地铁车站地下连续墙施工技术应用探讨

2010-08-15周上钦

科技传播 2010年23期

周上钦

广州地铁设计研究院有限公司无锡分公司，江苏无锡 214043

0 引言

随着社会生产力的发展，城市建设和旧城改造规模的不断扩大，高层建筑和深基础工程越来越多，施工条件也越来越受到周围环境的限制，有些深基础工程已经不能采用传统的方法进行施工。目前地下连续墙支护技术被广泛地应用于地铁车站的支护形式，一些深基础工程的施工困难就可以得到较妥然的解决。

1 工程实例

某地铁车站，长为275.5m，宽为13.1m～19.5m。车站平均开挖深度为25.7m，采用地下连续墙支护，地下连续墙深为37m，墙度为0.8m。车站拟建场地的地基土在100 m深度范围内均为第四纪松散沉积物，属第四系滨海平原地基土沉积层，主要由饱和粉性土、粘性土以及砂土组成，一般具有成层分布特点。

2 施工方法

地下连续墙采用跳槽法施工，泥浆护壁，槽内土体用液压抓斗直接抓出，展开平行、流水作业。钢筋笼现场制作，整体吊装入槽，2～3套导管灌注水下混凝土；连续墙幅间接头按设计采用工字钢或锁口管接头，并预埋接头注浆管；拐角槽段施工采用预先施作钻孔桩引孔的方法处理，确保成槽垂直度。该机适应地质能力强，成槽深度深。接头形式使用铣接头，可以实现较好接头质量，提高围护结构整体的水密性。

地连墙施工现场布置泥水循环系统，主要包括泥浆制浆站、泥浆处理站及各种路线等。泥水循环系统的现场布置，既确保工艺的顺畅、施工的方便、效率的提高，又能保证现场文明施工及环保要求。

2.1 导墙浇筑

导墙是控制地下连续墙各项指标的基准，它起着支护槽口土体、承受地面荷载和稳定泥浆液面的作用。对于地质情况比较好的地方，可以直接施作导墙，对于松散层可通过地表注浆进行地基加固及防渗堵漏，然后施作导墙。根据施工区域地质情况，导墙为现浇C20钢筋砼倒L形结构，净宽度比连续墙宽50mm。

用全站仪测放出地连墙轴线，并放出导墙位置，为保证地下连续墙不侵入主体建筑限界和内衬墙厚度范围内，根据成槽精度要求及最大开挖深度，连续墙向基坑外侧移：δ=25+55000×1/300≌210mm，实际采用250mm。导墙开挖采用挖掘机开挖，人工配合清底。基底夯实后，铺设7cm厚1∶3水泥砂浆，砼浇筑采用钢模板及木支撑，插入式振捣器振捣。导墙顶高出地面不小于10cm，以防止地面水流入槽内，污染泥浆。模板拆除后，沿其纵向每隔1m加设上下两道10×10cm方木内撑，将两片导墙支撑起来，在导墙的砼达到设计强度前，禁止任何重型机械和运输设备在其旁边通过。导墙施工缝与地下连续墙接缝错开。

2.2 槽段划分

本工程连续墙槽段划分按设计有6m、5m、3m数种。槽段分为一期槽和二期槽，一期二期槽交错布置。挖槽开始前，根据设计图纸和业主提供的测量控制桩点在导墙上精确划出分段标记线，并按照设计幅段编号现场用红油漆在导墙上标识幅段编号。

2.3 泥浆制备与管理

2.3.1 泥浆配制

泥浆主要是在地下连续墙挖槽过程中起护壁作用，泥浆护壁技术是地下连续墙工程基础技术之一，其质量好坏直接影响到地下连续墙的质量与安全。

根据地质条件，泥浆采用膨润土泥浆。浆搅拌采用1 500L型旋流立式高速搅拌机。泥浆的搅拌方法对膨润土的溶胀度影响很大，搅拌不均匀、不充分，对泥浆的粘度、失水量会产生很大影响，具体配制细节：先配制CMC溶液（先将水加至1/3，再把CMC粉沫缓慢撒入，继续加水搅拌）静置6小时，按配合比在搅拌筒内加水，加膨润土，搅拌3分钟后，再加入CMC溶液。搅拌10分钟，再加入纯碱，搅拌均匀后，放入储浆池内，待静置24小时后，膨润土颗粒充分水化膨胀，即可泵入循环池，以备使用。

2.3.2 泥浆循环

在挖槽过程中，泥浆由循环池注入开挖槽段，边开挖边注入，保持泥浆液面距离导墙面0.2m左右，并高于地下水位1m以上。清槽过程中，采用泵吸反循环，泥浆由循环池注入槽内，槽内泥浆抽到沉淀池，以物理处理后，返回循环池。砼灌注过程中，上部泥浆返回沉淀池，而砼顶面以上4m内的泥浆排到废浆池，原则上废弃不用。

2.3.3 泥浆质量管理

在地连墙施工过程中，因各种因素影响，会导致泥浆性质劣化，其主要原因有：由于形成泥皮消耗了泥浆，由于地下水或雨水稀释了泥浆，粘土细颗粒混入泥浆，砼中的钙离子混入泥浆，土中或地下水的阳离子混入泥浆。劣化的泥浆，会给施工带来困难，造成槽壁坍塌，所以在施工过程中控制泥浆的质量十分重要。

1）泥浆制作所用原料符合技术性能要求。施工用水须提前进行水质检验，以测定水中的钙、钠离子的含量和PH值，以便给泥浆配合比设计时对使用外加剂提供参考数据。由于各地的膨润土的性质差异较大，使用前先了解当地膨润土的化学成分，针对相应的膨润土设计泥浆浓度、外加剂的种类和掺量、泥浆的循环次数等要素。泥浆制备时符合配合比，并进行性能测试，及时调整配合比；

2）泥浆制作中每班进行二次质量指标检测，新拌泥浆应存放24小时后方可使用，并在泥浆池须不断用泥浆泵搅拌；

3）在成槽过程中，除按规定时间对槽内泥浆进行检测外，还需充分注意周围环境条件对泥浆质量的影响，如地下水位变化，排出渣土的土质与原勘探的土质之间的差异，防止泥浆溢流流向导墙外侧，防止雨水和地面水流入沟槽内；

4）成槽后泥浆在槽内静置时间较长，槽内泥浆易降低质量，悬浮在泥浆中的土渣会沉淀，从而使泥浆比重减小，会使形成的泥皮薄弱而且防渗性差。因此，在泥浆静置时间，向槽内适当补充一些新拌制的泥浆并定期进行质量检测；

5）对于槽段中回收出的泥浆，应进行净化调整到需要的指标，与新鲜泥浆混合循环使用，无法调净的泥浆排放到废浆池，经处理后运输出场。

2.4 成槽施工

连续墙施工采用跳槽法，根据槽段长度与成槽机的开口宽度，确定出首开幅和闭合幅，保证成槽机切土时两侧邻界条件的均衡性，以确保槽壁垂直，成槽后以超声波检测仪检查成槽质量。

2.4.1 液压抓斗成槽

液压抓斗的冲击力和闭合力足以抓起全风化岩，因此能够适合本项目的地质情况。采取三序成槽，先挖两边，再挖中间。在成槽过程中，采用超声波测井仪严格控制抓斗的垂直度及平面位置，尤其是开槽阶段。仔细观察监测系统，X、Y轴任一方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏。抓斗沿地连墙中轴线入槽，机械操作要平衡。并及时补入泥浆，维持导墙中泥浆液面稳定。

2.4.2 双轮铣成槽

液压铣成槽时，首先选择一个槽段进行生产性试验，探明液压铣对本工程地层的适应性，使操作手对本工程地层条件有初步的认知；检验成槽质量、清孔质量、钢筋笼的下设速度和刚度等；掌握铣槽机在各地层中的成槽效率、铣齿的适应性和消耗率。根据试验优化泥浆性能指标，改进操作规程使之更适应地层特性，掌握质量控制方法。

成槽不宜快速掘进，以防槽壁失稳，当挖至槽底2m～3m时，应用测绳测深，防止超挖和少挖。为了能够切割到两个切割轮之间在开挖槽底部形成的脊状土，在切割轮上安装偏头齿。这个特殊的偏头齿可以在每次到达开挖槽底部的时候通过机械导向装置向上翻转，切割两个切割轮之间的脊状土。

双轮铣槽机采用两个独立的测斜器沿墙板轴线和垂直与墙板的两个方向进行测量。这些设备提供的数据将由车内的计算机进行处理并显示出来，操作人员可以连续不断的监测，并在需要的时候对开挖的垂直度加以纠偏。