台州市域铁路车站超深超厚地下连续墙施工技术

蔡伟峰，王卫东，徐毅勇，郭子琦，文宏佳

1.浙江省大成建设集团公司，浙江 杭州 310012

2.中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南 长沙 410117

台州市域铁路S1线为南北走向，一期工程始于杭绍台铁路台州中心站至温岭城南镇，全长52.568km。其中地下线长17.47km、高架线长29.511km，山岭隧道4座总长为4.812km，路基长度为0.775km，桥隧比为98.53%。共设置沿线站点15座，其中地下站7座，高架站8座。市域铁路S1线一期工程将采用6辆编组的市域动车组，设计时速140km，为台州城市发展正式从“公路时代”迈向“轨道时代”提供方便、快捷、安全、舒适的交通服务。

1 工程概况

1.1 客运南站简介

S1线一期工程的客运南站为地下站（见图1），坐落于财富大道与灵山西街交叉路口，东南侧为香樟湖畔小区，西侧为在建的台州汽车客运南站，东北侧为浙江吉利豪达公司。车站由主体、4个出入口、3个风亭和1个预留消防疏散口及2个地下车库出口组成（见图2），站台形式为岛式车站，车站全长411m，标准段基坑深度约为20m，端头井段基坑深度约为23.1m，最深达54m。车站采用明挖法施工，车站围护结构采用地下连续墙，国内众多学者和工程技术人员[1-6]对此进行了较多的研究，为该车站施工提供了较多的借鉴。

图1 客运南站效果图

图2 客运南站站位示意图

1.2 工程地质

（1）地层特征。该工程段地下连续墙从上到下主要穿越土层：①素填土Qml，层厚1～6.2m；①黏土Q43m，层厚0.5～3.5m；②2～③1淤泥（Q43m～Q41al+1），层厚1～42.3m；③2～⑥2黏土（Q41m～Q31l），层厚18.4～90.2m；以下为部分圆砾层。

（2）水文情况。该区场地分布的地下水主要为赋存于浅部黏性土层中的孔隙潜水、下部碎砾石层中的孔隙承压水，以及基岩裂隙水。承压含水层主要接受上部含水层的越流或侧向补给，地下水位动态随季节变化较小。承压含水层上部为透水性极差的黏性土层，且埋藏深，对工程施工的影响小。

（3）不良地质及其影响。场地岩土主要为人工填筑土和软土。人工填筑土具有强度低、压缩性高、渗透性强等特性，对工程施工不利；软土具有天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1.0，压缩性高、强度低、灵敏度高、透水性低等特点，且分布厚度不均，底层变化大，基坑开挖时易产生变形破坏。地铁构造物位于软硬底层过渡段易产生差异沉降，导致构造物损坏。

1.3 地下管线

横穿客运南站施工区域的地下管线共9根，分别是DN200电力管线（3根）、DN100广电管线（2根）、DN200燃气管线（2根）、DN1000污水管线（1根）、DN800给水管线（1根），给车站地下连续墙等围护结构的施工安全、质量和进度带来较大影响。

2 地连墙设计

客运南站基坑设计采用“地下连续墙+内支撑”的支护形式，墙体深度：标准段地下连续墙深约20m，端头井段深约23.1m，最深达54m。墙体厚度：小里程端头井地下连续墙厚度为1.2m，为超深超厚地下连续墙结构，标准段以及大里程段地下连续墙厚度为1m和0.8m。该站地下连续墙共163幅，墙长45.225～51.215m，采用C35水下混凝土，抗渗等级为P6。

3 地下连续墙施工

3.1 施工工艺

在进行地下连续墙施工之前首先应做好准备，包括设计图纸核对、单元槽段划分、测量放样、施工机械选择、钢筋笼制作、泥浆配合比调整、泥浆设备及管路布置管理等，待施工准备完成后，开始地下连续墙施工。

3.2 施工方法

（1）测量放样。经现场测设导墙边线及地连墙分幅线。考虑基坑开挖时地下连续墙在外侧土压力作用下会向内位移和变形，以及施工时的垂直偏差影响，为确保后期基坑结构的净空符合要求，地下连续墙施工时中心轴线需外放10cm。

（2）槽壁加固。施工场地为上软下硬地层（上部是层厚1～42.3m的淤泥，下部是黏土和圆砾），通过与设计方沟通，确定在不增加成槽难度和经济性的基础上，采用深层搅拌桩加固土体的方法对软土区槽壁进行加固，加固后的土体强度应控制在1～2MPa。经试验分析，确定水泥和膨润土的配比为1∶1，加固深度为地面以下8m，水泥掺量为10%。从后期成槽效果看，此槽壁加固效果良好。

（3）导墙施工。采用“┓┏”形导墙形式，采用C20钢筋混凝土，钢筋保护层厚度为30mm。为保证施工顺利进行，并防止侵限，导墙内表面之间的净距比地下连续墙的厚度宽50mm，为防止地表水流入槽内破坏泥浆性能，导墙翼墙顶面应高出地面200mm。

（4）泥浆制备、调整及循环。按大小里程各配备一套泥浆制作、回收净化处理系统。新制泥浆要根据施工实际情况进行配合比调整、性能测试，以保证所使用的泥浆符合技术要求；对于槽段中回收的泥浆，要经过净化处理且各项泥浆指标达到标准后才能重新使用；而废弃泥浆，将被抽入废浆箱中组织外运。

（5）槽段开挖。台州市域铁路S1线客运南站地下连续墙成槽施工设备选用的是上海金泰SG70型液压抓斗，利用传统的“跳槽（孔）挖掘法”进行槽段开挖施工。

（6）钢筋笼制作。根据地下连续墙墙体配筋图和单元槽段的划分来制作钢筋笼。由于地下连续墙钢筋笼设计最长为51.215m，因此根据实际施工的吊车规格型号，钢筋笼加工采取整体加工、分段（整体）吊装的方法入槽。

（7）吊放钢筋笼入槽。①吊装方法。根据客运南站地下连续墙钢筋笼的长度、宽度及重量，经验算钢筋笼吊装采用主、副2台履带吊车双机抬吊空中转直、分段与整体吊装、整体入槽的施工方法。主吊采用260t履带吊、副吊采用150t履带吊，正式起吊前先进行试吊作业。②钢筋笼起吊入槽。钢筋笼正式起吊施工共分8个步骤进行。第一步：将套筒向上拧，将上下两节钢筋笼分开。第二步：将两台履带吊转移到起吊位置，起重工分别安放吊点的卸扣。第三步：检查两台吊车钢丝绳的安装情况及受力重心，然后同时起吊钢筋笼。第四步：钢筋笼吊至离地面0.3～0.5m后，260t主吊起吊，并随时指挥辅机配合起吊，使钢筋笼缓慢向左（或向右）侧旋转倾斜。第五步：钢筋笼吊起后，260t主吊机向左（或向右）侧旋转，150t副吊顺转至合适位置，让钢筋笼垂直于地面。第六步：卸除钢筋笼上150t副吊机的起吊点卸甲，然后让人员远离起吊作业范围。第七步：指挥主吊机吊笼入槽、定位，对位后放到槽内，上口用扁担临时搁置在导墙上。第八步：指挥260t、150t两台吊机将上段钢筋笼吊装至槽口，与已入槽的下段钢筋笼进行对接（分段按步骤进行吊装）。对接时钢筋采用直螺纹连接，对接好后将钢筋笼整体入槽。采用扁担将钢筋笼搁置在导墙上，在确定标高无误后，将钢筋笼放到槽底并固定，再将吊具拆除，割除导管仓中的钢筋、下钢导管，进行下一道工序。③钢筋笼对接。地下连续墙深度很大、钢筋笼很长，而现场起吊能力有限，钢筋笼须分成上下两段整体制作，即先期将两段分离加固成型的钢筋笼用直螺纹套筒连接成整体，待吊装时再将两段分开单独吊装。第一，首先将第一段（下段）钢筋笼先吊入槽段内，并使钢筋笼端部露出导墙顶面1m，同时使其架立在导墙上；然后起吊第二段（上段）钢筋笼，经对中调正垂直度后即可进行套筒对接连接。第二，对接流程。对接流程、对接接头的要求需满足相关规范，相邻接头50%错开，错开长度为35d。第三，对接技术要点。一是钢筋笼下放时，每下放到钢筋笼吊点位置时，根据吊点位置随时采用2～4个定位钢扁担定位钢筋笼，便于人工置换主机吊点。二是吊点置换完毕之后继续吊笼入槽、下放完成后定位；采用同样方法竖直上节钢筋笼，采用主机吊运至指定位置与底节钢筋笼对接，钢筋笼接长采用套筒扳手连接，连接后进行检查，确保套筒连接质量。

（8）灌注墙体水下混凝土。灌注水下混凝土采用直升导管法，工艺流程为灌注水下混凝土准备（钢筋笼吊放）→接头管下放→确定导管数量及位置→导管（浇筑）架就位→导管安装、下放→水下混凝土浇筑→导管提升与拆除。

4 施工效果

客运南站是台州市域铁路S1线一期工程中的第3座（共7座）地下站，车站全长411m，站台宽度为12m。基坑深度一般为22～23m，最大深度达54m（墙厚1.2m），为超深超大基坑。基坑土层主要为深厚的软弱淤泥质地层，施工难度比较大。根据地层土质特性和工程需要，设计采用“明挖+盾构”的方法施工，其围护结构设计采用地下连续墙。地下连续墙共分为163幅，长度为45.225～51.215m，墙宽分别为0.8m、1.0m和1.2m。地下连续墙工程于2018年10月18日正式动工，于2019年12月18日完工，剔除征地拆迁等前期因素影响，有效工期仅为5个月，有较为显著的经济技术效果和社会环境效果。

（1）施工工法和工艺的先进性。槽段开挖施工采用了“跳槽-纯抓（液压抓斗）”成槽工法；槽段与槽段之间的墙体接头采用了结构简单、施工方便、工艺成熟和造价低廉的锁口管柔性接头工艺。

（2）成槽设备的先进性。选用了近年来国际首款70T级液压连续墙抓斗——上海金泰SG70型液压抓斗开挖成槽设备，该设备具有“首创的X、Y方向动态检测系统及推板纠偏功能；国际先进的负荷传感、负载敏感和比例控制液压系统；可自动记录并存储抓斗挖掘作业过程的可编程测斜装置”等电子智能化显示仪表装置，保证了成槽机的平整度、成槽的垂直度，成槽垂直精度不得低于设计要求（1/300），接头处相临两槽段的中心线偏差值≤1/500。

（3）优选吊装机械。根据工程的特点优选了300t和150t的大吨位吊装设备，既满足了工地大吨位吊装的需要，又保证了工地钢筋笼（最重达70t）等大吨位吊放的准确率和一次成功率，以及安全起吊等重大技术措施的效果。

（4）墙体质效。该车站地下连续墙于2019年12月18日完工，经后期检验，由于每幅地下连续墙成槽施工过程中对各工序把控严格，采用了切实可行的成槽方法，严格控制了泥浆指标，应用了高效的特制刷壁设备，加强了施工过程的质量检测，从而避免了槽壁坍塌、墙体倾斜、接缝不严密等风险的发生。后续的基坑开挖情况证实，地连墙墙面平整、竖直，没有明显凸凹不平的现象，墙体接缝处接缝严密，没有湿渍、渗漏现象。这都说明在地连墙成槽、成墙的整个施工过程中，刷壁效果的平整度、垂直度等都控制良好（见图3），满足设计文件、有关作业规程及验收规范的质量标准和要求，质量检验合格，质效显著。

图3 地连墙基坑土方开挖后的墙面及接缝效果图

5 建议与展望

（1）在施工过程中，由于征地拆迁等前期工作和工程资金的及时性不够，使工程断断续续，不能连续施工，地连墙连接口暴露时间过长，虽然有泥浆护壁，但还是会有少许脱落，这些问题还有待改进。

（2）台州市域铁路S1线一期工程是台州地区南北向主要交通走廊，也是台州市首个轨道交通项目。随着城市建设进程和规模的不断深入、扩展，越来越多的地下连续墙在高层建筑或重大工程的超大超深型基础工程中得到应用，对施工工艺的要求也越来越高，还有许多施工工艺和管理方法值得研究和不断提高，未来地下连续墙施工技术也必将进一步向更成熟的方向发展。