地鐵工程中的富水圓礫地層中地下連續墻施工技術

劉海華

(中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京 101149)

1 工程概況

位于內蒙古自治區呼和浩特市的五里營站為地下二層14 m島式站臺，地下一側為站廳層，地下二層為站臺層，車站總長495.5 m，標準段寬度22.7 m。現場分布有地下水，埋深普遍為8～9.4 m，在其深度范圍內以2-9圓礫、4-4粉砂、4-5細砂的含水量較大，為主要的含水層。受地下水、地質等因素的影響，地下連續墻施工難度偏高。

2 槽段劃分的思路

綜合考慮項目建設現場的地質、水文等自然條件，采用設計圖紙的劃分方式，形成適量合適尺寸的槽段。南北端端頭轉角部位適當向外延伸，目的在于確保施工后槽段的斷面尺寸滿足要求，同時給后續鉆孔收邊工作的開展創設良好的條件。導墻拐角示意圖如圖1所示。

圖1 導墻拐角示圖(單位：mm)

3 導墻施工

導墻的施工質量直接影響成槽效果。針對塌陷概率較大的地表土設置導墻可發揮出擋土墻的作用，并給測量工作的開展提供參照基準。在成型導墻上標注槽段分界線作為控制的基準，以保證挖槽標高、垂直度的合理性。此外，導墻具有支撐的作用，例如可為鋼筋籠的放置提供穩定可靠的支點，提升施工安全性。

3.1 導墻設計

導墻采用的是現澆鋼筋混凝土結構，形狀呈“┓┏”形，具體如圖2所示。

圖2 導墻斷面圖(單位：mm)

3.2 導墻施工思路

以設計圖紙為準，用全站儀測放地連墻軸線以及導墻施工位置，為正式施工提供清晰的參照基準。以小型挖機為主、人工為輔的方法開挖，即實施機械與人工聯合作業的模式，保證開挖尺寸的合理性以及開挖面的規整性。基底夯實后鋪設10 cm的混凝土層。導墻頂部高出地面2 cm或適當增加，起到阻隔的作用，以免地面水流入槽內。拆模后，沿縱向按照1 m的間距有序設置80 mm×80 mm方木，共分為上下兩道，聯合作用，構成穩定可靠的內支撐結構體系。

3.3 導墻施工要點

基坑槽開挖施工環節，先對現場做全面的勘察，在確保無地下管線后正式開挖；開挖深度范圍內存在地下水的干擾時，提前確定可行的降水措施并落實到位。地基需具有足夠的穩定性，遇雜填土或其他不良地質時以換填的方法處理。

分段開挖導墻，單次開挖量不宜過大。首先由機械設備開挖，距離設計標高20 cm時立即暫停，轉為人工清底的方式，得到平整性和穩定性均較好的槽底。

按要求將模板、鋼筋等相關材料設置到位并固定，經過檢查后若無偏位、失穩現象則澆筑混凝土。導墻對稱澆筑，盡可能減少差異量，待實際強度達到設計強度的70%后拆模，過程中加強防護，以免損傷混凝土等既有結構，將拆除后的模板分類堆放到位。拆模后，沿豎向放置兩道80 mm×80 mm方木作為支撐裝置。

4 地下連續墻成槽施工

4.1 設備配套方案

金泰SG46型液壓抓斗成槽機，共4臺，在協同配合之下充分發揮出機械設備的生產力優勢，高效成槽，成槽施工中產生的渣土由自卸車裝載外運。

4.2 成槽工藝

槽壁的穩定是保證地下連續墻順利施工的關鍵。在成槽方法上采用了“抓銑結合”的施工工藝。其中，在圓礫層以上土層較為松散，采用液壓抓斗開挖，開挖深度約43 m。圓礫層以下土層由于完整性較好，成槽施工采用雙輪銑槽機開挖成槽，深度約29 m。開挖時劃分地下連續墻按槽段，采用分幅跳槽施工，標準槽段每幅長5.5 m。轉角處槽段按先短邊后長邊的原則開挖成型。成槽施工時，利用成槽機上自帶垂直度儀表及自動糾偏裝置來保證成槽垂直度，成槽的垂直度應≤1/300。成槽過程中分別在基坑底部、槽段底部采用超聲波檢測法檢測槽壁垂直度，進行過程控制。

4.3 清底換漿

成槽后，槽底殘留部分余土以及沉渣，均不利于施工，需用抓頭抓起，然后以泵舉反循環的方法深度清理。混凝土灌注施工前仍需安排二次清底，過程中持續置換泥漿，保證清底效果。清槽后，要求槽底沉渣厚度在100 mm以內，并檢測槽底以上500 mm范圍內泥漿的比重，要求實測值在1.15以內。

1)抓斗清淤后由專員操作刷壁器，利用該裝置深度清理接頭壁面，使其保持潔凈，經過持續性的清理后，待鋼絲刷基本無粘泥現象時即可結束。

2)在現場配備砂石泵，用該裝置抽吸清底，直至沉淤厚度控制在10 cm以內為止。針對沉砂過量的情況采用氣舉清底的方法。

3)清底換漿時兼顧清理效果和壁面穩定性的雙重要求，因此合理控制清底時間，通常不超過2 h。

4.4 工字鋼接頭施工

本標段兩個車站主體圍護結構地下連續墻槽段間接頭采用工字鋼接頭，先在施工槽段鋼筋籠兩端加焊708 mm×mm 450工字鋼，然后在施工槽段的鋼筋籠兩端嵌入工字鋼內，鋼板厚10 mm。

保證工字鋼與鋼筋的焊接牢固可靠，鋼板保證平直，不能撓角。為了防止接頭漏水，在兩端的超挖部分均勻充填沙包，以防混凝土繞流。一期槽段澆筑完畢，在二期槽成槽后采用“沖擊破碎法”將繞流的混凝土清除；即用沖樁機帶動特制的方錘把“工”字鋼內的沙包及繞流混凝土清除干凈。工字鋼接頭縫處理方式如圖3所示。

圖3 地下連續墻工字鋼接縫圖(單位：mm)

經上述方法處理后再用刷壁器緊靠“工”字鋼腹板上下移動、清刷，保證鋼板表面不再附有泥皮、泥塊。刷壁器加工時沿側向鋼絲較長一些，這是因槽段接頭側壁的刷壁有一定困難，側向鋼絲刷較長可以增大側向柔性，有利于保證側向刷壁質量。

5 鋼筋籠吊裝作業

吊裝鋼筋籠時采用的機械設備為KH180履帶式起重機、50 t履帶式起重機。在吊裝時，應確保鋼筋籠水平，同時主吊鉤和副吊鉤同時起吊，當鋼筋籠起吊到一定高度之后，緩慢將副吊鉤放松，同時繼續提升主吊鉤，使鋼筋籠從水平狀況轉變成垂直狀態，之后拆除副吊鉤，最后根據對應的位置將鋼筋籠放入槽內。圖4為鋼筋籠吊裝示意圖。

圖4 鋼筋籠吊裝

在鋼筋籠吊裝過程中，應特別注意鋼筋籠吊點的布置和起吊方式，錯誤的吊點和起吊方式會造成鋼筋籠出現不可恢復的變形[1]。不得出現鋼筋籠在地面上拖拉的問題，同時在鋼筋籠的下端綁一根拽引繩，通過人工操作拽引繩的方式確保鋼筋籠在空中穩定。在吊運過程中，只能單獨使用主吊鉤進行吊運，確保鋼筋籠保持垂直的狀態。在將鋼筋籠放入槽內之后，用吊梁穿入鋼筋籠最終吊環內，擱置在導墻頂面上。嚴格根據鋼筋籠的設計位置和高程對實際鋼筋籠的位置和高程進行調整，確保符合設計要求。

6 混凝土灌注

在漏斗口下方導管處設置球膽，經過對導管嚴密性、內部通暢性的檢查后，判斷是否有異常，若無誤則正式灌注混凝土。首灌混凝土時，導管埋深至少為1.5 m，后續灌注時精準控制導管，使其下端的埋深始終穩定在2～6 m，且盡可能保持相對穩定的埋深。球膽開管澆筑混凝土，根據施工進度持續向漏斗內增添適量的混凝土，避免施工中斷，此過程中導管下口應有1.5～6 m的埋管。

混凝土灌注施工遵循連續性原則，過程中加強現場檢查與記錄。隨著灌注量的增加，混凝土逐步上升，適時向上提升導管，將導管埋深穩定在許可范圍內[2-3]。灌注時以30 cm的幅度上下移動導管，并且在墻體接頭處加大移動頻率。

7 結束語

地下連續墻是重要的基坑圍護結構，得益于高強度、大剛度等優勢，在地鐵車站工程中取得廣泛的應用。但地連墻的施工難度較大，文章經過分析后提出在富水圓礫地層條件下的具體施工要點，以期為類似工程提供參考。

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