轨道交通地下连续墙施工技术及工序研究

2020-12-02顾雪景

工程技术研究 2020年19期

顾雪景

（上海申通地铁集团有限公司，上海 201103）

随着上海轨道交通新一轮大规模建设的启动，深基坑工程规模和难度不断加大，施工场地等条件也越来越受到限制。目前，各大建设单位广泛采用地下连续墙工艺进行施工。地下连续墙作为主体结构的一部分，具有多重功能，既可起承重、挡土以及截水抗渗等作用，又可作为临时挡土结构。文章通过上海轨道交通17号线某车站的地下连续墙施工管理实践，分析了各施工工序对应的施工方法和施工技术。

1 工程概况

上海轨道交通17号线某车站呈东西走向，为地下二层岛式站台标准车站，整个车站采用明挖顺作法施工。主体结构围护采用0.8m厚地下墙，总深度28.7～30.7m，共70幅，其中东西端头井各12幅，标准段46幅。车站主体设置五道支撑，其中第一道为钢筋砼支撑，第二道～第五道为钢支撑，开挖总方量约为9172.56m3，混凝土方量约为8763.17m3。墙底进行注浆加固，成槽设备主要采用液压抓斗成槽机。为保证结构的有效净宽，地下墙施工时外放尺寸10cm。该工程地基土在60.42m深度范围内均为第四纪松散沉积物，属第四系河口、滨海、浅海、湖沼相沉积层。

2 主要施工技术和工序

结合工程地质和场地条件等要求，该工程地下连续墙施工的工序为测量放线、导墙施工、泥浆配制、成槽、槽底清基、吊放锁口管入槽、吊放钢筋笼、浇筑混凝土、拔除锁扣管。文章对其中的主要工序进行分析，提出应采取的施工技术。

2.1 导墙施工

该工程中多为常规导墙，导墙厚度0.2m，深度1.5m，采用倒“L”形结构钢筋混凝土导墙。同时，工程建址为市政道路下，围场内存在残留管线，形成导墙深层障碍，需用液压挖掘机清理后再进行施工。为准确控制导墙轴线，导墙施工时在场地上分段沿地下连续墙轴线设置龙门柱。开挖沟槽完成且工人进行修坡后建立导墙模板，同时在模板内放置钢筋网片。导墙对称浇筑，强度达到设计强度要求（通常为70%）后方可拆模。拆模后为防止导墙受侧压产生位移，设置上下两道方木支撑，并向导墙沟内及时回填土方。导墙的平面位置决定着地下连续墙的平面位置，故导墙轴线必须经监理复核后，方可进行开挖。

2.2 泥浆制备及回收

（1）泥浆选型及配制。该工程选用新型复合钠基膨润土（GTC4）泥浆，它具有以下特点：泥浆化学稳定性强，携砂能力强；低密、低切力；在不稳定地层中可形成薄的、致密的泥皮；配制简单、快速，可改善常规泥浆的护臂性能、稳定性。新鲜泥浆配合比如表1所示。GTC4需在专用拌浆筒中进行搅拌，配浆用水采用自来水，并加入适量纯碱调节pH值，提高配浆效果。

表1 新鲜泥浆的配合比

（2）泥浆回收与再生。清孔泥浆和浇灌混凝土过程中回收的泥浆已受污染且性能恶化，必须经处理后方可重复使用。泥浆经过分离系统之后，可清除混入其间的大部分土渣，但其原有的护壁性能未能恢复，因此，还需调整其性能指标。此外，要严格控制好泥浆的回收质量，黏度和比重超标却又难以分离净化的劣质泥浆应废弃处理。处理时，应先用泥浆箱暂时收存，再用罐车装运外弃。

2.3 成槽施工

（1）成槽方法和要求。地下连续墙直线段成槽施工采用一槽三抓挖槽法，先两边后中间，在抓土过程中，保证抓斗中心平面与导墙中心平面相吻合，并观测槽壁垂直度和变形，做到随挖随测随纠。成槽过程中，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，防止泥浆掀起波浪，影响土层稳定。成槽机具在挖土时，务必要确保悬吊机具的钢索呈垂直张紧状态，从而保证成槽垂直精度。成槽顺序如图1所示。

图1 成槽顺序示意图

（2）槽段稳定性控制措施。该工程中连续墙槽段涉及不良地层，地质条件恶劣，给提高和改善成槽效率、精度以及槽段的稳定性带来了极大的挑战。①控制泥浆指标、确保泥浆质量。工程采用钠基膨润土，其适合于各种土层，尤其是超深地下连续墙的护壁要求。水化后膨润土的小板结构充分打开。膨润土的小板与高分子聚合物之间的桥接作用，可在槽壁孔壁形成又薄又韧、致密的泥皮，降低泥浆的滤失，使其失水量减少，从而降低对周边地层含水量的扰动，使孔壁周边的地层尽量保持原状、防塌性能增强。②防径缩保证措施。浅层砂性土层土性致密，进尺慢，易坍孔。因此，要严格管理施工工序的衔接，缩短施工时间，改进抓斗外形，以减少径缩现象。在安放钢筋笼前用超声波检测槽段宽度，如有径缩，则用加厚1～2cm的液压抓斗进行扫孔，铲除发生径缩的土体。③缩短分幅宽度。施工中的分幅宽度不宜过大，适当缩短分幅宽度，各道工序施工时间也能相应缩短，有利于成槽的稳定，同时，也可以有效地利用土拱效应的影响，减少槽壁坍方。④预降水措施。地下土层内含砂质粉土层，在动水情况下可能产生槽体塌方。为保证地下墙的成槽稳定，应采取预降水的措施。地下墙施工降水的机理是降低土层内水位，提高护壁泥浆对土体的水压差，以保证壁面稳定。同时通过抽除粉性土的水使粉性土产生固结，增加粉性土的强度，从而确保该土层的稳定。

2.4 钢筋笼制作与吊放

（1）钢筋笼制作要点。钢筋笼制作整幅一次成型，必须有足够的起吊刚度且满足设计的各项指标要求。钢筋笼过长过重时，应征得设计同意后分段制作。钢筋笼验收应包括钢筋笼上预埋铁板、钢筋连接器等预埋件及预埋压降管等，各相应埋件的位置、尺寸、规格型号、数量等必须符合规范及设计要求。预埋件的埋置焊接、绑扎要牢固。

（2）钢筋笼吊放施工技术。该工程中钢筋笼长度最长为28.95m，单幅钢筋笼最重约26t，为加快钢笼吊装速度，缩短槽段停滞时间，钢笼采取整幅吊装方式并采用“双机多点抬吊”法，调放入槽时不允许强行冲击。由于工程钢筋笼超重，起吊时极易变形散架，吊装前需严格进行钢筋笼验收，还可以采取加强措施，如在钢筋笼纵向、横向均设置起吊和加强桁架，确保钢筋笼起吊时有足够的刚度，避免其产生不可恢复的变形；对转角幅和特殊钢筋笼，另增设“人”字桁架和斜拉杆加强，防止起吊过程中发生扭曲变形。

2.5 混凝土浇筑

该工程中墙体混凝土采用水下C35P8商品混凝土，坍落度控制在200±20。水下混凝土浇筑采用导管法施工，在钢筋笼入槽后4h内尽快开始施工。在砼浇筑前要按规范要求做混凝土抗压抗渗试块。浇筑混凝土前，为起到隔水作用，应在导管内设置球胆，并检查混凝土配合比后方可浇筑混凝土。在浇筑中导管埋入混凝土的深度应始终保持在1.5～6m，两根导管同时均匀浇筑，混凝土面高差控制在50cm以下，另外，导管提升速度不要过快。浇筑收尾阶段，应将实际墙顶面混凝土面浇筑至高于设计标高0.3～0.5m，待硬化后，再凿除，以保证强调符合要求。