地铁工程深基坑地下连续墙围护结构施工技术

刘 博

（中铁十九局集团有限公司，北京 100000）

0 引言

深基坑的防护通常采用地下连续墙形式，防护装置既能实现基坑安全的保障，同时也对周边的建筑和土层起到安全管控。为建设理想的地下连续墙，应通过预防措施掌控施工质量、降低隐患。以某地铁项目为例，研究地下连续墙的施工技术工艺。

1 工程概述

某市地铁中车间深基坑施工采用明挖顺做法，结合当地的水位、地质以及周边情况，经施工、设计等单位共同研究后，将地下连续墙维护结构作为外墙合一的措施，墙面厚度设定是800 mm，钢管直径选用610 mm。此项目分为标准段与端头井段，两部分的地下连续墙深度不同，标准段部分将开挖深度定为15.8 m 处，地下连续墙深为28 m；端头井部分将开挖深度定为17.4 m 处，其连续墙深度是30 m。地下连续墙常采用Z 形、一形和L 形的布置形式，长度在4.4～6 m，使用C35、P8 混凝土。在具体施工中通过精密仪器对其实时检测，以达到动态控制的效果。

2 地下连续墙工程施工要求

地下连续墙技术已经历多年发展和实践，是施工中的一项重要技术。当前利用挖掘设备，采用泥浆做施工原料，将混凝土注入到挖好的深槽中从而形成连续墙。地下连续墙根据施工要求分为地下防渗墙和地下连续墙，安全施工是工程中关注的重点，地下工程质量问题尤为重要[1]。地下连续墙的具体施工中应符合振动性较小、对周围环境影响较低等要求。连续墙是现代都市地下建筑的核心部分，须确保其具有符合要求的坚实度和有效的噪声隔绝性能，能承载超大的负荷是其最为重要的特点。

3 地下连续墙施工

3.1 导墙

导墙工艺在地下连续墙发挥众多作用，如挡土、掌控垂直度、稳定泥浆液面和控制平面位置等，导墙通常在连续墙轴线两侧进行施工，然后进行挖掘槽段，不仅可以实现稳土固面，而且便于施工成槽。导墙主要施工工序：平整地面→测量→挖掘槽段→浇筑→垫层→钢筋固定→支模→注入混凝土→拆模→导墙外填土（图1）。

图1 导墙施工示意

在导墙施工时，须确保导墙基底和土面紧密接触，杜绝泥浆的渗透。一般采用分段式施工，需设置钢筋接头，在相邻导墙施工时便可将钢筋头连接。在成槽工艺施工时，导墙可发挥指导液压抓头的作用，因此应确保导墙的垂直度、尺寸和位置的精度符合要求。一般情况下，纵轴与墙面间的距离偏差限定在10 mm，外导墙与内导墙两者间的距离偏差限定在5 mm内，确保导墙顶面水平，其长度在水平方向上差值需≤10 mm，将局部偏差限定在5 mm 内。经混凝土建筑和拆模后，为导墙设置纵向支撑装置，每间隔1 m 设置两道支撑，进而可保障导墙在填土时不会出现移动。当导墙混凝土的强度满足设计强度的一半时，便可以进行成槽工艺。若导墙的混凝土强度不够，严禁机械和车辆接近导墙，应控制其与导墙的距离在3 m以外。

3.2 地下连续墙成槽工序

地下连续墙施工的重要工序之一是成槽，结合地质特征，液压抓斗机开挖成槽主要用于中风化岩层。中风化岩层下使用冲击钻和冲孔，挖掘成槽的工期约是地下连续墙施工工期的1/2。因此，为大幅缩短施工工期，可通过快速提升挖槽速度缩短工期[2]。

墙体的外形一般取决于槽壁形状，因此成槽精度以及其质量关乎到连续墙的质量。单元槽段越长且接头越少，则可有效提高连续墙的防渗、截水和整体性。槽段形式主要有L 形、Z 形和一字形，其标准段是6 m，按照设计划分转角和特殊位置，结合具体情况处理局部位置。

在成槽过程中，泥浆起到润滑、保护槽壁和冷却模具等作用，泥浆不仅能保障成槽的稳定性，还可有效杜绝塌方，并且有助于保障混凝土的质量。泥浆的制取和存储，根据每天槽段的施工进程安排，标准槽段170 m3的用量应不低于300 m3。泥浆需要经过3 道工序才可投入使用，分别是制浆池、沉淀池和储存池的处理，泥浆的制备采用方便施工原则，用离心泵生产泥浆，采用重力沉降生产。优质黏土是泥浆的原材料，黏土经过搅拌机的搅拌，同时在池中存放24 h 后才可投入使用。成槽和清孔的泥浆需测定其物理指标，主要测定泥浆的含沙率、比重和黏度，专门技术人员测量泥浆的性能指标。

在成槽中随着挖槽的加深应持续添加泥浆，控制泥浆的液面高度在水面0.5 m 上，同时控制在导墙面0.5 m 内。采用新的泥浆代替污染的泥浆，处理槽内沉渣，浇筑时提前排除槽内泥浆，上层合格的泥浆注入到沉淀池中，下层不合格的需要经过再次处理才可投入使用。

关于循环利用泥浆，由于其受污染性不佳，需加入适当的火碱和CMC，为0.10%～0.15%处理，经检验合格才可投入使用。经处理的泥浆，在储存池内与新泥浆混合后加入外加剂，再投入槽内应用。杜绝污染泥浆的有效举措是将导墙高度设置超过地面20 cm，布置好排泄泥浆孔，应低于导墙10 cm，保证泥浆可正常排放到泄水沟，最终进入沉淀池。采用泥浆泵运送泥浆，在泥浆运输期间需密切关注管路情况，出现爆管情况，需立刻停止泥浆泵，及时补接管路，谨防泥浆污染场地。

3.3 安装钢筋笼

钢筋笼在地下深基坑中安装常使用50 t 履带式起重机和KH180 履带式起重机。吊运钢筋笼时，应使钢筋笼保持水平状态，同时起吊主副2 个吊钩。当钢筋笼上升至特定高度时，缓慢松开副吊钩，主吊钩持续提高，进而使得钢筋笼由水平变为垂直，进而去除副吊钩，按照特定位置安装钢筋笼。钢筋笼吊装如图2 所示。

图2 钢筋笼吊装示意

在钢筋笼的吊装中，需着重关注钢筋笼的起吊方式和吊点位置。错误的起吊方式和吊点位置会导致钢筋笼发生不可逆的变形[3]。避免钢筋笼在吊运过程中出现拖拉情况，防止其发生不可逆的变形，与此同时需在钢筋笼的底部绑定一个牵引绳，经过人工操作使得钢筋笼在空中可以保持稳定状态。安装钢筋笼的过程中，只要保障钢筋笼始终处于垂直状态，仅使用主吊钩吊运钢筋笼即可。为保证符合设计要求，应严格结合钢筋笼设计的位置与实际位置进行调整。

3.4 地下连续墙混凝土浇筑工艺

制定施工方案，做好浇筑工作，检查主要机械，施工人员应具有相应的技术能力和证件才可上岗。采用商品混凝土，通过泵车将混凝土运送至施工场地，结合单元槽的施工进程，做好混凝土供应的提前准备。包括混凝土的使用量、使用时间和等级，经过实验研究，确定混凝土比例满足使用条件。选用直径为250 mm 的钢制管灌注混凝土，使用双螺纹连接接头部分，每个槽段配备2 个导管一起灌注。导管应先试压再使用，压力值应在0.5～1 MPa。放置钢筋笼后，放置导管，导管底部与槽底间的距离在0.2～0.5 m，最上节的导管长为0.5～1 m。当钢筋笼、锁扣管和导管等全部安放完成后，上报验收部门核验合格后，申请混凝土建筑，同时进行二次清槽。泥浆的各项指标均符合灌注标准时，应及时灌注混凝土，混凝土灌注的隔水栓选用球胆，充气之后再放入导管，同时将钢板塞放置在漏斗底部，在漏斗内的混凝土量符合首批混凝土的要求后，使用吊钩将钢板塞取出，同时持续注入混凝土，灌注到地下连续墙顶面的50 cm 以上。

3.5 施工设备管理

为提高施工整体质量，保证施工能顺利、高效完成，依照成槽设备的施工情况及其特点，应对成槽设备施工管理制定相应措施。施工过程中按照设计开挖深度，将所用成槽机分为几组，这样能有效降低成槽设备的劳损程度，还能保证施工过程中成槽设备运作连续性。不仅如此，针对设备的操作步骤，应制定相应规程，避免因操作失误或不规范导致增加施工成本。

（1）开挖硬土体时，必须严格控制抓斗的抓挖速度，不可过快，其目的是为避免因过度集中的应力导致斗齿受损；应该对其切入角尽可能增大、严控切入深度，降低其抓挖阻力。

（2）升降液压抓斗时，必须严格控制卷扬机绞盘速度，不可出现急停、急升情况。

（3）施工过程中，必须实时关注槽壁的稳定性，如果出现埋斗、卡斗情况，不可以硬拽、硬拉抓斗，保证抓斗内部部件不被损坏。

4 结束语

在地铁深基坑的维护中多采用地下连续墙技术，其施工质量也受到重视，在具体施工中应明确要点，做好质量监控方案，从而确保地下连续墙的质量，提高效率、缩短工期，提升经济效益。