要發(fā)生在城市區(qū)域內(nèi)，多為城市中心區(qū)域。根據(jù)研究表明，不同高架橋梁寬度對(duì)應(yīng)最小凈空值見表1。根據(jù)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，大多數(shù)高架橋下凈空不大于10 m。

表1 高架橋梁寬度對(duì)應(yīng)最小凈空值

對(duì)于高壓線下凈空限制，根據(jù)文獻(xiàn)[1]總結(jié)，高壓線低凈空高度限制有9 m、13 m、19 m 三類，分別對(duì)應(yīng)大部分110 kV 高壓線、少部分110 kV 或220 kV高壓線以及大部分220 kV 高壓線下有效凈空。

1.2 導(dǎo)洞限制

在部分地鐵線路施工過程中，存在導(dǎo)洞或隧道內(nèi)地下連續(xù)墻施工，該情況下對(duì)地下連續(xù)墻成槽設(shè)備的整體尺寸都存在限制，主要限制為設(shè)備高度及寬度。鐵路隧道根據(jù)不同牽引分為：內(nèi)燃牽引：高6 m，寬12.88 m；電力牽引：高6.55 m，寬12.88 m。

1.3 地下障礙物限制

城市區(qū)域內(nèi)，地下連續(xù)墻施工受到復(fù)雜地下管線干擾，在施工條件允許情況下，通常采用避開的方式進(jìn)行成槽，但是在無法避開的情況下，則采取截?cái)喙芫€將管線改道的處理方式。

2 三種受限情況下施工技術(shù)

2.1 低凈空限制

低凈空限制條件下的地下連續(xù)墻施工方案有以下幾種：（1）針對(duì)機(jī)械設(shè)備略超出施工限高的情況下，采用降低成槽設(shè)備站立平臺(tái)高度的方式，對(duì)原有施工平臺(tái)進(jìn)行降高處理，見圖2，該方式適用于正常大型施工設(shè)備略超出有效限高的情況下，一般超出高度不大于2 m 時(shí)適用，否則大方量開挖會(huì)導(dǎo)致工程量增加，影響工期進(jìn)度；（2）針對(duì)施工設(shè)備高度超出有效限高大于2 m 的情況，通常采用特殊施工設(shè)備，包括成槽設(shè)備和吊裝設(shè)備，特殊成槽設(shè)備包括MBC30 銑槽機(jī)、徐工XTC80/60M 低凈空銑槽機(jī)、徐工XG500E 成槽機(jī)、金泰SG40 改成槽機(jī)等，特殊吊裝設(shè)備包括龍門吊等特制低凈空吊裝設(shè)備。實(shí)際施工中，還需根據(jù)有效凈空高度對(duì)地下連續(xù)墻鋼筋籠進(jìn)行分節(jié)吊裝，以滿足鋼筋籠下放要求。

圖2 施工平臺(tái)降高處理示意

2.2 導(dǎo)洞限制

導(dǎo)洞內(nèi)地下連續(xù)墻施工空間限制較低凈空更為嚴(yán)重，尤其在地鐵隧道工程施工中。該情況下，通常采用特殊的施工設(shè)備如寶峨CBC 隧道銑槽機(jī)，DJK-68-01 型低凈空鉆機(jī)。其中，寶峨CBC 隧道銑槽機(jī)目前較為鮮有，且價(jià)格昂貴，經(jīng)濟(jì)性不佳；采用DJK-68-01 型低凈空鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)洞內(nèi)低凈空施工則更為經(jīng)濟(jì)。

2.3 地下障礙物限制

城市中心復(fù)雜地下管線是影響地下連續(xù)墻施工的不利因素之一，通常情況下使用SJ1000 側(cè)向成槽機(jī)進(jìn)行施工，首先利用挖機(jī)或者成槽機(jī)抓除障礙物旁土層，深度超過障礙物所在深度至少1～2 m；隨后將側(cè)向成槽機(jī)下至障礙物旁挖除土層的空間內(nèi)，將障礙物下方土體利用側(cè)向成槽機(jī)進(jìn)行挖掘，直至設(shè)計(jì)深度。

在地下障礙物埋深較淺時(shí)，也可以使用絞吸式成槽，利用鉆機(jī)將障礙物下方土層攪碎后經(jīng)泥漿反循環(huán)排出土渣。鉆頭實(shí)物見圖3。

圖3 鉆頭實(shí)物

3 受限情況下工程實(shí)踐

根據(jù)上海遠(yuǎn)方工程實(shí)踐，對(duì)低凈空限制條件下及存在障礙物情況下地下連續(xù)墻施工進(jìn)行介紹。

3.1 低凈空限制條件

通過對(duì)實(shí)際施工項(xiàng)目梳理，總結(jié)出上海遠(yuǎn)方低凈空項(xiàng)目施工情況表，見表2。結(jié)果表明，高架橋與高壓線是地下連續(xù)墻低凈空限制的兩種主要形式；地下連續(xù)墻低凈空條件下施工有效凈空高度為4.6～14 m（高壓線已減去6 m 安全施工高度）。施工過程中需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理設(shè)計(jì)鋼筋籠分節(jié)長度及分節(jié)數(shù)量，分節(jié)過程中應(yīng)盡量減少分節(jié)數(shù)量，減少整體鋼筋籠的薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)，縮短鋼筋籠分節(jié)間的連接時(shí)間。

表2 上海遠(yuǎn)方低凈空項(xiàng)目匯總表

3.2 地下障礙物限制

天津B1 線13 標(biāo)地下連續(xù)墻工程項(xiàng)目場(chǎng)地存在10 kV 和220 kV 高壓電纜。在實(shí)際導(dǎo)墻施工時(shí)，需將高壓電纜進(jìn)行保護(hù)，將導(dǎo)墻底部延伸至高壓電纜底部50 cm 位置，用1 cm 厚鋼板將高壓電纜左右兩側(cè)和上下兩側(cè)包裹，避免反循環(huán)設(shè)備提升時(shí)與高壓電纜發(fā)生碰撞。

導(dǎo)墻施工完成后，在槽段左側(cè)用液壓抓斗正常抓出2.8 m 寬導(dǎo)槽，作為插噴導(dǎo)管的先行導(dǎo)槽。高壓電纜下方土層用潛水鉆斜鉆成槽，每次橫向成槽寬度為15 cm，直至10 kV 高壓電纜底部1.4 m 范圍內(nèi)全部成槽完畢。為保證電纜底部鋼筋籠順利移籠，槽段整體深度超挖2 m 深，鎖口管背部用砂子回填密實(shí)。槽段平面見圖4。

圖4 槽段平面（單位：mm）

4 結(jié)語

隨著地下連續(xù)墻在我國應(yīng)用廣度與深度的不斷拓展，空間限制條件下地下連續(xù)墻施工的案例仍在不斷增多?；谙嚓P(guān)工程實(shí)踐，對(duì)空間受限情況下成槽施工進(jìn)行闡述，并依托實(shí)際工程進(jìn)行說明，以期為相關(guān)工程提供部分參考。