地下連續墻在立交橋工程中的應用

程琳，李濤

(1．濟南鐵路局工程建設監理中心，山東濟南250001;2．濟南鐵路局經營開發處，山東濟南250001)

地下連續墻在立交橋工程中的應用

程琳1，李濤2

(1．濟南鐵路局工程建設監理中心，山東濟南250001;2．濟南鐵路局經營開發處，山東濟南250001)

以鄒城市火車站立交橋主墩承臺深基坑地下連續墻圍護工程為例，介紹了鄰近鐵路深基坑地下連續墻圍護結構施工工藝、質量控制要點以及安全卡控重點。詳細闡述了連續墻鎖口管接頭施作時的細節，拔起過程的注意事項，可供類似工程施工參考。

深基坑圍護 地下連續墻 鄰近鐵路

地下連續墻技術起源于歐洲，它是在鑿井及石油鉆井所用膨潤土泥漿護壁和澆灌水下混凝土的基礎上發展而來的。1950年正式在意大利米蘭工程中應用，1959年日本引進，同一時期我國應用于水利工程大壩防滲墻中，70年代起用于建筑工程。1996年，我國首次引進一臺BC30型液壓銑槽機用于長江三峽二期工程。2004年上海軌道交通4號線修復工程地下連續墻厚1 200 mm，地下連續墻深為65 m。2006年南水北調穿黃工程地下連續墻厚1 500 cm，深76.6 m。近幾年在地下工程中連續墻應用已十分普遍。

本文將結合鄒城市火車站跨越多條運營鐵路線立交橋工程，對地下連續墻的施工工藝、質量控制要點進行說明，并按照鄰近鐵路線施工管理規定，對施工中的安全保證措施做出具體介紹。

1 工程概況

鄒城火車站立交橋為主跨110 m斜拉橋，位于鄒城火車站站區，橫跨京滬等14股電氣化鐵路既有線。為保證既有線的營運安全，設計為水平轉體斜拉橋，轉體質量21 000 t。斜拉橋轉體主墩18#墩緊靠既有線，18#墩基礎為21根直徑2 m鉆孔灌注樁，承臺為直徑22 m的圓形承臺，厚度7 m。承臺底距地面11.5 m，靠近鐵路側邊緣距最近鐵路中心11.9 m。為保證基坑開挖時既有線的安全，基坑采用鋼筋混凝土地下連續墻作為圍護結構。

1)圓形地下連續墻中心直徑26.2 m，連續墻厚度0.8 m，深度16.37 m。

2)導墻墻間距離為0.9 m，墻高1.2 m，墻厚0.8 m，導墻的縱向分段與地下連續墻的分段接頭錯開。

3)導墻同連續墻后澆段現澆為整體結構，共同構成冠梁。

4)地下連續墻槽段接縫采用鎖口管地下連續墻槽段連接方式。

5)地下連續墻槽段的劃分:圓形連續墻軸線直徑為26.2 m，周長82.3 m。地連墻主要采用液壓銑槽機成槽施工，劃分19個槽段，Ⅰ期槽段2個，Ⅱ期槽段15個，Ⅲ期槽段2個。靠近鐵路側Ⅱ，Ⅲ期的6個槽段長2.50 m，其余槽段長5.11 m。

2 施工程序及要點分析

2.1 導墻

導墻施工是地下連續墻施工的關鍵環節之一，可作為測量挖槽標高和垂直度的基準，同時它起著支護槽口土體、承受地面荷載及穩定泥漿液面的作用。導墻施工順序:測量定位→挖槽→綁扎鋼筋→支模板→澆筑混凝土→拆模并設置臨時橫撐。

導墻施工中的注意要點:

1)導墻中心位置即地下連續墻的中心，必須用全站儀精確放出連續墻軸線及位置。

2)導墻分段施工，應與地下連續墻的分幅線錯開。

3)模板內側采用對撐加固，模板外側采用斜撐加固，防止導墻在外力作用下內擠。

2.2 挖槽

在地下連續墻挖槽前，應合理劃分單元槽段的長度，選擇合適的施工機械，且采取相應的安全措施。

施工順序:設備就位→符合地質情況進行成槽施工→成槽糾偏→泥漿護壁。

1)單元槽段的劃分。理論上單元槽段長度越長越好，既可減少接頭數量又可提高截水防滲能力和連續性。但同時需考慮地質情況、起重能力、地下管線及水位、單位時間提供混凝土能力等因素。

2)挖槽順序。挖槽順序與成槽的垂直度關系密切，必須使抓斗在吃土阻力均衡的狀態下挖槽。要么使抓斗兩邊的斗齒都吃在實土中，要么抓斗兩邊的斗齒都落在空洞中，切忌兩邊不均衡。根據這一原則，將整個連續墻分為19個槽段，共分3期開挖成槽，其中Ⅰ期槽段2個，Ⅱ期槽段15個，Ⅲ期槽段2個。按Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期的順序開挖成槽。其中Ⅱ期按對稱、間隔的原則開挖成槽，見圖1。

3)嚴格控制垂直度及平面位置。開槽時，仔細觀察監測系統，X，Y軸任一方向偏差超過允許值時，立刻進行糾偏。抓斗緊貼基坑導墻入槽，并及時補入泥漿。在挖槽機具挖土時，懸吊機具的鋼索不能松弛，一定要使鋼索呈垂直緊張狀態，這是保證挖槽垂直精度的關鍵動作。作業中要時刻關注測斜儀器的動向，及時糾正偏差。

2.3 泥漿護壁

泥漿最重要的作用是固壁，其靜水壓力可抵抗作用在槽壁上的土壓力和水壓力，防止地下水的滲入，且在槽壁上形成不透水的泥皮，防止槽壁剝落。利用泥漿較高的黏結性能在挖槽過程中將土渣懸浮起來并把土渣帶出槽孔。泥漿護壁技術的質量好壞直接影響到連續墻的質量與安全。

本工程中泥漿的使用方法為循環方式，在槽內充滿泥漿的同時，用泵使泥漿在槽底與地面之間進行循環將土渣排出地面。

1)為使泥漿在施工中能充分發揮作用，在制備時，必須使泥漿的質量達到各種必要的指標。對泥漿性能的要求因地質條件的不同而有差異。

2)拌制和使用泥漿時，必須隨時檢驗，不合格的泥漿必須及時處理。

2.4 接頭處理

為了使槽段墻之間很好連接，保證良好的止水性和整體性，必須對接頭的施工質量給予足夠的重視。

本工程采用的接頭形式為鎖口管接頭。這種接頭方式是在挖完槽后，在接頭部位插入鎖口管，用起重機吊放，接著插入鋼筋籠并灌注混凝土。在混凝土尚未完全硬化之前，使用液壓頂管機松動鎖口管，并選擇適當時機拔出鎖口管，然后進行下一個槽段的施工。

拔出鎖口管的關鍵操作是掌握混凝土的灌注時間和灌注高度，以及混凝土開始凝結的時間，選擇適當的時機拔出。如果鎖口管在混凝土中放置時間過長，由于混凝土的黏附力作用增加，會使鎖口管的拔出困難或者不能拔出;相反，如果過早地拔出鎖口管，又會使混凝土坍落或有坍落危險，見圖2。

圖2 鎖口管現場施工

3 質量控制措施

3.1 泥漿質量控制

泥漿護壁技術作為地下連續墻工程基礎技術之一，其使用泥漿質量的好壞直接影響到工程的質量與安全。泥漿質量管理主要通過以下手段控制:

1)泥漿制作所用原料符合技術性能要求，制備時符合制備的配合比。

2)泥漿制作中，每班進行兩次質量指標檢測，新拌泥漿應存放24 h后方可使用，補充泥漿時須不斷用泥漿泵攪拌。

3)混凝土置換出的泥漿，應進行凈化調整到需要的指標，與新鮮泥漿混合循環使用，不可調整的泥漿排放到廢漿池，用泥漿罐車運輸出場。泥漿調整、再生及廢棄標準見表1。

4)泥漿檢測頻率見表2。

表1 泥漿質量控制指標

表2 泥漿檢驗時間、位置及試驗項目

5)成槽過程中，槽內泥漿液面保持在導墻頂面下30～50 cm，暫停施工時，漿面不應低于導墻頂面30 cm。

3.2 鎖口管起拔控制

鎖口管與迎土端之間的空隙必須用黏土或石子回填密實，從而保證澆灌混凝土時鎖口管能提供足夠的反力，避免混凝土發生繞灌而將鎖口管全斷面抱牢，造成鎖口管起拔困難。

本工程在接頭管吊裝就位后安裝液壓頂管機。正式開始頂拔接頭管的時間，以開始澆灌混凝土時做的混凝土試塊達到終凝狀態所經歷的時間為依據。接頭管的頂拔要按照液壓頂管設備所反映的施力數據來確定可否實施。具體采取輕輕頂拔和回落的方法，每次頂拔10 cm左右，拔到0.5～1.0 m時，如果接頭管內無涌漿等異常現象，每隔30 min拔出0.5～1.0 m，最后根據混凝土頂端的凝結狀態全部拔出。

為減少鎖口管起拔過程中的摩擦阻力，可在鎖口管和混凝土相接觸的一面涂抹減摩擦劑，主要成分為石蠟。

4 安全控制措施

地下連續墻施工距京滬鐵路線最近處僅7.3 m，對鄰近鐵路線的運營構成較大的安全隱患，屬于鐵路鄰近營業線B類施工，必須以保證列車運行安全為前提。地下連續墻施工對既有線的安全影響因素主要有兩個:一是成槽過程中塌孔對鐵路路基穩定產生影響;二是鋼筋籠吊裝過程中發生吊裝安全事故對鐵路運營產生影響。

4.1 防坍塌失穩措施

1)連續墻施工前在鐵路側緊靠地下連續墻用一排φ1.0 m、長20.7 m高壓旋噴樁加固土體，確保路基側土體穩固。

2)鄰近鐵路側6個槽段長度由5.11 m減至2.5 m。

3)在成槽施工過程中，合理保持槽內泥漿比重，并且泥漿液面保持高于地下水位0.5 m以上。

4)嚴格施工工藝控制，確保連續墻槽段接頭、圈梁、腰梁與墻結合緊密形成整體，確保地下連續墻整體穩定性。

5)合理設置觀測樁，實施施工監測。分別在鄰近路基、接觸網支柱基礎、地下連續墻墻體等處所設置觀測樁，并定期進行觀測，發現異常應及時采取有效措施，確保施工安全。

4.2 鋼筋籠吊裝安全控制措施

1)將鋼筋籠分節制作吊裝，降低吊裝難度，提高吊裝安全可靠性。

2)編制吊裝方案，根據起吊鋼筋籠重量等條件通過計算確定吊車型號。

3)采取措施確保地基承載力滿足要求。

4)吊車順線路擺放，并打好支腿。

5)在鋼筋籠上部系兩根牽引繩，橫線路方向牽引，防止吊裝過程中鋼筋籠擺動，提高吊裝穩定性。

5 結語

鄒城市上跨鐵路立交橋工程主橋利用地下連續墻對主墩承臺基坑進行圍護，在濟南鐵路局施工范圍內較為少見。本工程地下連續墻已于2014年6月初順利完工。實踐證明，地下連續墻施工振動小、噪聲低，墻體剛度大，防滲性能好，對周圍地基無擾動，工效高、工期短、質量可靠。用于基坑開挖時，可承受很大的土壓力，非常適宜鄰近鐵路深基坑支護的要求和施工特點。地下連續墻必將成為鄰近鐵路深基坑支護工程中必不可少的擋土結構。

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Application of diaphragm wall in construction of grade separation bridge

CHENG Lin1，LI Tao2
(1．Engineering Construction and Supervision Center，Railway Bureau of Jinan，Jinan Shandong 250001，China; 2．Department of Business development，Railway Bureau of Jinan，Jinan Shandong 250001，China)

Taking the deep foundation pit diaphragm wall enclosure project of overpass main beam bearing platform in Zoucheng railway station for example，this paper introduced the construction technology，quality control and safety control points for deep foundation pit diaphragm wall enclosure structure of adjacent railway，and discussed the locking pipe joint construction of diaphragm wall and points for attention in pulling process，which could provide a reference for similar projects．

Deep foundation pit enclosure;Diaphragm wall;Adjacent railway

U445.55+9;TU476+．3

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2015．03．15

1003-1995(2015)03-0050-04

(責任審編趙其文)

2014-09-02;

2014-12-26

程琳(1990—)，女，山東濟南人，助理工程師。