地鐵車站既有管線下方地下連續墻施工技術

□文/王雷

地鐵車站既有管線下方地下連續墻施工技術

□文/王雷

地下連續墻成槽受市政管線等障礙物限制的現象越來越普遍，如何安全順利的完成此類施工任務成為值得探討的問題。文章結合天津地鐵220 kV電纜下方地下連續墻施工經驗，分別介紹了氣舉反循環和液壓槽壁機傾斜成槽配合自制切土箱進行既有管線下方地下連續墻成槽的施工技術并對兩種工法進行了對比分析。

既有管線；地下連續墻；成槽；氣舉反循環；地鐵

隨著城市化進程的加快，城市軌道交通建設的蓬勃發展，地鐵施工條件也越來越受到各種因素的限制。各類地下管線由于涉及產權單位多、切改時間長、協調難度大、財力物力消耗多等因素，成為制約工程建設工期的關鍵因素。而傳統的液壓抓斗成槽機只能直上直下進行成槽施工，不能掏挖障礙物下方的土體。本文結合天津地鐵220 kV電纜下方地下連續墻施工的成功經驗，對既有管線下方地下連續墻施工常用工法的工藝過程、工法特點做簡要探討。

1　工程簡介

1.1設計概況

天津地鐵6號線南運河站主體基坑長319.6 m，標準段寬32.0 m，標準段開挖深度為17.6 m，圍護結構采用800 mm厚地下連續墻，墻深33.0 m。在地下連續墻施工期間基坑內有一趟220 kV高壓電纜無法完成切改工作，分別橫跨GDL7和GDL17號地下連續墻。

1.2風險分析

220 kV電纜位于車站蓋挖段（里程約DK+217.75處），電纜箱涵為混凝土結構，寬2.2 m、，高0.8 m、埋深約1.0 m，箱涵里有6根高壓電纜。需要在對220 kV電纜進行原位懸吊保護后，再施作其下方地下連續墻。220 kV電纜為天津市市政設施主干線，涉及整個華北電網系統的供電，無法進行遷改。而且，在施工期間不能對其造成任何損壞損傷，一旦電纜造成損壞將會在3 m范圍內產生高壓電弧，造成人員觸電傷亡。

2　成槽前準備工作

2.1導墻施工

管線附近10 m范圍內均采用深導墻形式。導墻深度為3 m、厚度≮30 cm，翼墻長度≮1.5 m，在管道外側四角各設置一道200 mm×20 mm的角鋼，角鋼四周焊接厚度為10 mm的鋼板，與導墻澆筑成整體對管道進行包裹保護。由于該施工區域緊鄰市政排水管道，土體常年受到浸泡多為松散的淤泥，極易塌方，再加上在電纜架護過程中對部分土體產生了擾動。為滿足導墻溝槽開挖要求，保證導墻的穩定性，采用3∶7石灰土進行回填。為防止場區5～12 m深度范圍內淤泥質粉土層發生槽壁坍塌現象，在槽段兩側距離槽壁0.5 m處（為防止型鋼插入時發生偏移，因此距離槽段0.5 m處）各設置一排樁長12 m的型鋼咬合圍護樁，頂部用工字鋼縱向焊接成整體并澆入導墻內，在地下連續墻施工完畢后再拔除，見圖1和圖2。

圖1　導墻結構

圖2　型鋼圍護樁剖面

2.2槽段劃分

施工前將管涵影響范圍內的地下連續墻分幅進行調整，幅寬調整為2.8 m+d+2.8 m（d為管涵外徑，2.8 m為成槽機抓斗的寬度），地下連續墻的中心線調整至管涵的中心處。220 kV電纜處槽段開挖寬度為8.1 m，實際施工完成后每幅墻寬在5.9～6.0 m為保證鎖口管的穩定性，將槽段兩側70～75 cm的超挖部分采用大粒徑的礫石混合粘土回填密實，實踐證明在混凝土灌注過程中混凝土側壓力較大，若回填不密實將導致鎖口管發生傾斜，影響地下連續墻接縫的施工質量，見圖3。

圖3　地下連續墻槽段平面

3　成槽機傾斜配合切土箱成槽

3.1開挖管線兩側槽段

成槽前對施工場地進行平整、硬化，在成槽機站位處鋪設20 mm的鋼板。按一般的成槽工藝，緊貼管道兩側保護鋼板各成一抓，每一抓的寬度為2.8 m。

3.2長臂挖機開挖下方土體

用ZX230型長臂挖機由兩側采用摳挖的方式開挖5～7 m深度范圍內的土體。挖掘機的挖掘翅盡量加長以增加開挖的范圍。挖掘機站位要準確、牢固，挖掘機的機械臂要嚴格與地下連續墻中心線重合。在開挖過程中注意由專人指揮，挖掘機嚴格按照手勢進行開挖，手勢指揮一下，挖掘機動一下，每個動作都要在收到指令后進行，在開挖過程中嚴禁刮碰泥皮和觸碰電纜架護桁架。

3.3成槽機開挖管線下方土體

首先在距離電纜一定距離處設置一根鎖口管，本工程鎖口管放置在管線外側1.0 m處，將鎖口管傾斜合適的角度，注意下方要插入泥土內一定深度以保證其穩定性。220 kV電纜下方土體開挖共分為3步，前兩步分別將鎖口管放在兩側各1.0 m的位置，采取成槽機抓斗吊挖的方式開挖，即成槽計抓斗不下放到底部懸吊抓土的方式進行開挖；第三步在一側鎖口管緊貼管線外皮下放，然后傾斜一定角度，采取以上開挖方式將清理電纜下方的土體清理干凈。在施工過程中要求成槽司機在下放抓斗時打開抓斗，而且下放一段深度后提升一下，在提升順利的情況下再繼續下放，以免上方未開挖的土體將抓斗卡住。

3.4切土箱

特制2個切土箱（1個備用）用以清理管線成槽機和挖掘機無法觸及的土體。切土箱采用20 mm的鋼板焊接而成，切土箱寬0.8 m、長2.5 m，一端焊接在鎖口管上，另一端用端板封閉，中間和與鎖口管連接的部位設置加強板，下方切成平順、光滑的坡口。

在施工時切土箱首先伸到電纜下方，然后緩慢下放，直至遇到要切削的土體，然后上下移動切削土體，在切削一定時間后將切土箱提升至地面，清除切土箱里面的土體。值得注意的是切土箱的下放速度不易過快，由于土體阻力很大這樣的切削效果并不好，而且容易損壞切土箱。切土箱一次的切土量根據實際確定，這與伸入土體的長度和切入土體的深度有關，但當切土箱內有一部分土體時一定要提升至地面清理后再繼續切，因為當切土箱內有一定土體時繼續切土就十分困難了，而且實際證明采用“一次少切土多切幾次“的方式效果更好。當在管線一側無法滿足切土要求時，在另一側也用切土箱對土體進行清理。

3.5沉碴清理

在用切土箱將管涵下方剩余土體清理干凈后，對槽段內的碴土進行清理。在清理前可能會發現里面碴土增加的很多，這不一定是塌方造成的，因為在用以上方法開挖的過程中只有一部分土體被挖出，有很大一部分被撞到或刮到兩側。

4　工法適應性對比

目前在建的天津地鐵5、6號線涉及同類管線影響的車站共有4個，共影響8幅地下連續墻施工，其他單位采用氣舉反循環成槽進行成槽。而利用液壓槽壁機傾斜配合切土箱成槽均較氣舉反循環成槽，成槽質量、工期、造價等方面具有優勢，見表1。

表1　工法適應性對比

5　結論與建議

天津地鐵6號線南運河站利用槽壁機傾斜成槽、自制切土箱清理剩余土體成功完成了220 kV電纜下方兩幅地下連續墻施工，確保了既有管線的安全和正常使用，保證了基坑圍護結構的施工質量，實現了工程的關鍵工期節點，該項技術在類似環境進行地下連續墻施工中具有很大地推廣應用價值。但本工藝未十分成熟，需要在后續施工應用中進行完善、改進。

1）在施工前需會同參建各方對施工方案進行詳細的討論，對每個細節要進行分析。合理安排各施工工序，做好銜接。配備組織責任心強、具有類似施工經驗或地下連續墻施工經驗豐富的人員，對各種機械設備做好維修保養，施工所需材料和應急材料施工前要配備到位。

2）加強施工監測。施工前對既有管線、電纜支架、型鋼支護、地表采集初始值，在施工過程中進行24 h監測（每4～6 h測一次），發現異常情況及時上報。

3）由于成槽機抓斗的傾斜角度、切土箱的能力和鋼筋籠吊裝的限制，本工藝適用于管涵寬度為2.5 m以下地下連續墻成槽施工。

4）根據電力部門的相關要求，220 kV電纜保護需由專業的保護公司進行架護，采用鋼桁架對電纜進行懸吊保護。實際施工顯示架護桁架不要高出地面這樣對成槽機的站位、挖掘機掏土影響很大，可以采用角鋼和鋼板包裹，然后澆筑在導墻內，不但降低了保護成本，而且方便施工。

［1］劉國彬，王衛東.基坑工程手冊［M］.2版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

［2］DB29-103—2010，鋼筋混凝土地下連續墻施工技術規程［S］.

［3］GB50299—1999地下鐵道工程施工及驗收規范（2003版）［S］.

［4］劉振華.槽壁機開挖地下連續墻施工技術［J］.經濟技術協作信息，2009，（12）：149.

［5］楊寶珠，張淑朝.天津地區超深地下連續墻成槽施工技術［J］.施工技術，2013，42（2）：89-91.

［6］郭余根.成槽機液壓抓斗改造及其在地下連續墻穿越既有管線施工中的應用［J］.鐵道建筑技術，2013，（12）：65-68.

U231+.3

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1008-3197（2016）02-51-02

2016-02-05

王雷/男，1982年出生，工程師，天津市地下鐵道集團有限公司，從事軌道交通工程施工技術管理工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.02.017