上海軌道交通12號線漢中路站超深地下連續墻施工技術

尹 軍

(上海宏波工程咨詢管理有限公司 200232)

1 工程概況

軌道交通12號線漢中路站建址位于恒通路、恒豐路、光復路、梅園路圍成的地塊之間，是目前上海市最深的地鐵車站(見圖1)。

圖1 工程總平面圖

1.1 12號線站

12號線車站沿長安路設置，大致呈東西走向。車站為地下四層島式車站，開挖深度為24.01～26.01m;車站主體外包長度189.07m，標準段外包寬度21.2m。圍護采用1200mm厚地下連續墻，Ⅱa區墻深47m，Ⅱb區墻深49m。

1.2 13號線站

13號線車站位于地塊內，大致呈南北走向。車站為地下五層島式車站，開挖深度為30.95～32.88m，車站主體外包長度206.4m，標準段外包寬度21.2m。圍護采用1200mm厚地下連續墻，標準段墻深 58m，端頭井墻深62m。

1.3 設備房基坑

13號線車站與12號線車站西北側相交區域為設備房，基坑呈三角形布置，面積約為2200m2，地下四層結構，基坑開挖深度23.86m。圍護采用1200mm厚地下連續墻，墻深53m。

1.4 換乘大廳基坑

13號線車站與12號線車站東北側相交區域為換乘大廳，該基坑呈四邊形布置，面積約為4500m2，地下三層結構。基坑開挖深度23.86m。圍護采用1200mm厚地下連續墻，墻深47m。

2 工程環境

該工程勘察成果表明:根據地基土的成因類型、土層結構、性狀特征可劃分為9層，基本屬上海正常沉積區，除③、④層受②3層切割，③層缺失，④層局部缺失，其余各土層分布較穩定。

淺層土主要含水層為②3和②3t層砂質粉土層，根據勘察報告，該層厚度大(大于10m)，滲透系數大，含水量大，搖震反應明顯。針對地下連續墻的施工，在圍護成槽過程中，若不采取措施降低②3和②3t層水位，容易造成泥漿比重過小，成槽時受該層重力水的影響，槽壁容易發生坍塌等現象，嚴重影響地下連續墻施工質量，造成圍護缺陷。在后期基坑開挖后，由于圍護缺陷的存在，容易造成基坑滲水、管涌等危害，引發基坑周邊沉降、塌陷等問題。且最深的13號線主體基坑坑底均位于⑦1層草黃—灰黃色砂質粉土中，圍護墻墻趾位于⑧1層灰色粘土及⑧2層灰色粉質粘土夾砂中。以上工程環境特點給深槽壁的穩定性控制帶來很大困難，對成槽設備要求較高，精度控制的難度加大。工程地質情況參見下表。

漢中路站13號線南端頭井及部分標準段地下連續墻土層分布表

擬建車站12號線場地周圍以高層住宅及商務樓為主:

地鐵恒通大廈主樓25層建筑，地下室離基坑最近1.57m。原地下室圍護樁已局部侵入12號線車站地下墻范圍。

金峰大廈主樓29層，主樓離12號線最近15.7m，裙房最近6.3m。

兆安酒店主樓16層建筑，距離基坑最近45.7m。

上海青年文化活動中心，距離基坑最近65.6m。

地鐵1號線漢中路站為地下二層車站，離基坑最近為20m;1號線區間距離基坑最近為25m。

13號線車站南端頭井離蘇州河33.4m。

恒豐路主橋離基坑最近為10.6m。

周邊相鄰管線需對長安路上雨水、上水、煤氣管線進行臨時搬遷。

漢中路站62m的地下連續墻與淺地下連續墻相比，存在著成槽精度、速度、穩定性、防滲控制，超大噸位鋼籠起吊，周邊建筑保護等難題。

3 超重超長鋼籠吊裝技術

3.1 整體吊裝

13號線南端頭井62m的先行幅地下連續墻鋼籠約90t(包括起吊索具)，經過計算，在場地允許的情況下可以采用350t和150t履帶吊抬吊，為確保鋼籠起吊的安全，在十字鋼板上開口設置吊點，對水平和縱向桁架進行加強，主筋和分布筋全部點焊，并保證電焊質量，最終保證62m鋼籠的順利起吊，這是目前上海地區最長鋼籠的整體起吊。

3.2 分段吊裝

采用整幅制作、分段對接的吊裝方式。在胎模上整體制作鋼籠，再將分段處分開(鋼籠對接處位于基坑開挖面以下10m左右)，先將下段鋼籠吊運到位，固定于導墻上方，再抬吊運上段鋼筋籠，鋼筋籠對接后下放。

以往對接采用電焊形式，由于時間比較長容易產生頸縮、坍方等問題。該工程鋼籠分段對接提出了采用滾軋直螺紋鋼筋連接器的連接形式。這種特制的連接器與一般的連接器相比進行多方面的革新:?考慮鋼籠對接時主筋間隙，接駁器長度加長，根據間隙大小選擇不同規格;?鋼筋絲牙為同向加長絲牙，可以先擰到一邊的主筋上，再回擰來連接兩鋼筋，有效地保證了槽段穩定和鋼筋籠的順利下放。

3.3 一槽兩籠

該工程地下連續墻接頭采用十字鋼板，鋼籠厚且大，對于L幅、T幅、Z幅整幅制作難度大且時間長，故采用了一槽兩籠的工藝，即整幅成槽、分籠吊裝。每個小鋼籠采用350t和150t履帶吊抬吊即可整幅吊裝入槽，小鋼籠間布置包角筋，為了保證澆筑混凝土時小鋼籠間混凝土的順利流動，對鋼籠的包角筋適當調整。一槽兩籠槽段需要嚴格控制混凝土澆筑時兩個導管的同步性和導管的埋深，基坑開挖時，需要合理布置直撐或設置角撐。

4 超深地下連續墻防滲控制技術

保證地下連續墻的接縫質量，是超深地下連續墻施工的關鍵所在，是今后基坑開挖的安全保證。在該工程中采用了以下措施來保證止水效果。

4.1 十字鋼板接頭

由于地下連續墻比較深，故該工程地下連續墻采用止水效果比較好的十字鋼板接頭，通過加長地下水透流路徑來加強止水效果，同時，調整后續幅包角筋的形式，盡量縮短幅間保護層，使防滲效果更好。

4.2 刮刀和鏟刀

在澆筑混凝土時，水泥漿液的繞流會在十字鋼板上粘附很多的混凝土塊，尤其是止水鋼板兩邊槽口內液壓抓斗碰不到的范圍，混凝土塊的清除更為困難，針對此情況，先在抓斗上安裝特制刮刀，將刮刀伸向止水鋼板兩邊槽口內將混凝土塊刮下，在刮刀刮不下的情況下，在反力箱底部焊接特制鏟刀，利用反力箱自重，用吊車將其吊到一定的高度后沿著鋼板壁位置沖擊下放，將大塊的頑固的硬塊清除(見圖2)。

圖2 液壓抓斗安裝刮刀清理接頭

4.3 重力導向刷

混凝土塊清除后，可能還存著淤泥，還需要再用專制的有重力導向的刷壁器刷壁，利用安裝在刷壁器上的高強橡皮將止水鋼板上的泥皮刷除，最終采用超聲波測十字鋼板的垂直度，發現有淤泥再次刷壁，一直到清除干凈后再清孔。

5 成槽精度和穩定性的控制技術

5.1 高精度成槽機

該工程成槽難度大，一般的成槽機深度和精度都不能達到要求，故選用了德國利勃海爾 HS855HD、SG50E、SG40E型成槽機(具有成槽深度大、成槽精度高、成槽效率高等優勢)，成槽采用液壓抓斗工法，配備有垂直度顯示儀表和自動糾偏裝置，可以做到隨挖隨測隨糾，有效地保證成槽的順利進行。

5.2 泥漿質量控制

本工程存在以下兩點不利因素:

地面以下為超過10m厚的滲透系數高的粉砂、砂質粉土，在動水壓力作用下易液化產生流砂，造成成槽塌方;成槽深度最深62m，地下連續墻深，各道工序施工時間長，在槽孔長時間暴露中容易引起沉渣增厚和槽段失穩等問題。

因此，為確保成槽穩定和減少沉渣厚度，該工程選用新型的復合鈉基膨潤土(GTC4)泥漿。該膨潤土是一種高造漿率、添加特制聚合物的鈉基膨潤土，適合于各種土層，尤其是超深地下連續墻的護壁要求。清孔泥漿和澆灌混凝土過程中回收的泥漿必須通過泥漿分離系統進行分離后再經過調漿方可繼續使用。為確保泥漿分離效果，該工程專門引進宜昌黑旋風生產的泥漿分離系統，該分離系統每小時處理泥漿量達200m3，使得較大顆粒泥沙、垃圾和細微泥沙的分離效率提高，并且適當提高泥漿比重和粘度，確保槽壁的穩定。

5.3 成槽工藝控制

嚴格按工藝流程作業，先挖單孔，后挖隔墻，盡量保證抓斗平衡挖土;單元槽段的挖掘順序，用抓斗挖槽時，要使槽孔垂直，最關鍵的一條是要使抓斗在吃土阻力均衡的狀態下挖槽，切忌抓斗斗齒一邊吃在實土中，一邊落在空洞中。根據這個原則，采用的單元槽段挖掘順序如下:

a.先挖槽段兩端的單孔，或者采用挖好第一孔后，跳開一段距離再挖第二孔的方法，使兩個單孔之間留下未被挖掘過的隔墻，這就能使抓斗在挖單孔時吃力均衡，可以有效地糾偏，保證成槽垂直度。

b.先挖單孔，后挖隔墻。因為孔間隔墻的長度小于抓斗開斗長度，抓斗能套住隔墻挖掘，同樣能使抓斗吃力均衡，有效地糾偏，保證成槽垂直度。

c.沿槽長方向套挖

待單孔和孔間隔墻都挖到設計深度后，再沿槽長方向套挖幾斗，把抓斗挖單孔和隔墻時，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保證槽段橫向有良好的直線性。

6 護槽技術

該工程淺層土主要含水層為②3和②3t層砂質粉土層，根據勘察報告，該層厚度大(大于10m)，滲透系數大，含水量大，搖震反應明顯。

針對②3和②3t層影響成槽施工的風險特點，為降低②3和②3t層水位，在地下連續墻成槽前，在槽壁外側布設止水帷幕，保證槽壁的穩定性，圍護結構止水帷幕采用三軸攪拌樁施工，攪拌樁樁徑為 850mm，搭接長度為350mm，樁長為地面以下2m至地面以下19m;且在成槽過程中，沿著槽壁布設一定數量的降水井，降水井需進行有效的活塞洗井以保證降水井質量，故該工程成槽降水井考慮使用鋼質井管。成槽時降低水位6m。降低成槽區域的②3和②3t層水位，以提高成槽質量。

7 結語

漢中路站在目前最深的、離蘇州河最近(也是砂質粉土最厚)的13號線南端頭井31幅地下連續墻施工過程中，未發生坍孔、散籠等質量事故，地下連續墻施工過程中采用的一系列措施收到了良好的效果。

漢中路站13號線南端頭井在超深地下連續墻施工中的技術創新和工藝革新，保證了施工的順利進行，為超深地下墻的施工摸索出一套行之有效的施工工藝，為今后類似工程積累了寶貴經驗。

1 黃澤恩.地下連續墻泥漿槽的穩定性分析［J］.地下工程，1986(20).

2 劉建航.上海地鐵一號線地下工程的技術概要［J］.地下工程與隧道，1995(3).

3 劉建航，候學淵.基坑工程手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社，1997