市政地鐵工程中地下連續(xù)墻施工技術(shù)探討

摘 要：深基坑工程是市政地鐵工程建設(shè)的基礎(chǔ)，直接影響工程穩(wěn)定性。在施工時(shí)地下連續(xù)墻是常用施工技術(shù)，具有截水、防滲、擋土以及承重作用，適合于多種地質(zhì)環(huán)境，符合環(huán)保施工理念，不會(huì)給現(xiàn)有環(huán)境造成過(guò)度影響，施工造價(jià)管控效果好，減少施工成本投入。基于此，分析了市政地鐵工程中地下連續(xù)墻施工技術(shù)要點(diǎn)，以期可以為地下連續(xù)墻施工提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：市政地鐵工程；地下連續(xù)墻；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U231.3" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號(hào)：2096-6903（2024）04-0010-03

0 引言

地下連續(xù)墻施工技術(shù)屬于工程建設(shè)中的重要技術(shù)之一。地下連續(xù)墻是在基礎(chǔ)工程建設(shè)時(shí)應(yīng)用成槽機(jī)沿著深基坑周邊軸線，在泥漿護(hù)壁的條件下，按照設(shè)計(jì)的厚度、深度開(kāi)挖并下放鋼筋籠、澆筑混凝土后形成的連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁。

地下連續(xù)墻可有效應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)工程容易變形、穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，不會(huì)給地下水資源造成污染，在提升基礎(chǔ)工程質(zhì)量的同時(shí)，利用其防滲漏能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)保護(hù)地下水資源，避免水資源浪費(fèi)，預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害。市政地鐵工程施工人員應(yīng)當(dāng)掌握地下連續(xù)墻的施工技術(shù)要點(diǎn)，在施工時(shí)注意細(xì)節(jié)，保證施工質(zhì)量。

1 地下連續(xù)墻施工準(zhǔn)備工作

地下連續(xù)墻施工需要使用到多種機(jī)械設(shè)備，施工前要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)有地質(zhì)情況合理選擇施工機(jī)械，并分析其作業(yè)特點(diǎn)和文明施工要求，將施工機(jī)械放置在合理的區(qū)域。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，要求施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)其他雜物，并對(duì)各類機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)路線進(jìn)行規(guī)劃，常用設(shè)備主要包括起重機(jī)以及成槽機(jī)等。對(duì)施工用水線路和用電線路進(jìn)行布局優(yōu)化，在避免影響正常施工的同時(shí)，保證線路設(shè)置安全性和文明性。對(duì)各項(xiàng)材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，要求施工材料質(zhì)量務(wù)必符合施工建設(shè)要求。

2 導(dǎo)墻施工要點(diǎn)

2.1 導(dǎo)墻施工要求

導(dǎo)墻是順著地下墻所建設(shè)的鋼筋混凝土墻體，為成槽施工提供了重要的定位和導(dǎo)向作用，可支撐來(lái)自地面的部分荷載力，具有存蓄泥漿、擋土的功能。施工前要先確定導(dǎo)墻形式，需要對(duì)表層土體性質(zhì)、地面荷載力、周圍建筑物結(jié)構(gòu)影響、地下水位等多種因素進(jìn)行綜合考慮。在施工時(shí)，根據(jù)施工圖紙信息進(jìn)行測(cè)量放樣，明確主體結(jié)構(gòu)外邊線，確定導(dǎo)墻中心線以及邊線所在位置，要求導(dǎo)墻、連續(xù)墻中心線位置相同。測(cè)量地面高程數(shù)據(jù)和深度后進(jìn)入開(kāi)挖環(huán)節(jié)，要求開(kāi)挖至地下水位上方1.5 m處，進(jìn)入原狀土層的深度要超過(guò)30 cm，底標(biāo)高要小于連續(xù)墻頂部標(biāo)高至少20 cm。如果在施工前發(fā)現(xiàn)原狀土出現(xiàn)了被破壞、土體松散等問(wèn)題，要預(yù)先做好導(dǎo)墻加固處理[1]。

2.2 施工要點(diǎn)

為了滿足成槽機(jī)的使用需求，要求導(dǎo)墻內(nèi)部墻面凈尺寸要超過(guò)施工設(shè)計(jì)的4～6 cm，垂直誤差控制在5‰以內(nèi)，內(nèi)墻面以及導(dǎo)墻表面的平整度誤差分別要小于5 mm、10 mm。開(kāi)挖深度達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行錨固處理，在導(dǎo)墻內(nèi)部安裝橫向錨固件，按照縱向方向進(jìn)行懸掛。在完成開(kāi)挖作業(yè)和基礎(chǔ)夯實(shí)作業(yè)后，于地面上方鋪設(shè)水泥砂漿，厚度設(shè)定為6 cm，架設(shè)鋼模板、木支撐結(jié)構(gòu)后進(jìn)行混凝土澆筑。

在進(jìn)入混凝土澆筑作業(yè)前，在導(dǎo)墻兩側(cè)設(shè)置管道，按照均勻、對(duì)稱的原則交替下料，每間隔60 cm設(shè)置一個(gè)振搗器，對(duì)混凝土進(jìn)行快速振搗。導(dǎo)墻要選擇對(duì)稱鋪設(shè)施工作業(yè)模式，等待導(dǎo)墻強(qiáng)度達(dá)到70%左右進(jìn)行拆模，沿著導(dǎo)墻縱向方向加設(shè)方木，將方木作為內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。設(shè)置方木間隔為1～1.5 m，于上方和下方分別放置兩道規(guī)格為10 cm×10 cm兩道方木，保證可以支撐導(dǎo)向。在成槽施工前將支撐拆除即可，若提前拆除會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)墻變形[2]。

3 泥漿制備和施工要點(diǎn)

3.1 泥漿制備

泥漿具有失水量小的優(yōu)勢(shì)，泥皮的形成時(shí)間較短，雖薄但具有較強(qiáng)的韌性，在地下連續(xù)墻施工中發(fā)揮著關(guān)鍵性的槽壁支撐作用。泥漿在施工時(shí)會(huì)向土體內(nèi)部不斷滲透，在泥漿凝結(jié)后會(huì)在土體中形成凝膠層泥皮，阻擋水分的滲透，強(qiáng)化土體抗剪性能，產(chǎn)生土拱效應(yīng)，對(duì)地層有著較好的穩(wěn)固作用。如果泥漿性能未達(dá)到施工要求會(huì)直接降低施工質(zhì)量，給后續(xù)地鐵工程的使用留下安全隱患。

泥漿制備要考慮到市政地鐵工程的地質(zhì)環(huán)境以及本次工程施工時(shí)的成槽方式，合理調(diào)整泥漿各種材料的配比。新配制泥漿黏性土、砂性土比重控制在1～1.25 g/cm3，酸堿值控制在8～11，含砂率分別低于3%、4%，黏度分別在20～30 s、30～40 s。對(duì)制備出的泥漿進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)其是否達(dá)到預(yù)期的施工要求，在其性能達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行施工。

3.2 泥漿施工要點(diǎn)

新配制泥漿不能立即使用，要先靜置至少24 h，使泥漿內(nèi)不同材料均達(dá)到完全水化后再進(jìn)行施工。泥漿存儲(chǔ)量要超過(guò)成槽開(kāi)挖土方的2倍。即使相同槽段，在作業(yè)施工時(shí)不同深度、地層處對(duì)于泥漿的要求均存在差異。要求在容易坍塌、具有較強(qiáng)滲透性的土層環(huán)境下適當(dāng)增加比重、黏度。

在成槽機(jī)在施工作業(yè)中，要求挖槽作業(yè)和泥漿輸送作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，槽內(nèi)泥漿液面要在地下水位線的上方，至少超過(guò)1 m。但也需要注意泥漿液面要在導(dǎo)墻面的下方，低于導(dǎo)墻面0.2～0.5 m。

在挖槽作業(yè)時(shí)會(huì)從儲(chǔ)備池運(yùn)送泥漿到達(dá)開(kāi)挖槽段內(nèi)部，在泥漿灌注時(shí)需要設(shè)置泥漿泵，在灌注的同時(shí)將內(nèi)部泥漿抽送到儲(chǔ)備池，可以將泥漿用在下一個(gè)槽段施工中。在完成施工后，要對(duì)泥漿進(jìn)行取樣檢測(cè)，取樣位置為槽底上方0.5～1 m處，每次取樣至少選擇2個(gè)位置，每處檢測(cè)次數(shù)最少3次。

4 成槽施工要點(diǎn)

4.1 成槽試驗(yàn)和槽段劃分

在進(jìn)行作業(yè)前要開(kāi)展成槽試驗(yàn)，結(jié)合施工區(qū)域的特點(diǎn)選擇具有代表性的施工路段進(jìn)行測(cè)試，選擇合適的成槽工藝流程和順序，調(diào)整施工機(jī)械設(shè)備，對(duì)泥漿配比進(jìn)行再次調(diào)整。在施工設(shè)計(jì)上，要明確槽段劃分方式。但由于在施工現(xiàn)場(chǎng)所使用的機(jī)械設(shè)備及抓斗尺寸均固定，部分轉(zhuǎn)角施工區(qū)域難以嚴(yán)格根據(jù)施工圖紙進(jìn)行槽段劃分，對(duì)此在施工時(shí)需要進(jìn)行自行調(diào)整。

地下連續(xù)墻在劃分槽段時(shí)寬度通常介于4～8 m，主要受到成槽機(jī)抓斗尺寸的影響。施工時(shí)通常選擇3抓成槽法，如果施工區(qū)域地質(zhì)無(wú)異常，必須要使用雙數(shù)抓成槽。

4.2 偏差控制

明確成槽機(jī)施工位置，在施工前將抓斗放到導(dǎo)墻內(nèi)部，要求抓斗和導(dǎo)墻的軸線保持重合。在檢測(cè)平面位置和垂直度后，若數(shù)據(jù)符合施工要求可以將位置歸零。抓斗無(wú)論在出槽或是入槽的情況下都要保持慢速、穩(wěn)當(dāng)，避免在作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生波動(dòng)，給導(dǎo)墻附近土體穩(wěn)定性造成影響。

在初期成槽作業(yè)中，保證抓斗垂直，和導(dǎo)墻處于平行的狀態(tài)。進(jìn)入正式施工作業(yè)環(huán)節(jié)，要觀察測(cè)斜儀器的具體動(dòng)向，對(duì)垂直方向的偏差進(jìn)行糾正。觀察槽壁是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，評(píng)估泥漿液面水平，砂層土體在抓斗閉合過(guò)程中要保持慢速，避免出現(xiàn)砂層流動(dòng)現(xiàn)象。護(hù)壁泥漿液面要始終低于導(dǎo)墻頂面50 cm。

成槽作業(yè)結(jié)束后，由于槽底泥漿比重有所增大，且泥漿以及混凝土在混合會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度以及密實(shí)度，增加混凝土泵送難度，因此需要做好二次清孔處理，若槽底有沉渣要及時(shí)進(jìn)行處理。

4.3 接頭施工

在施工要及時(shí)清潔接頭混凝土外部存在的雜物，要求刷壁器上方不存在泥塊沉渣，刷壁次數(shù)至少為20次。在第1次應(yīng)用接頭管時(shí)要于地面進(jìn)行組裝試驗(yàn)，檢查組裝后是否符合施工要求。在安裝時(shí)保持接頭管垂直，以緩慢的速度進(jìn)行作業(yè)，平面位置偏差要求控制在10 cm以內(nèi)，垂直度偏差小于1/300。使用柔性接頭剛度水平較低，存在抗剪性能差的問(wèn)題，在受到外力干擾的影響下容易發(fā)生變形。接頭斷面處較為光滑，屬于圓弧，容易出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象。

工字鋼接頭具有剛度大以及止水性能好的優(yōu)勢(shì)，方便在施工時(shí)進(jìn)行加工。用對(duì)接焊對(duì)接頭進(jìn)行焊接，水平鋼筋和工字鋼接頭之間的搭接長(zhǎng)度至少為50 cm。將工字鋼的下端插入到槽底內(nèi)，上端位置需要超過(guò)地下連續(xù)墻泛漿高度。在進(jìn)行接頭處施工時(shí)，需要對(duì)成槽的寬度和深度進(jìn)行適當(dāng)增加，增加15 cm即可。要求鎖口管底部未出現(xiàn)斜面，在完成鎖口管下放之后對(duì)外放處進(jìn)行回填作業(yè)。在拔除接頭時(shí)需要等待混凝土到達(dá)出凝時(shí)間后再進(jìn)行，初期先小幅度提升接頭，遵循垂直、緩慢原則，要求連續(xù)作業(yè)。

5 鋼筋籠吊裝要點(diǎn)

鋼筋籠制作要求注意焊接質(zhì)量，在送入施工現(xiàn)場(chǎng)后，要對(duì)其進(jìn)行性能抽查檢驗(yàn)，觀察是否存在明顯的質(zhì)量問(wèn)題。在確保鋼筋籠質(zhì)量符合要求后，根據(jù)其大小以及質(zhì)量選擇合適的吊裝方法以及吊點(diǎn)位置。在吊頂處掛好鋼絲繩卸扣，在地下連續(xù)墻施工時(shí)需要使用兩臺(tái)履帶起重機(jī)進(jìn)行起吊作業(yè)。在鋼筋籠離開(kāi)地面30～50 cm時(shí)先停止起吊，觀察是否存在鋼筋籠變形或者吊點(diǎn)異常的現(xiàn)象，檢查后繼續(xù)進(jìn)行起吊。

調(diào)運(yùn)到合適的位置后，對(duì)準(zhǔn)地下連續(xù)墻槽段分幅線下放鋼筋籠。鋼筋籠下放結(jié)束后架設(shè)混凝土澆筑架，保證后續(xù)混凝土澆筑作業(yè)質(zhì)量。要注意鋼筋籠吊放和混凝土灌注間等待時(shí)間要小于4 h[3]。混凝土作業(yè)為水下灌注作業(yè)，施工時(shí)要選擇導(dǎo)管灌注法進(jìn)行灌注，混凝土坍落度控制在18～22 cm。灌注混凝土前先向下下放導(dǎo)管，要求導(dǎo)管和地下連續(xù)墻底部距離30～50 cm。在安裝導(dǎo)管時(shí)需要觀察接頭是否進(jìn)行緊密連接，在接頭處設(shè)置密封圈，預(yù)防導(dǎo)管出現(xiàn)漏氣或者漏水問(wèn)題。灌注作業(yè)中使用兩根導(dǎo)管同時(shí)進(jìn)行灌注，混凝土面高差要控制在30 cm以內(nèi)。灌注作業(yè)不得中斷，如果必須要間斷，也要將間斷時(shí)間控制在30 min以內(nèi)。

6 市政地鐵工程中地下連續(xù)墻施工技術(shù)問(wèn)題預(yù)防措施

6.1 沉降預(yù)防

地下連續(xù)墻在施工時(shí)需要進(jìn)行大量混凝土灌注，如果槽底不具備較強(qiáng)的承載性能，槽底可能出現(xiàn)下沉的問(wèn)題，直接影響地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)標(biāo)高。為了防止沉降風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)，需要加強(qiáng)墻趾注漿作業(yè)管控，需選擇合適的注漿管，要求管壁厚度0.3 cm、直徑4.8 cm。墻趾注漿作業(yè)會(huì)影響地下連續(xù)墻高度，使其出現(xiàn)高度不斷抬升的現(xiàn)象，因此在注漿時(shí)應(yīng)當(dāng)控制注漿量，保證每一幅段注漿作業(yè)過(guò)程中墻體抬升高度低于1 cm。注漿時(shí)對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)控，保持在0.2 MPa以下，預(yù)防注漿作業(yè)產(chǎn)生較大的沖擊力。

6.2 槽壁坍塌預(yù)防

如果市政地鐵工程施工遇到富水砂層地這一類特殊地層，在進(jìn)行挖槽施工時(shí)容易出現(xiàn)縮孔或者槽壁坍塌的問(wèn)題，給現(xiàn)場(chǎng)施工活動(dòng)帶來(lái)影響。在槽壁坍塌預(yù)防中可以采取以下3種施工措施。

第一，在施工時(shí)，要重視對(duì)槽壁是否穩(wěn)定進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)估，利用合適的方式實(shí)施量化評(píng)價(jià)，了解鑿壁坍塌的風(fēng)險(xiǎn)概率。槽壁穩(wěn)定性計(jì)算要綜合考慮基礎(chǔ)承載力、溝槽寬度、平面長(zhǎng)度、土體抗剪性能、水壓、土體壓力、泥漿壓力等。

第二，適當(dāng)提升泥漿比重可以強(qiáng)化泥漿對(duì)槽壁的壓強(qiáng)作用。泥漿黏度的提升可以加快泥皮形成速度，施工人員可以對(duì)泥漿配制比例進(jìn)行調(diào)整。重晶石粉可以起到強(qiáng)化泥漿比重的作用，但需要注意泥漿比重要小于1.25 g/cm3。羧甲基纖維素在泥漿制備中的應(yīng)用能夠形成高強(qiáng)度膠體，對(duì)于泥漿黏度的提高有著積極作用，但是泥漿黏度不可大于45 s。

第三，在施工時(shí)，盡可能減少施工活動(dòng)給槽壁造成的干擾和影響。在挖槽以及鋼筋籠吊放安裝過(guò)程中，大型機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用容易引起坍塌風(fēng)險(xiǎn)。施工時(shí)可以選擇于施工區(qū)域附近設(shè)置鋼板，從而大幅度減輕機(jī)械設(shè)備作業(yè)所帶來(lái)的振動(dòng)影響。并對(duì)荷載質(zhì)量進(jìn)行管控，確保其不能大于地質(zhì)本身承載能力。

6.3 成槽垂直度管控

在成槽機(jī)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，需要考慮到成槽設(shè)備的質(zhì)量以及成槽深度、寬度，分析是否會(huì)引起地基變形的問(wèn)題。如果施工區(qū)域地質(zhì)條件特殊，且有變形風(fēng)險(xiǎn)，要求提前對(duì)施工場(chǎng)地的地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。重點(diǎn)對(duì)導(dǎo)墻施工環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，原因在于導(dǎo)墻是成槽作業(yè)的關(guān)鍵影響環(huán)節(jié)，如果導(dǎo)墻有所偏差便會(huì)直接影響成槽垂直。在施工時(shí)要對(duì)導(dǎo)墻垂直度進(jìn)行測(cè)定，保持導(dǎo)墻凈空。加強(qiáng)泥漿質(zhì)量和液面水平的管控，選擇合適的泥漿比例，且液面和導(dǎo)墻下表面距離要小于5 mm。

7 結(jié)束語(yǔ)

地鐵工程建設(shè)和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切關(guān)系，有利于優(yōu)化現(xiàn)有城市內(nèi)交通體系結(jié)構(gòu)，滿足人們的綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、快速出行需求，促進(jìn)城市內(nèi)各個(gè)區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)交流。還可以將地下連續(xù)墻作為隔水帷幕在地鐵工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用。

城市內(nèi)地下空間內(nèi)有著大量的管網(wǎng)分布，地鐵施工要綜合考慮多種要素，在工程建設(shè)時(shí)避免給其他管網(wǎng)系統(tǒng)造成影響。地下連續(xù)墻施工要注意做好準(zhǔn)備工作，落實(shí)導(dǎo)墻、泥漿制備施工、成槽施工、鋼筋籠制作和安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)要點(diǎn)，對(duì)容易出現(xiàn)施工問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)控制，強(qiáng)化地下連續(xù)墻施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 臧小龍.機(jī)場(chǎng)交通樞紐區(qū)域超深地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)及施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2023（11）：154-160+322.

[2] 王黎明.市政地鐵車站地下連續(xù)墻雙輪銑成槽施工技術(shù)研究[J].內(nèi)江科技，2023，44 （10）：20-21.

[3] 彭小丹.復(fù)合地層超深地下連續(xù)墻快速成槽施工技術(shù)研究[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2023，50 （8）：132-134.

收稿日期：2023-12-18

作者簡(jiǎn)介：李志宇（1996—），男，湖北武漢人，本科，研究方向：市政工程（地鐵）。