地下連續墻接頭檢測施工方法研究

葛紅帥

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

地下連續墻泛指導管法澆筑水下混凝土施工場景中的單元槽段混凝土墻體，其接頭是具備止水和連接作用的節點結構，應結合現場工況比選接頭檢測施工方案。

1 地下連續墻常見接頭施工形式

1.1 預制樁接頭

地下連續墻常通過接頭達到有效止水與密切連接的目的。預制樁接頭形式如圖1 所示，按照槽段特征預制接頭，接頭寬度與槽寬一致，深度一般較槽段深200mm。此種接頭形式要求現場配制鋼混材料進行接頭施工作業。接頭制成后，采用吊車等吊運設備，將其置于連接節點處進行安裝。例如，在30m 深度以上或者厚度1m 以上的地下連續墻接頭施工中，當接頭施工難度較大時，優選預制樁接頭，可體現出其易于施工的實踐價值。

圖1 預制樁接頭施工示意圖

1.2 十字鋼板接頭

十字鋼板接頭是采用現場制作的方式，根據地下連續墻規格，將鋼板材料切割成厚度在8mm或10mm 的接頭，聯合焊接工藝將其連接于節點處，如圖2 所示。該接頭多適用于深厚地下連續墻施工場景中，其整體抗剪性能優良，具有易于操作、占地空間小、止水作用顯著等優勢。

圖2 十字鋼板接頭施工示意圖

1.3 鎖口管接頭

鎖口管接頭主要以抽拔形式制作接頭，自端口處內插，待混凝土灌注后2h 左右進行上拔，形成凹槽模具，即通過安裝鎖口管完成連接操作，如圖3 所示。鎖口管接頭與十字鋼板接頭具有明顯差異，前者為剛性施工，后者為柔性施工。該接頭易于清洗且十分經濟，但不適用于對接頭抗滲性要求較高的地下連續墻。因此，需要針對不同槽段選用差異化接頭形式。例如，天津市地鐵四號線南段工程盾構井段埋深22.098～22.14m、厚1 000mm 的地下連續墻，采用工字鋼接頭形式，標準段地連墻厚800mm，接頭采用鎖口管形式。

圖3 鎖口管接頭施工示意圖

2 地下連續墻接頭檢測常用施工方法

2.1 跨孔雷達檢測法

地下連續墻接頭施工階段，在確定好接頭施工形式后，為保證接頭止水與連接效果，應加強質量檢測。跨孔雷達檢測法不僅能夠檢測接頭質量，還能全面檢測地下連續墻整體結構的施工質量。在具體施工中，可借助電磁波反饋規律評估接頭質量。對于鎖口管接頭施工，推薦此法，至于十字鋼板接頭，因其不利于電磁波穿透，所以，應采用其他檢測方法獲取檢測結果。所謂跨孔雷達檢測法是利用電磁波傳播路徑進行探測的方法，具體參照下列公式：

當電磁波穿透接頭后，可根據反射與折射原理知曉接頭異常表現。公式如下：

2.2 聲吶滲流檢測法

在地下連續墻接頭施工檢測過程中運用聲吶滲流檢測法，側重于對連接作用的有效檢測，能有效判定地下連續墻連接的完整性，從而確定接頭是否達到密切連接墻體的目的。具體可以借助聲吶滲流測量儀，按照檢測原理開展檢測工作。公式如下：

式中，Uh、Uv為滲流場水流質點通過傳感器聲道的水平流速平均值和數值流速平均值；L、Y、X 為聲波于傳感器傳播期間傳播長度與該傳播路徑上豎直、水平方向分量；tB1、t1B為傳感器B 至傳感器1 之間的傳播時間和傳感器1 到傳感器B的傳播時間。隨后圍繞聲波滲透情況檢測接頭施工問題。值得注意的是，應用此法檢測接頭施工質量時，需要按照先預熱（3min）→放入探頭→由上到下有序測量（1m 間隔長度，1min/點測量時間）的步驟完成接頭病害檢測。例如，大梅沙車站基坑工程采用此法對地下連續墻滲透情況進行細致檢測，效果良好。同時，此法可用于外部噪音環境不大的工程中，以避免加大誤差，降低檢測數據的準確度。

2.3 分布式光纖溫度感測法

分布式光纖溫度感測法主要是借助激光器釋放激光脈沖，在光纖探測中針對拉曼散射信號變化規律檢測接頭病害。方法原理如下：

式中，Ias、Is、、h、c、、k、T 分別表示反斯托克斯光強度、斯托克斯光強度、光波長、普朗克常數、真空光速、拉曼頻移波數差、波爾茲曼常數和熱力學溫度。

式中，L、△t、n 為定位光纖發生散射點位距離、激光器發射激光脈沖到微弱信號獲取背向散射信號所需的時間、光纖線芯折射率。此法在昆明市軌道交通4號線土建工程中應用效果良好。該工程設有厚度為1 500mm 的地下連續墻結構，其接頭以工字鋼接頭為主，因其所處地段地質條件較為惡劣，所以，在接頭處設置了加熱感測光纜，隨著加壓獲取接頭溫升數據發現，加壓期間，溫升到達某特定值后，未出現明顯波動，證明該工程測點處地下連續墻接頭未見不良缺陷。一般加壓功率未至3W/m，則存在大波動光纜溫升表現，加壓至3W/m 后，方趨于穩定，且溫升穩定值與含泥量基本成正相關，可根據此規律判定接頭檢測施工狀況。

3 地下連續墻接頭檢測問題及改進策略

3.1 接頭檢測施工問題

3.1.1 混凝土質量不達標

分析現有地下連續墻接頭檢測施工結果發現，接頭混凝土施工質量常存在不足，尤其是采用鎖口管接頭形式，若接頭處混凝土質量不達標，可能在接頭施工后形成斷裂，嚴重時將誘發墻體坍塌，因此，必須加強接頭混凝土質量的有效評估。

3.1.2 缺乏接頭的可靠處理

地下連續墻接頭是體現墻體防水價值的重要部分，若未兼顧接頭材質進行妥善處理，可能在不配套施工技術下，降低接頭止水和連接效果。一方面，未強調其防水性能；另一方面，未結合相關技術對接頭進行加固。

3.1.3 刷壁器應用的局限性

在檢測地下連續墻接頭質量時，無論選擇上文提到的哪一種接頭形式，都需要及時進行刷洗。傳統的刷壁器刷洗法具有一定的局限性，需借助刷壁器在重力作用下沿著基坑護壁自上而下有序清洗。然而，刷壁器僅適用于淺槽施工場景，若面對大深度地下連續墻，可能導致相關人員無法高效刷洗操作，也會在刷洗作業中增加接頭滲漏、夾泥等病害的可能性。

3.2 接頭檢測改進策略

3.2.1 嚴控接頭材料質量

要想地下連續墻接頭發揮顯著的止水與連接作用，施工人員務必要嚴格控制接頭混凝土質量。一般要求接頭灌注混凝土強度至少比設計值高出5N/mm3。同時，應優選帶有防水作用的混凝土材料，以有效控制混凝土凝結速度，為施工人員提供充足的接頭施工時間。

3.2.2 優選配套防水接頭

連續墻槽段接頭位置最容易產生滲水、漏水問題，因此，在選擇防水接頭時，應合理選擇配套防水接頭。地下連續墻接頭主要分剛性接頭和柔性接頭，其中，剛性接頭主要是在墻間安放鋼板止水帶，施工時做好清孔換漿操作，再用高壓水沖刷背側墻板與止水帶，應用小直徑無塞潛水泥漿泵，將其放在接頭周圍，以保證接頭質量。使用柔性接頭時，要求保證混凝土結合面干凈，避免新舊混凝土間出現“夾泥”的滲漏情況，確保鋼刷和槽壁充分接觸，且刷壁次數在10 次以上。使用防水接頭時，要注重接頭管的作用，保持相鄰兩槽嵌接完好，防止連續墻周圍再次發生滲水問題，以保證連續墻鋼筋籠穩定，有效控制混凝土的流動性。

3.2.3 規范接頭沖洗步驟

為改進接頭施工質量，應規范接頭沖洗步驟，以標準化流程沖洗方法，確保接頭與墻體形成完整的結構。接頭沖洗步驟如下：放置成槽設備→銑進結束后，上提刀架→斜下方連接高壓沖洗設備→開啟沖洗設備，連接高壓泵→開啟高壓泵后，收放刀架→觀察槽段接頭沖洗情況→關閉沖洗設備。通過試驗段，確定沖洗作業最佳參數區間。例如，某基坑地下連續墻施工，高壓沖洗泵壓力范圍控制在0.8～1MPa，流量值為75L/min。施工人員應把控好施工細節，以達到接頭施工的預期效果。

4 結語

地下連續墻接頭具備止水與連接作用，常包含預制樁接頭、十字鋼板接頭、鎖口管接頭施工形式。為獲取可靠的檢測數據，可參照工況標準，選擇跨孔雷達檢測、聲吶滲流檢測、分布式光纖溫度感測等檢測施工方法，檢測接頭病害情況，從接頭材料質量、配套防水接頭、接頭沖洗等方面著手，保證接頭質量，以及地下連續墻接頭處的止水效果和結構性能。