穿越地下管线的地连墙处理技术

王 剑，邢荣亮，赵明时（.唐山市国土资源局，河北 唐山 06000；.天津深基工程有限公司，天津 00；.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 00）



穿越地下管线的地连墙处理技术

王 剑1，邢荣亮2，赵明时3
（1.唐山市国土资源局，河北 唐山 063000；2.天津深基工程有限公司，天津 300222；3.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

摘要：由于城市地下管线错综复杂，地连墙施工时受到地下管线的限制，为此，提出了穿越地下管线的地连墙处理技术，并对施工工艺中的重点问题在地连墙的分幅、管线的刨验加固与导墙施工、液压抓斗与反循环钻机联合成槽、钢筋笼处理、混凝土浇注五个方面进行了叙述。该技术解决了施工难题，节约了成本并保证了工期，为类似工程提供参考。

关键词：地连墙；穿越地下管线；联合成槽；钢筋笼；混凝土灌注

引 言

随着城市的发展，地上交通将不能满足人们的工作和生活需要，地下交通成为城市轨道交通发展的方向。作为地下交通特别是地铁车站的主要围护结构的地连墙施工时经常会遇到穿越地下管线的情况。若地连墙施工使用传统技术，又势必会造成地下管线的破坏。如果将地下管线改路，则需与多方协调，增加成本且严重影响工期。解决穿越地下管线的地连墙施工问题显得尤为迫切与突出，为此，提出了穿越地下管线的地连墙处理技术。

1 工程概况

某地铁站采用的是地连墙加内支撑支护形式，基坑深度约为16.76 m。

主体结构上方悬吊有一根220 kV、埋深1.8 m的高压供电管线（见图1），地下管线风险等级为Ⅱ级。本文的主要施工难点在于不拆除和不破坏该高压供电管线的情况下完成该处地连墙的施工。

图1 地下管线平面布置

2 穿越地下管线的地连墙施工工艺

2.1 管线的刨验加固与导墙施工

1）处理原则

确保墙体与电缆分离，电缆呈自由状态。

2）处置措施

图2 管线横断面处理

①高压管线保护边缘0.5 m处的导槽必须人工开挖，为防止对管线造成破坏，禁止使用设备进行开挖，导槽在管线下方挖深1 m，以下放钢板保护体。根据甲方提供的资料，高压管线保护断面为1.5 m×1.5 m。

②导槽开挖完成后，采用30 mm的钢板做成箱体对既有高压管线进行加固保护，并伸出在导墙立面100 mm，同时考虑保护断面的富余宽度，采用保护体钢板断面尺寸为1.6 m×1.6 m，长度根据现场高压管道确定。

③待固定高压管线保护体且完成导墙钢筋绑扎后，随即浇筑C25混凝土，并使混凝土有足够的捣实程度［1］。

④在有地下管线经过的导槽处及其附近导墙厚度需加大100 mm，导槽宽度为0.96 m。

图3 导墙施工时管线处理

2.2 穿越管线地连墙分幅处理

1）分幅原则

①尽量缩短槽段长度，以减少成槽、下放钢筋笼及浇注混凝土时带来的风险。

②槽段分幅时应考虑成槽设备的模数（液压抓斗定尺2.8 m）。

③为保证穿越管线地连墙的整体质量，尽量保持高压管线在槽段的中央。

2）分幅方案

经综合考虑，在既有高压管线处，地连墙幅宽分为5.6 m，成槽7.6 m。

2.3 液压抓斗与反循环联合成槽

1）成槽工艺的比选

目前施工的挖槽机械主要有直接出渣的挖（抓）斗式挖槽机和泥浆循环出渣的钻头式挖槽机两大类［2］。

本工程采用的液压抓斗联合气举反循环钻机成槽施工工艺，与单独采用液压抓斗成槽、气举反循环钻机成槽工艺之间的比较，见表1。

表1 成槽工艺的比选

因此，选择液压抓斗与气举反循环钻机联合作业。

2）成槽施工流程

①管线上方土体使用挖掘机挖掘，下方0.5 m范围内的土体使用人工挖掘（如图 4所示），以保证管线免遭破坏，且反循环钻机能够进入管线下方成槽。

图4 管线下0.5 m范围内采用人工开挖

②使用液压抓斗对管线一侧土体进行挖掘，然后挖掘另一侧土体，如图5所示。

图5 抓斗成槽作业

图6 钻机成槽作业

③挖掘管线下方土体时，更换气举反循环钻机，该反循环设备需经过改装方可使用（如图6所示）。喷导管边缘到反循环钻机边缘至少保证1.1 m的距离，以确保在两侧挖掘管线下土体时，挖掘长度方向可以搭接。增加喷导管厚度，防止反循环钻机由于远离喷导管钻进产生较大扭矩而导致喷导管破坏问题。为了保证钻进速度和成槽垂直度，选用两台钻机沿槽段宽度方向垂直并排布置。

在布设反循环钻机的旋转方向时，考虑到同向旋转的离心力加成问题，会影响到槽壁土体的稳定性，钻机采用对向旋转，即一个钻机顺时针旋转，另一个钻机逆时针旋转（如图7所示）。

图7 反循环钻机简

④反循环喷导管下放至管线一侧已成槽段内，并逐步向管线下方土体钻进，待钻完管线一侧1.1 m范围内的土体后，到管线另一侧按照同样的方法进行成槽。

⑤管线下放成槽结束后，利用特制刮壁设备，再次将管线下方槽壁上多余的土体进行刮除，以确保管线下方地连墙的设计厚度（见图8）。

图8 槽壁修整作业

2.4 钢筋笼的处理

1）钢筋笼的调整原则

①施工质量高；

②可操作性好；

③安全系数高。

钢筋笼幅宽较小，起吊、下放入槽、平移简单，可操作性强，施工安全便捷。在混凝土灌注施工时，灌灰导管布置简单。钢筋笼分为两幅，幅宽为2.8 m+2.8 m。

2）钢筋笼下放

钢筋笼根据地连墙配筋图和单元槽段的宽度进行制作，穿越管线的地连墙钢筋笼分两部分安装，由此确定管线附近钢筋笼为2.8 m。

①两部分钢筋笼分别从管线两侧下放，然后分别向管线方向移动，如图9所示。

图9 左侧2.8 m钢筋笼下放

②两部分钢筋笼安装到位后，分别在两侧下放接头管。如图10所示。

图10 接头管、灌灰竖管及砂袋的布置

③在接头管后方槽段填注砂袋，其主要作用一方面是防止混凝土浇筑过程中接头管单侧受力发生向外倾移，造成墙体边界偏离原有位置；另一方面是防止混凝土灌注时在接头管处发生绕流，造成接头管难以拔出。

2.5 混凝土灌注

地连墙采用“导管法［5］”灌注混凝土时的布管原则：

1）为了在不影响混凝土浇筑质量的情况下，尽量减少灌灰导管的根数。

2）在单元槽段内，同时使用两根以上灌灰导管时，灌灰导管的间距不宜大于3 m。［6］

3）导管与槽段的接头或与已浇筑的地连墙端面间的距离不宜大于1.5 m。［6］

因此，对紧邻管线两侧的钢筋笼进行浇筑时，采用2套灌灰导管，布管位置如图11所示。

3 结 论

1） 通过穿越地下管线的地连墙处理技术的研究，分析了传统施工工艺的不足，提出了适合在本工程的新型施工工艺，将工程从蓝图变成现实。

2） 本文研究提出了新的成槽施工工艺——液压抓斗与反循环钻机联合成槽作业，成功地解决了地连墙穿越地下管线施工的难题，为工程提供了技术支持；接头管后方填筑砂袋成功地解决了槽段接头处理问题，为类似工程的施工提供参考。

3） 根据本文的槽段分幅、钢筋笼处理和混凝土灌注等处理技术，类似工程可结合具体的工程特点提出适合该工程的可行性措施。

参考文献：

［1］ JTS 202-2011 水运工程混凝土施工规范［S］.北京：人民交通出版社，2011.

［2］ 倪德云.建筑地下连续墙的施工技术探讨［J］.管理观察，2010（12）：167-168.

［3］ 郭余根.成槽机液压抓斗改造及其在地连墙穿越既有管线施工中的应用［J］.隧道/地下工程，2013：61-64.

［4］ 张建政，张文鹏.横跨城市管线的地下连续墙施工技术［J］.隧道建设，2006，26（6）：59-61.

［5］ TS 167-3-2009 板桩码头设计与施工规范［S］.北京：人民交通出版社，2009.

［6］ JTJ 303-2003 港口工程地下连续墙结构设计与施工规程［S］.北京：人民交通出版社，2003.

Processing Technology forUnderground Diaphragm Walls crossingUnderground Pipeline

Wang Jian1，Xing Rongliang2，Zhao Mingshi3
（1.Tangshan Municipal Bureau of Land and Resources ，Tangshan Hebei 063000， China；2.Tianjin Deep Foundation Engineering Co.， Ltd.， Tianjin 300222， China；3.CCCC First Navigational Engineering Design Institute of Co.， Ltd.， Tianjin 30022， China）

Abstract：The paper present theconstruction of underground diaphragm wall is limited by complicated underground pipeline in the historic city，because of complicated underground pipeline.Tosolvingthis problem， a kind of trench cutting method of hydraulic bucket with reverse circulation drilling trench is proposed.and the paper states five important points about the construction of underground diaphragm wall ， what are division of underground diaphrabm wall ， examiningandfirming pipelines， construction ofguiding wall ， excavated by hydraulic bucket with reverse circulation drilling trench ， fabrication and installation of the rebar cages ， concrete casting.The technology can not only solve construction problems ， save investment ，ensure duration ， but also provide a reference for similar projects.

Key words：underground diaphragm wall； crossingundergroundpipelines； grooving constructing；the rebar cages；concrete casting

中图分类号：TU94

文献标识码：A

文章编号：1004-9592（2016）02-0074-04

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160219

收稿日期：2015-10-19

作者简介：王剑（1983-），男，工程师，主要从事海洋工程项目管理工作。