某地鐵站地下連續墻施工工藝研究

蘇 寶

(中國鐵建大橋工程局集團有限公司，天津 300000)

某地鐵站位于軟土地區，土體靈敏度高，流體可塑性大，導水率低[1]，地下水豐富，水位較淺且經常施壓，地鐵站工程施工地質情況惡劣。尤其是以地下連續墻作為基坑支護，鋼筋籠笨重，吊裝施工困難，垂直精度難以控制。由于土體較軟，地下水位較高，地下連續墻接縫部位的施工質量難以把控，需提升地鐵站地下連續墻施工質量。

1 工程概況

某地鐵站基本結構為3層2柱3跨地下島式，全長178 m，標準斷面坑寬24.2 m，基坑寬28.2 m，坑深24.06～25.048 m，平均頂板覆土厚度2.59 m。地下連接墻厚16 m，截面深46 m，端軸深49 m。場地地質條件復雜，基坑開挖影響區域為水飽和粉砂質層和粉砂質層，淤泥層滲透性強，地下連續墻接縫、角落等薄弱點處漏水風險大。

2 地鐵站地下連續墻施工技術要點

2.1 施工工藝流程

施工基本工藝流程為導墻施工、鋼筋籠設置、溝槽開挖、成槽、鎖管下放、鋼筋籠吊放、混凝土灌漿、墻趾注漿、高壓旋噴地連墻接縫止水樁[1]。地下連續墻的施工應在支架澆筑和保溫樁架設后進行。最初的基坑開挖區域用礫石回填，以滿足80 t起吊設備的工作要求。泥漿槽最大容量為80 m3，即泥漿槽開挖尺寸為10 m×4 m×2 m。圖1所示為調整開槽尺寸，開槽用挖掘機挖掘，細節通過人工修正。導墻頂面高度對齊地面。

圖1 槽段尺寸調整圖Fig.1 Slot size adjustment

2.2 導墻施工

導墻采用挖掘機配合人工完成，挖掘導墻基礎時，在距離底板1～2 m釬探，檢查是否有砼基礎、木頭、管道等障礙物，如有需及時清理[2]。結構采用木模板，由10 cm厚的槽鋼支撐，間隔2 m。澆筑導墻時，用插入式振搗器充分振搗混凝土。在側壁模板的設計阻力達到70%之前不能拆模。使用100 mm×100 mm的方形硬木增加支撐，呈兩層梅花型布設，間隔1 m。在250 mm x 450 mm擋板表面設置溢流口，排水溝位于 500 mm x 600 mm 擋板的全長上。導墻質量符合標準條件，軸向誤差條件不大于±10 mm，內壁垂直度誤差不大于0.5%，頂部平整度誤差不大于5 mm[3]。拆除模板后第一時間做好支護，避免導墻垮塌。混凝土未滿足施工設計要求前，禁止大型施工設備靠近導墻作業。導墻軸線與地下室連續墻直線嚴格匹配，最大軸向偏差控制在10 mm以內[4]。連接兩壁部分的絲網必須焊接緊密，以保證導墻的完整性，防止導墻滑落，保持上層的穩定。

2.3 選擇合適的泥漿

該地鐵站地下連續墻施工采用膨潤土造漿，主要成分是膨潤土、摻加劑和水。該摻加劑主要由羧甲基纖維素(CMC)和燒堿(Na2CO3)組成[5]，可以增加泥漿的黏度，膨潤土漿配比如表1所示。

表1 膨潤土造漿配比Tab.1 Ratio of bentonite slurry

新制漿、再生漿和槽內漿在澆筑前需要進行物理性能測量，主要測量其黏度、比重和含砂量，具體控制指標見表2。

表2 護壁泥漿的控制指標見Tab.2 Control index of wall protection mud

2.4 溝槽開挖

使用開槽機進行溝槽開挖，附加設備為空氣壓縮機1臺，風量10 m3，直徑250 mm的管道長75 m。開挖過程中采用泥漿正循環，形成溝槽后通過氣舉反循環處理池清理溝槽[6]。同時進行兩個溝槽開挖，使用開槽機在每個槽中開挖。設備安裝好后，按照開槽鉆裝置示意圖所示位置開挖，此過程中使用污泥減量工藝去除殘渣。開挖2 m后，開槽機移動到下一個鉆孔位置，用方錘將槽的凸壁清除[7]。檢查泥漿輸送管運輸泥漿過程中是否有障礙物，施工設備運行狀態是否正常，解決上述問題后才能開始施工。溝槽開挖過程中，基于施工區域地質環境變化調節泥漿參數，密切關注開挖溝槽中的出土數量、開挖速度及泥漿補給量，檢查溝槽是否存在質量缺陷。溝槽開挖設備與導墻垂直，間隔3 m以上，避免因自重導致應力過度集中，在機器下方放置一塊35 mm厚的鋼制墊板。開槽設備提升臂傾斜角度控制在65°～75°。開挖時，6～7 m深度時需適當減慢開槽速度，確保槽壁垂直度滿足要求。在開挖軸線精準定位的情況下，保證挖掘位置精準度，開槽速度可相應提高。檢查溝槽5 m范圍內的泥漿質量，判斷泥漿是否泄漏，實時調整泥漿參數，采取適當的補救方式，觀察地下水位變化。開挖全程需盡量降低地下水對溝槽側壁的影響，一旦開槽機停止工作，抓斗應及時撤出溝槽。開挖溝槽時，勿將產生強烈振動的機器設備布設在槽附近。

2.5 清底

挖完溝槽后，清理底土，用專用鋼絲刷清理側壁，反復刷洗，直到槽壁干凈為止。清理槽壁后，將沙泵布設在規定位置進行清孔作業。沖洗條件：底部沉積物厚度不超過15 cm，距離底部20～100 cm處污泥密度不超過1.3，含沙量不超過7%，在主要構成為砂石、軟土的地層中，底部置換時間不應超過2 h[8]。

2.6 接頭施工

使用“工”型梁連接頭，將工字鋼焊接到鋼籠上時，下部距地下連續墻不應超過200 mm，上部不應高于連續墻頂部450 mm[9]。將寬度為300 mm、厚度為15 mm的鋼板焊接成鋼籠，安裝好鋼籠后，在背面回填沙袋，防止混凝土流動。混凝土接頭作業完成后，用灌漿刷保持清潔，直至無灌漿殘留，以防接頭夾泥形成冷縫，導致滲漏，降低地下連續墻的承載力、抗滲能力。

2.7 鋼筋籠制作及安裝

鋼籠在加工平臺上制作，上鋼籠按6 m制作，下鋼籠長度根據鋼籠的剩余長度完成。每個鋼籠都打上編號，方便起吊對接。每個鋼籠桁架上的頂部焊口有32個吊點，保證鋼籠可以吊起，主筋連接為直螺紋機械連接。鋼籠長約48.2 m，重約33～47 t，選用65 t汽車起重機吊裝鋼籠。吊裝前經過預先設計，確定吊索、提升力和提升點位置，嚴格按照施工設計要求埋設預埋件，根據單元內槽的橫截面預先確定鋼筋籠的單個尺寸。將接縫“工字”梁布設到位，用粉筆將接縫“工字”梁底部放置的鋼筋做好標記，將鋼筋籠放置在底部，點焊成梅花形布設。在架立鋼筋上部鋪設鋼筋網，焊滿鋼筋籠接頭盒工字鋼，以提高其完整性[10]。采用主吊+副吊的吊裝方式，主起重能力150 t，輔助起重能力50 t。兩臺起重機懸吊在鋼籠的中心和頂部，距地面10～20 cm。主吊機負責提升，副吊機負責穩定鋼筋籠，避免移動或碰撞。鋼筋籠由主吊機垂直吊入溝槽，使其由導墻上的剛橫擔固定，且使鋼筋籠與導墻預埋部分焊接一起，以防浮起。

2.8 澆筑混凝土

水泥比例不能高于370 kg/m3，碎石比例不能高于400 kg/m3，水灰比控制在0.6以內。在晴朗無大風天氣進行混凝土澆筑，確保混凝土澆筑管道密封良好，有效避免橫向偏移，澆筑導管的初始深度為1 m以上。需對澆筑導管底部進行清理并測量沉積物厚度，使用直徑為250 mm的管道澆筑混凝土，管道的初始深度至少為1 m，澆筑過程中可增加到3 m左右。持續澆筑混凝土，混凝土平面升高，速度控制在2 m/h以上，最大允許的時間間隔為20～30 min，相鄰混凝土澆筑導之間的混凝土平面高差小于50 cm。混凝土澆筑過程中做好記錄，在兩根管道的外側和中心取3個點，每隔3～4 m測量一次混凝土表面高度。開始澆注時，兩根管道同時澆注，再交替澆注。混凝土表面兩側的高度差不應超過50 cm。為提高混凝土密實度，需將混凝土澆筑導管吊起，每次限高不超過30 cm。混凝土澆筑過程中需實時檢測參數并記錄相關事項，混凝土需要運到現場進行坍落度測試。混凝土澆筑后，墻體上部應高于規定高度300～500 mm，澆筑累計時間不得超過24 h。混凝土澆筑導管接頭完全密封，防止澆筑導管接頭滲漏。

2.9 墻體灌漿

在每塊地下連續墻體上安裝兩根直徑為40 mm的墻底混凝土澆筑導管，控制地下連續墻的豎向沉降，利用混凝土加固墻底土體，減少墻體豎向沉降。

2.10 高壓旋轉射流、接地墻接縫、防水樁

在地下連續墻接縫處安裝高壓旋噴防水樁[3]，放置3個Φ850@600反力樁，在墻內角處安裝內角鋼樁，加固范圍設置為2 m×2 m。

3 結語

地下連續墻施工質量影響著車站主體結構的穩定性，尤其是軟土地區地下連續墻施工質量至關重要。在地下連續墻施工中，鋼筋籠縱向和橫向吊點的布置需要根據正負最大彎矩相等的原則確定，對于地鐵站地下連續墻施工來說，為確保基坑結構安全，要在施工前進行仔細的調查和測試。施工過程要求落實各項重大技術施工措施，嚴格按照現場技術規范執行，有效保證地下連續墻的施工質量。通過運用關鍵技術，該地鐵站工程地下連續墻施工高質量完成，基坑開挖后期，除局部少量滲漏外，無重大滲漏，保證了基坑安全。