低凈空超深地下連續墻施工

湯 葉 峰

(上海市基礎工程集團有限公司，上海 200002)

1 概述

地下連續墻憑借其整體成形、連續咬合的工藝，具有剛度大、防水性能好、適合開挖深度大的優點，已經成為了基坑圍護中常用的一種類型。由于一體成形，地下連續墻整籠吊裝時，施工需要一定的施工高度，但在低凈空、高度受限的施工環境下按目前地下連續墻施工工藝，仍需克服相關的技術難點。

由上海市基礎工程集團有限公司承建的上海軌道交通18號線11標龍陽路站工程，在220 kV超高壓架空電纜下的地下連續墻施工中，成功的采用低凈空超深成槽工藝，在上海市軟土地質下首次成功進行了深度47 m，厚度1.2 m的地下連續墻施工。

2 工程簡介

2.1 工程概況

上海軌道交通18號線龍陽路站地處龍匯路白楊路交叉口，為地下3層車站，沿白楊路南北向布置。主體圍護為1.2 m厚，47 m深的超厚超深地下連續墻，接頭形式為十字鋼板。車站南端頭井處上方有1路22萬伏架空高壓線橫穿，緊貼南端地下連續墻，最低架空高度16.3 m(見圖1)。

按《施工現場臨時用電安全技術規范》要求，有4幅地下連續墻，臨近此高壓架空線，距離在3.2 m～5.8 m，不能符合該規范的施工距離要求。

2.2 工程地質情況

擬建場地分布的土層自上而下可劃分為12層，分別為①1層填土；②1層灰黃色粉質黏土；③層灰色淤泥質粉質黏土；③t層灰色砂質粉土；④層灰色淤泥質黏土；⑤11層灰色粉質黏土；⑤12灰色粉質黏土；⑥層暗綠～草黃色粉質黏土；⑦11層灰黃～灰色砂質粉土夾粉質黏土；⑦12灰黃～灰色砂質粉土；⑦2灰黃～灰色粉砂(見圖2)。

3 工藝調整

本次施工是基于原地墻施工工藝，基于低空成墻的一次改進和創新。

原地下連續墻施工工藝見圖3。

此次低凈空超深地下連續墻施工由于受超高壓架空電纜限制(有效施工高度僅12 m)，遠低于目前常規成槽機的施工高度(18 m)，故必須從設備的選型改進方面，從成槽工藝的控制方面，從鋼筋籠分節吊裝方面都進行嚴格控制。

據此，進行了此次低凈空超深地下連續墻施工的工藝調整(見圖4)。

低凈空超深地下連續墻施工工藝的重點是以下幾方面：

1)選用合適設備滿足低凈空施工；

2)采用一定的措施確保超深成槽；

3)鋼筋籠分節制作滿足低凈空的吊裝；

4)針對性的配制護壁泥漿，確保長時間槽壁不發生塌方。

4 施工措施及操作要點

4.1 機械選型及成槽施工

本工程由于施工高度受限，故僅能采用特殊設備進行施工。我部考察了金泰機械制造廠，最終選中了金泰SGL-40(低空成槽機)(如圖5所示)進行成槽作業。

施工前還在工程其余部位進行了試成槽施工，發現該型機械較適應上海軟土地質的施工要求，可以有效挖掘至地下40 m，但遇見砂層就比較費勁，會耽誤成槽46.5 m的工期，因此現場還配備了一臺GPS20型鉆機進行“兩鉆一挖”的工藝，順利的解決了低空成槽機對槽段最后7 m砂性土的挖掘要求。

導向孔施工(針對最后7 m砂性土的特性，采取“兩鉆一抓”及反循環吸漿洗槽工藝，配合低凈空成槽機施工)在每一抓兩端進行導向孔的施工。具體如圖6所示。

采用GPS-20型鉆機在成槽機抓頭兩端，打下同墻厚的導向鉆孔，可以使成槽機抓斗切入厚砂層，便于液壓抓斗的抓土施工，從而保證成槽達到設計深度。

4.2 鋼筋籠制作

首先為確保鋼筋籠的平整性，采取了整籠制作，再拆分的原則，將46.75 m長的鋼筋籠分成10節(見圖7)。

接口采用長短絲的制作工藝，鋼筋連接則采用接駁器的鋼性連接(見圖8)，為了確保接頭連接的強度達到設計要求，還做了破壞性試驗。

4.3 分節吊裝及槽口拼接

經過起重計算，我部采用了雙機抬吊的施工措施，可以有效的保證鋼筋籠在吊裝工程中的整體穩定性，減少變形，從而幫助控制鋼筋籠的拼接質量。并在槽口拼接時采用特制扁擔，以控制鋼筋籠垂直度的偏差。

1)鋼筋籠水平方向運輸(鋼筋平臺至槽段口)。

分節后的短鋼筋籠采用副吊履帶吊單獨水平將鋼筋籠吊起，鋼筋籠運輸到槽口位置。單機吊載行走過程中，現場施工人員應特別注意吊車、索具及鋼筋籠形態，如果發生不正常的變形或者斷裂，現場人員應當立即撤離至安全區域。將鋼籠安全水平放置在槽段邊250 t履帶吊旁，再與250 t主吊配合起立鋼筋籠下放入槽。

2)雙機平抬。

平抬采用雙機抬吊，將每節鋼筋籠的吊點按主吊2點，副吊4點，通過索具和扁擔相連。對索具和吊點進行安全檢查，檢查無誤后開始雙機抬吊。

先將鋼筋籠平抬吊離地面0.3 m左右，停留約5 min，檢查吊點附近焊點情況、吊點和桁架有無變形、彎曲等異常情況后，才能進行后續吊裝施工。

3)傾斜提升(槽段口)。

主吊履帶吊主鉤、輔鉤同時提升鋼筋籠，副吊履帶吊處鋼筋籠保持離地面1 m位置。

主吊吊鉤緩慢抬升到4 m，使鋼筋籠朝槽段傾斜。

副吊起吊過程中注意主吊的配合起吊，控制好提升速度。

4)吊車對轉。

保持主吊不動，副吊主鉤向主吊方向旋轉。

主吊逐漸提升并向副吊方向旋轉，直至鋼筋籠垂直立起。

待鋼筋籠穩定，副吊開始放下主鉤，至地面，由工人拆除卸扣。副吊移動到不影響施工區域。

5)吊放入槽。

指揮主吊吊機吊籠入槽、定位，吊機走行應平穩，鋼筋籠上應拉牽引繩。下放時不得強行入槽或將下部鋼筋籠擱置在導墻上。

鋼筋籠下放到最后一排吊點下面時，將穿杠穿過事先設置好的U形吊環內，緩慢下放鋼筋籠，擱置在槽段口，穿杠4點處需采用千斤頂或塞鐵，配合水準儀調整籠口水平度，以便于后續對接施工。

由于分節后鋼筋籠比較輕，按順序依次進行吊裝，主吊采用專用扁擔(120 t)將分節鋼筋籠起吊槽段口機械連接(主筋錯開500 mm接頭)并焊接成整籠入槽，每節直至最后一排吊點由司索工將穿杠穿過事先設置好的U形吊環內，平穩擺放于導墻上。

后續重復進行上節分節鋼筋籠的吊裝。

6)鋼筋籠槽口拼接。

為了保證鋼筋籠在起吊后鋼筋對接的準確性，鋼筋籠采用整籠制作，所有鋼筋按分節鋼筋籠長度進行配料和拼接。

在焊接鋼筋籠之前所有的主筋與加筋都必須鏈接到位，接駁器拼接處均采用長短絲回套的工藝進行。整籠焊接完成后，在鋼筋籠的分節處回旋鋼筋套筒接駁器，使套筒全部退到滿絲的鋼筋上去。

7)分節鋼筋籠加固措施。

每節鋼筋籠吊裝、鏈接完成后，為確保整籠下放的安全性，桁架連接處還須再采用同規格鋼筋進行綁焊，連接段焊接兩側均單面滿焊10倍D(見圖9)，以此防止鋼筋籠因拼接質量增加而脫落，因為在整個鋼筋籠吊裝過程中，鋼筋籠回直后桁架是整個鋼筋籠的主要受力點。

4.4 護壁泥漿的配置

對護壁泥漿采用進口德國化學膨潤土進行制作，主要原材料如下：

膨潤土：NV-1鈉基膨潤土粉；泥漿用水：自來水；分散劑：Na2CO3或NaHCO2；增粘劑：鈉羥甲基纖維素(CMC)。

嚴格控制配制流程及方法：

新鮮泥漿的攪拌時間控制在10 min之內。

CMC是很難溶的物質，在泥漿攪拌過程中，應慢慢地一點一點地往泥漿中摻加CMC粉末。若事先用清水溶解CMC成1%～3%的溶液，然后再將溶液摻入泥漿里。

泥漿摻料順序：

制備泥漿的順序為：1)水；2)膨潤土；3)CMC；4)分散劑；5)其他外加劑。配制出來的泥漿必須滿足表1內性能指標規定。

表1 泥漿性能控制指標推薦值

5 施工成效與總結

完成目標一：安全完成超高壓線下地連墻的成墻施工。

從2017年10月開始，本工程開始進行架空高壓線下受影響的地連墻施工，至2017年10月底施工結束，很好的完成了目標。

完成目標二：確保了鄰近超高壓架空線的正常運營。

本次受影響區域地連墻于2017年10月5日開始施工，至2017年10月31日完成此次施工，在此期間，由高壓線監管單位一同參與施工安全管控，順利的完成了該處地墻的施工，由于管控到位，未引起一起因我部原因造成的高壓線事故，確保了城市主動脈的正常、安全輸電，取得了電力公司和業主單位的一致好評。

完成目標三：成墻質量受控。

通過后期質量觀察，本次地墻各類主要控制指標均在規范允許范圍內，完成了預定目標。

完成目標四：滿足后續開挖支護要求。

目前龍陽路站Ⅰ號基坑已經完成開挖施工，開挖后觀察表觀質量滿足規范要求，沒有滲漏水及露筋、鼓包現象，同時圍護體監測數據表明，開挖時圍護體變形較小，滿足支護要求，達到設計要求。