地铁车站地下连续墙成槽质量控制

2021-02-06刘勇杰

广东建材 2021年1期

刘勇杰

（中铁二十二局集团第二工程有限公司）

地铁施工中，因为存在基坑深、对地下水要求高的问题，因此地下连续墙施工技术是基坑开挖过程中最常用的支护方式。该支护系统支护和防水效果较好，但施工成本偏高，为确保地铁项目正常开展，施工时一定要掌握施工技术要点，控制好施工质量，才能最大化提升工程效益。

1 工程概况

1.1 建设概况

绿水公园站为天津地铁8 号线一期工程起点站，分左右两条施工路线，由于本项目为大里程盾构始发站，故采用明挖顺作法进行施工。施工场地土类型为中软土，围护结构采用800mm 厚钢筋混凝土连续墙+内支撑形式，段宽21.6m ～26.2m，基坑深度16.774m ～18.407m。

1.2 围护设计概况

本项目站主体基坑围护结构的地下连续墙共97幅，厚度均为0.8m，采用锁口管接头。平面形状主要有“一”字型、“T”型、“L”型和“Z”型，其中“一”字型91 幅，“T”型、“L”型、“Z”型各2 幅。标准段处地连墙深32m，墙底位于1111中硬粉质黏土层；端头处地连墙深35m，墙底位于112中硬黏质粉土层。

1.3 围护结构施工重难点

本工程的施工难点主要是如何控制成槽质量及控制好地下连续墙施工中的沉渣厚度，因为成槽质量和沉渣厚度会对后续地下连续墙施工产生直接影响。对此，按以下措施进行处理：

⑴施工前选择不同品牌、档次膨润土，现场配置泥浆试验，对比含沙率、粘度、胶体等指标。按照护壁泥浆性能指标，通过试验确定泥浆配比，根据配比向泥浆搅拌机中加入膨润土和水。按规定进行泥浆检测，专人负责测试，保证泥浆循环及分离净化。

⑵成槽完成后要按顺序进行清孔工作。抓斗的体积越大，对槽底产生的冲击力就越大，为了防止槽底发生超挖现象，尽量减缓实施清孔的抓斗下落速度；但为了防止因槽内泥浆下降过快而致使孔坍塌问题，在抓斗上升时应持续在槽内补充合格的泥浆，并保障抓斗上升的速度能适应补充泥浆的速度。

⑶减少清孔后浇筑混凝土的时间间隔。这两者之间的时间间隔过大也是造成槽内沉渣过厚的原因之一。当清孔完毕后，要陆续进行吊放钢筋笼、准备浇筑混凝土设备以及等待混凝土运输等工作，所以，清孔后要紧密衔接后续工作，提前准备、协商，才能将清孔完成至混凝土开始浇筑的延续时间控制在4h 以内。

2 施工方案

本工程中，地下连续墙施工按照顺幅施工方式，宽度＞5.6m 的槽段三抓成槽，先用成槽机抓斗抓槽段两端，再抓槽段中间部分。宽度＜5.6m 的槽段两抓成槽，用成槽机抓斗先抓槽段一端，完成后再抓槽段剩余部分。以200t 履带吊机为主、120t 履带吊机配合的起重设备，将钢筋笼整体起吊放入槽后再灌注水下混凝土。钢筋笼主筋采用焊接和直螺纹机械连接，现场整体加工成形后整体吊装，2～3 套导管灌注水下混凝土。

3 地下连续墙导墙施工技术要点分析

本文根据天津地铁8 号线一期工程绿水公园车站项目的地下连续墙施工实践，主要从成槽工序质量控制方面对该技术进行归纳总结，以起到参考作用。

3.1 成槽施工

成槽工序既对工期有控制作用，又会影响施工质量。根据地质情况并结合工期要求，单位采用GB46 双轮铣槽机直接铣槽施工。成槽施工顺序按照大里程向小里程跳槽形式进行。

3.1.1 试成槽

地下连续墙施工前，选择标号为WW-16 的地下连续墙作为试成槽槽段，主要作为核实地质资料、检验所用成槽机性能、施工工艺以及技术要求的依据，同时检测超声波检测方法的适宜性。成槽试验成功后方可进行施工。在后续施工中严格遵照执行试验所得工艺参数及采取技术措施[1]。

3.1.2 槽段开挖

根据导墙实际标高计算成槽深度，以保证地墙的设计深度。槽深采用标准的测绳测量，每幅根据其宽度测2～3 点，同时根据导墙实际标高控制挖槽的深度，以保证地墙的设计深度。在抓斗绳索上根据不同地下墙的深度作好标记，以控制槽段超挖。成槽机施工顺序按照先两边后中间的原则施工，成槽机抓斗宽度为2.8m，槽段两边外放0.5m，两边抓槽宽度为2.8m，中间抓槽宽度为1.4m。

图1 6m 首开槽段开挖顺序

3.1.3 成槽控制

⑴控制槽机的垂直度。在开展工程之前，作业人员按照标准调节槽机的水平度和垂直度。垂直度可通过成槽机上的垂直度测量仪和自动纠偏设备来控制。

⑵成槽挖土的顺序。在对单元槽段和转角槽段进行开挖时，应分别遵循“先两边后中间”、“先短后长”的原则。

⑶初始挖槽精度对整个槽壁精度影响较大，应遵守“慢进慢出”的原则，严格控制垂直度，保证槽壁和接头符合标准。

⑷成槽过程中，周边应避免出现较大荷载，过程中加强监测，如出现局部严重坍塌，应将槽段及时回填后重新开挖成槽。

⑸技术员旁站并经常检测护壁泥浆液面高度，成槽机运行过程中现场要有专人负责电缆拖移，避免发生触电事故。

⑹成槽施工结束后，利用超声波对槽深和槽宽以及槽壁的垂直度进行检测，同时对其开展第一次清底工作，验收达标之后方可下钢筋笼开展第二次清底工作。督促现场施工人员在槽口放安全网板，防止人和物坠落。

3.1.4 导墙拐角部位两端部位处理

当成槽机在地下连续墙的拐角位置进行作业时，由于抓斗式壳体和斗齿不是在成槽截面上，所以尽管槽机紧靠导向墙施工，也会使角部存留余土。为了避免成槽断面不足而影响钢筋笼下槽，需要在导墙拐角的地方按照槽机的端面形状适当外放300mm。

3.1.5 刷壁和清底

锁口管接头槽段刷壁时用吊车吊住刷壁器对槽段接头壁进行上下刷动，以清除接头壁上的杂物。为保证刷壁器重量，防止在刷壁过程中晃动，将刷壁器内部用素混凝土填充。刷壁器每次提出槽口边时采用高压水枪冲洗干净刷壁器，直至刷壁器提起后钢丝上无泥为止。刷壁合格条件为连接处墙壁无泥，刷壁器上无泥，槽底淤泥不再增加，采用超声波检测合格。且为保证刷壁效果，刷壁器吊点位置略向后移，吊起后刷壁器稍微向前倾斜，每一层的钢丝刷由上到下一层比一层长3cm。现场负责人实时记录刷壁时的刷壁次数和刷壁器的附土程度，确保施工过程既有监督又有记录[2]。

刷壁结束之后立即通过撩抓法进行清底工作，首先匀速下落抓斗到槽底一定深度；其次慢慢关闭抓斗，抓出沉淀在槽底的大量渣子；最后确保槽底的沉渣厚度至多为10cm。采用新制泥浆进行槽段清底，使槽底泥浆比重≤1.15g/cm3、粘度≤28s、含砂率≤4%。槽段清底时要及时向槽内补充优质泥浆，保持泥浆面高度基本不变。

3.1.6 预防措施

⑴卡斗的预防措施。卡斗的主要原因是上部缩颈导致槽段宽度变小而卡斗，对此需控制好泥浆。

⑵埋斗的预防措施。埋斗的主要原因为槽段塌方土将抓斗埋住，所以只要控制好槽壁的稳定性即可预防埋斗现象。一旦出现埋斗立即置换槽段内泥浆，将其泥浆比重调至1.2g/cm3以上，粘度调到30s 以上，控制槽段的再次塌方。然后利用高压水（泥浆）枪冲散上部塌方土体，再利用气举反循环将散土吸出。最后利用吊车配合成槽机将抓斗提出。

⑶掉斗的预防措施。成槽机抓斗掉斗的主要原因是钢丝绳突然断裂，或者是埋斗后处理不当导致抓斗掉入槽中，所以在成槽机工作前要仔细检查钢丝绳，且按时间和工作量定时更换钢丝绳，即可预防掉斗现象。

3.2 钢筋笼制作及吊装

⑴钢筋笼加工平台。该项目选用12a 槽钢搭建钢筋笼加工平台，槽钢横距为1.5m、纵距为2m。为了确保加工质量，当槽钢就位后利用抄平法使纵向槽钢的顶面在横向上保持同一高度，误差至多为1cm。确保平台的四个角均为直角且进行标记，在加工钢筋笼的过程中，定位要准确，布置的槽钢要横平竖直。安装钢筋台时短钢筋应被焊在笼头下方1000mm 的地方，以便于紧固第一根水平筋。

⑵钢筋笼制作。确保单元槽段的实际宽度与成型钢筋的尺寸正确合理后才可制造钢筋笼。选用HRB400E 级钢筋制造地下连续墙，然后通过直螺纹套筒对主筋的接头进行连接，最后利用点焊和单面焊法加固钢筋，前者选用电弧焊，后者选用二氧化碳保护焊。

⑶钢筋笼吊装。按照最重一幅钢筋笼30.96t 重、长33.95m 来配置吊车。为确保钢筋笼被成功起吊到槽内，选用中联200t 和120t 的双机吊车来抬吊有5 个吊点的钢筋笼。主副吊机的承重分别为200t、120t。起吊开始之前提前验算好起吊位置，为了保障起吊过程的安全性，需在方圆2m 之内加固焊接[3]。

3.3 混凝土灌注

本工程地下连续墙混凝土标号设计为水下C35、抗渗等级为P8，坍落度为180mm～220mm，清孔完成到混凝土灌注的间隔≤4h，且灌注时间不超过4h。在灌注过程中，导管要采用250mm 的圆形螺旋快速接头形式。在使用前对导管进行密封水压试验，水压应＞0.6MPa 才算合格，导管下放采用浇筑架起吊，导管上方安装方形或圆形漏斗，灌注过程中采用浇筑架拆卸导管。导管安装深度距离槽底500mm，对安装的每节导管做好标记，以方便灌注过程中记录和检查。