地鐵車站基坑圍護施工中地下連續墻的應用

張 廣

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

1 工程概況

某地鐵項目中，承接內容為某市軌道交通5 號線二期工程的土建項目，承建范圍包括工程前期的建設、土建項目、機電安裝與維修等，工程涉及站點共計5 個站點，長度總計為9219 m。其中，某市的地鐵公園站在該市地鐵線路中為第16 站，為地下二層車站，該站點的長度總計為241.65 m，設計寬度總計為21.5 m，開挖深度為17.33～19.45 m，車站的端點發井方式均為盾構的形式。

2 施工方法

通過采用明挖順筑的施工方法，具體使用地下連續墻與內支撐體系相結合的方式，車站的主體部分是采用現澆鋼筋混凝土單柱雙跨箱形框架結構，局部使用兩柱三跨的方式。線路為下坡路段，坡度數值是2‰。車站位置處于某鎮中心，地面高程為13.15～14.02 m，某路中段為雙向8 車道，計劃把道路寬度擴大至62 m，另一路為雙向6 車道，規劃把道路加寬至38 m。地下二層為島式換乘車站，車站之間設有聯絡線。該段施工方法采用明挖法，始發站為大里程端盾構，接收站為小里程端，基坑的尺寸是17.3～27.3 m。

3 地下連續墻的施工方法

3.1 施工前準備

地下連續墻施工前應該針對施工現場做好調查，根據現場的地下管線布局、四周的建筑，結合施工的整體設計做出合理性的地下連續墻施工規劃。

3.2 劃分施工槽段

（1）在該工程施工的過程中，使用的主要機械設備為寶峨GB 35 自動監測調整履帶式液壓抓斗成槽機，該設備由德國制造，其性能參數的具體情況為：最大挖掘深度50 m，挖掘施工寬度可以達到1.2 m，最大挖掘能力2 m3，抓斗的伸展距離達到3.5 m。在異型墻體施工的過程中，該機械設備施工比較便利，節省了大量來回搬運機器設備的時間，使墻體的垂直度能夠滿足設計的標準。

（2）在劃分單元槽段時，盡量避免設在轉角位置，以此確保地連墻具有非常好的整體性。由于某地鐵站一期、二期都分布較厚的砂性土層，為了盡可能確保槽壁的穩定，防止出現裹漿或塌壁的情況，將兩車站單元的槽段寬度設置為4～6 m，標準槽段為6 m。按照這個原則標準地鐵一期某站一共分為110 個槽段，地鐵二期某站分為78 個槽段。

3.3 導墻施工

導墻在起到平面位置控制作用的同時，還可以發揮垂直導向、擋土和穩定泥漿液面護槽的作用。在挖掘槽段以前，需要事先沿著地下連續墻軸線兩側，將導墻修筑好，這樣才能有效避免出現地面土坍塌的現象，以此保證成槽工作順利開展。導墻施工設計關鍵點如下：

（1）導墻的厚度設置為20 cm，高度設置為1.5 m，比地下連續梁寬4 cm 以上，給液壓抓斗施工預留工作臺面。

（2）轉角一側的導墻要向外延伸50 cm 左右，使連續墻轉角位置的混凝土施工質量滿足設計的標準。地面要比導墻低20 cm 左右，使地面水不會流入到槽中，給導墻造成負面的影響。

（3）在導墻頂部將槽段劃分好，并將高程標記清楚，使鋼筋高程安裝得以準確的掌控。

（4）拆除導墻內側模板時，要將兩道支撐加設在墻體間，回填外層側時，要采取對稱施工的辦法，再分層壓實。

（5）在導墻混凝土的強度沒有達到設計強度的90%時，重型機械設備不可以在導墻四周1 m 的范圍之內停留、行駛或者是施工，防止導墻在受到振動以后出現變形的情況。

（6）在導墻混凝土的強度達到設計強度的90%時，地下連續墻施工方可繼續施工。

3.4 制作泥漿

地下連續墻施工時，泥漿可以發揮較好的攜渣、護臂、切土潤滑和冷卻機具的作用，正確使用泥漿能夠確保挖槽施工得以順利的實施。以施工現場的地質條件和施工工期為基礎，在下沙西站設置2 個4 格泥漿池，在下沙中心站設置1 個6 格泥漿池。

在成槽時，伴隨著槽段深度的增加，要將槽內的泥漿及時補充充足，使槽內泥漿高度比地下水位高出1 m 以上，也可以使施工液位保持在最高位置處，比導墻頂面要高0.3 m，防止槽壁塌方使槽內外壓力出現失衡的情況。在砂層施工的過程中，泥漿黏度和密度要比設計值略高一些，現場泥漿儲備量要充足。

3.5 埋設預制鋼套筒導向嵌巖系統

首先，需要用沖擊鉆在軟質地層進行鉆孔，然后將預制鋼套筒導向嵌巖系統進行吊放安置，鋼套筒的長度要與孔的深度相適宜，不可短于孔深。預制鋼套筒導向嵌巖系統在被吊起后，需要通過設備檢測，以此保證其與底面垂直；在下放過程中，如果速度過快，可能會導致鋼套筒碰到槽壁而導致出現槽孔塌陷現象，甚至會損壞掉鋼套筒，所以，應該適當放慢其下放速度。

將預制鋼套筒導向嵌巖系統下放至槽孔底部后，需要用鋼筋將其與地下連續墻的導墻進行固定，防止其移動。將鋼套筒高于導墻的部分切除，然后把預制鋼套筒導向嵌巖系統與橫跨穿過其間隙的鋼筋進行焊接。

3.6 潛孔鉆成孔

（1）鉆頭的對準部位為鋼套筒孔位，對其垂直度進行檢查，使用工具為水平尺或者錘球，確保鉆桿處于垂直狀態，接下來做鉆進工作。鉆桿長度為3 m/節，進行鉆進時，需要根據深度添加鉆桿，直至到達規定深度。與鉆機同時使用的壓縮機為LG 16/13GY，排氣量16 m3。在進行鉆進工作時，潛孔鉆機在活塞桿的反復運動下，推動了回轉供風機構的前進，鉆具在孔底通過軸壓作用，完成了鑿巖推進工作。并且鉆桿通過高壓風在空心軸作用下進入沖擊器，吹碴工作在鉆頭通風孔的作用下實現，孔底的雜物就可以吹到孔外。

（2）完成潛孔鉆機工作后，繼續使用沖擊鉆機施工作業，使用的沖擊鉆型號為CK-6C 型。開始作業前，相關作業人員需要對所作業的地理狀況予以了解，掌握作業的地層，結合地理情況與圍巖性質合理調整鉆進數據。

（3）鉆進時，必須確保沖擊鉆鉆進的準確性，不得出現沉陷的情況，如有以上情況發生，應該馬上采取相應的處理措施。如果需要對孔中的事故進行處理，或者由于故障臨時停止作業務必確保鉆頭是放在外面，不能置于里側，以免發生危險。樁機就位后便可進行鉆孔作業。破碎沖擊巖、排巖時，以反循環排渣的方式。通過鉆機反復的作業，最終的深度實現設計要求。鉆進中需要確保成孔的深度在設計深度以上[1]。

（4）成孔施工完成后，需要重復成槽工序：①采用開槽機在規定槽段開挖成槽，達到標準后，再利用泥漿凈化機對槽內進行清理；②將潛水泥砂泵吊放至槽底，工作時需要把槽底濃泥漿里含有的碎石屑等抽出來，然后將其運送到泥漿凈化機里；③使用振動篩工具把石屑分離到地面上，使其含水率及含泥率大幅度的下降，從而可以直接運離出槽段[2-4]。

4 主要技術參數

（1）車站主體圍護結構使用地下連續墻的方式，厚度為800 mm，墻幅的基礎寬度分別為4.5 m、5.5 m 與6.5 m。使用鉆孔工具型號為CM358A 的潛孔鉆，鉆桿直徑為76 mm，鉆頭直徑為138 mm。鋼套筒使用標準長度為8.944 m 的鋼套筒管，其外徑為152 mm，壁厚為6 mm。使用限位鋼板共計3 塊，規格為800 mm×700 mm×20 mm，在鋼套筒從上至下3 個部位分別放置，上部采取臨時點焊的方式連接，用電焊的方式將中部與下部限位鋼板與鋼套筒焊接牢固[5-7]。

（2）使用限位鋼板3 塊，尺寸為800 mm×700 mm×20 mm，所有限位鋼板均標示出潛孔鉆具體的位置，然后使用氧氣乙炔火焰槍切割。然后將鋼套筒穿入已經切好的孔內，在鋼套筒從上至下3 個位置分別放置3 塊限位鋼板，上部采取臨時點焊的方式連接，用電焊的方式將中部與下部限位鋼板與鋼套筒焊接牢固，以便于隨著地下連續墻孔的深度來對套筒長度做合理的調節。標準的鋼套筒長度為8.944 m，在現場提前準備好一些長度分別為1 m、2 m 與5 m 的鋼套筒做為臨時備用，然后結合孔的深度選擇與之對應的鋼套筒，把其套在標準長度的鋼套筒上[8]。

（3）地下連續墻的6 m 槽段布設的孔分別是主孔5 個（1～5）、副孔4 個（6～9）。完成孔位布設以后，在對應的孔位上定位2 種鋼套管，各個主孔位之間的中心距離為150 cm，主孔副孔位中心的距離為75 cm。

5 結束語

綜上所述，由于在鉆機工作中，會受到斜向巖面、巖層地質結構的影響，而造成沖擊孔洞出現偏斜的情況，嚴重影響垂直度，使成孔效果受到不良影響，不僅延誤了施工進度，增加了企業的經濟支出，而且還造成一定的損失。以某工程項目作為施工案例，深入研究了地下連續墻的施工過程，進而解決了由于沖擊鉆成孔效率低下的問題，而且還大大節省了人力、物力以及設備方面的費用支出。