低净空超深地下连续墙施工

汤 叶 峰

(上海市基础工程集团有限公司，上海 200002)

1 概述

地下连续墙凭借其整体成形、连续咬合的工艺，具有刚度大、防水性能好、适合开挖深度大的优点，已经成为了基坑围护中常用的一种类型。由于一体成形，地下连续墙整笼吊装时，施工需要一定的施工高度，但在低净空、高度受限的施工环境下按目前地下连续墙施工工艺，仍需克服相关的技术难点。

由上海市基础工程集团有限公司承建的上海轨道交通18号线11标龙阳路站工程，在220 kV超高压架空电缆下的地下连续墙施工中，成功的采用低净空超深成槽工艺，在上海市软土地质下首次成功进行了深度47 m，厚度1.2 m的地下连续墙施工。

2 工程简介

2.1 工程概况

上海轨道交通18号线龙阳路站地处龙汇路白杨路交叉口，为地下3层车站，沿白杨路南北向布置。主体围护为1.2 m厚，47 m深的超厚超深地下连续墙，接头形式为十字钢板。车站南端头井处上方有1路22万伏架空高压线横穿，紧贴南端地下连续墙，最低架空高度16.3 m(见图1)。

按《施工现场临时用电安全技术规范》要求，有4幅地下连续墙，临近此高压架空线，距离在3.2 m～5.8 m，不能符合该规范的施工距离要求。

2.2 工程地质情况

拟建场地分布的土层自上而下可划分为12层，分别为①1层填土；②1层灰黄色粉质黏土；③层灰色淤泥质粉质黏土；③t层灰色砂质粉土；④层灰色淤泥质黏土；⑤11层灰色粉质黏土；⑤12灰色粉质黏土；⑥层暗绿～草黄色粉质黏土；⑦11层灰黄～灰色砂质粉土夹粉质黏土；⑦12灰黄～灰色砂质粉土；⑦2灰黄～灰色粉砂(见图2)。

3 工艺调整

本次施工是基于原地墙施工工艺，基于低空成墙的一次改进和创新。

原地下连续墙施工工艺见图3。

此次低净空超深地下连续墙施工由于受超高压架空电缆限制(有效施工高度仅12 m)，远低于目前常规成槽机的施工高度(18 m)，故必须从设备的选型改进方面，从成槽工艺的控制方面，从钢筋笼分节吊装方面都进行严格控制。

据此，进行了此次低净空超深地下连续墙施工的工艺调整(见图4)。

低净空超深地下连续墙施工工艺的重点是以下几方面：

1)选用合适设备满足低净空施工；

2)采用一定的措施确保超深成槽；

3)钢筋笼分节制作满足低净空的吊装；

4)针对性的配制护壁泥浆，确保长时间槽壁不发生塌方。

4 施工措施及操作要点

4.1 机械选型及成槽施工

本工程由于施工高度受限，故仅能采用特殊设备进行施工。我部考察了金泰机械制造厂，最终选中了金泰SGL-40(低空成槽机)(如图5所示)进行成槽作业。

施工前还在工程其余部位进行了试成槽施工，发现该型机械较适应上海软土地质的施工要求，可以有效挖掘至地下40 m，但遇见砂层就比较费劲，会耽误成槽46.5 m的工期，因此现场还配备了一台GPS20型钻机进行“两钻一挖”的工艺，顺利的解决了低空成槽机对槽段最后7 m砂性土的挖掘要求。

导向孔施工(针对最后7 m砂性土的特性，采取“两钻一抓”及反循环吸浆洗槽工艺，配合低净空成槽机施工)在每一抓两端进行导向孔的施工。具体如图6所示。

采用GPS-20型钻机在成槽机抓头两端，打下同墙厚的导向钻孔，可以使成槽机抓斗切入厚砂层，便于液压抓斗的抓土施工，从而保证成槽达到设计深度。

4.2 钢筋笼制作

首先为确保钢筋笼的平整性，采取了整笼制作，再拆分的原则，将46.75 m长的钢筋笼分成10节(见图7)。

接口采用长短丝的制作工艺，钢筋连接则采用接驳器的钢性连接(见图8)，为了确保接头连接的强度达到设计要求，还做了破坏性试验。

4.3 分节吊装及槽口拼接

经过起重计算，我部采用了双机抬吊的施工措施，可以有效的保证钢筋笼在吊装工程中的整体稳定性，减少变形，从而帮助控制钢筋笼的拼接质量。并在槽口拼接时采用特制扁担，以控制钢筋笼垂直度的偏差。

1)钢筋笼水平方向运输(钢筋平台至槽段口)。

分节后的短钢筋笼采用副吊履带吊单独水平将钢筋笼吊起，钢筋笼运输到槽口位置。单机吊载行走过程中，现场施工人员应特别注意吊车、索具及钢筋笼形态，如果发生不正常的变形或者断裂，现场人员应当立即撤离至安全区域。将钢笼安全水平放置在槽段边250 t履带吊旁，再与250 t主吊配合起立钢筋笼下放入槽。

2)双机平抬。

平抬采用双机抬吊，将每节钢筋笼的吊点按主吊2点，副吊4点，通过索具和扁担相连。对索具和吊点进行安全检查，检查无误后开始双机抬吊。

先将钢筋笼平抬吊离地面0.3 m左右，停留约5 min，检查吊点附近焊点情况、吊点和桁架有无变形、弯曲等异常情况后，才能进行后续吊装施工。

3)倾斜提升(槽段口)。

主吊履带吊主钩、辅钩同时提升钢筋笼，副吊履带吊处钢筋笼保持离地面1 m位置。

主吊吊钩缓慢抬升到4 m，使钢筋笼朝槽段倾斜。

副吊起吊过程中注意主吊的配合起吊，控制好提升速度。

4)吊车对转。

保持主吊不动，副吊主钩向主吊方向旋转。

主吊逐渐提升并向副吊方向旋转，直至钢筋笼垂直立起。

待钢筋笼稳定，副吊开始放下主钩，至地面，由工人拆除卸扣。副吊移动到不影响施工区域。

5)吊放入槽。

指挥主吊吊机吊笼入槽、定位，吊机走行应平稳，钢筋笼上应拉牵引绳。下放时不得强行入槽或将下部钢筋笼搁置在导墙上。

钢筋笼下放到最后一排吊点下面时，将穿杠穿过事先设置好的U形吊环内，缓慢下放钢筋笼，搁置在槽段口，穿杠4点处需采用千斤顶或塞铁，配合水准仪调整笼口水平度，以便于后续对接施工。

由于分节后钢筋笼比较轻，按顺序依次进行吊装，主吊采用专用扁担(120 t)将分节钢筋笼起吊槽段口机械连接(主筋错开500 mm接头)并焊接成整笼入槽，每节直至最后一排吊点由司索工将穿杠穿过事先设置好的U形吊环内，平稳摆放于导墙上。

后续重复进行上节分节钢筋笼的吊装。

6)钢筋笼槽口拼接。

为了保证钢筋笼在起吊后钢筋对接的准确性，钢筋笼采用整笼制作，所有钢筋按分节钢筋笼长度进行配料和拼接。

在焊接钢筋笼之前所有的主筋与加筋都必须链接到位，接驳器拼接处均采用长短丝回套的工艺进行。整笼焊接完成后，在钢筋笼的分节处回旋钢筋套筒接驳器，使套筒全部退到满丝的钢筋上去。

7)分节钢筋笼加固措施。

每节钢筋笼吊装、链接完成后，为确保整笼下放的安全性，桁架连接处还须再采用同规格钢筋进行绑焊，连接段焊接两侧均单面满焊10倍D(见图9)，以此防止钢筋笼因拼接质量增加而脱落，因为在整个钢筋笼吊装过程中，钢筋笼回直后桁架是整个钢筋笼的主要受力点。

4.4 护壁泥浆的配置

对护壁泥浆采用进口德国化学膨润土进行制作，主要原材料如下：

膨润土：NV-1钠基膨润土粉；泥浆用水：自来水；分散剂：Na2CO3或NaHCO2；增粘剂：钠羟甲基纤维素(CMC)。

严格控制配制流程及方法：

新鲜泥浆的搅拌时间控制在10 min之内。

CMC是很难溶的物质，在泥浆搅拌过程中，应慢慢地一点一点地往泥浆中掺加CMC粉末。若事先用清水溶解CMC成1%～3%的溶液，然后再将溶液掺入泥浆里。

泥浆掺料顺序：

制备泥浆的顺序为：1)水；2)膨润土；3)CMC；4)分散剂；5)其他外加剂。配制出来的泥浆必须满足表1内性能指标规定。

表1 泥浆性能控制指标推荐值

5 施工成效与总结

完成目标一：安全完成超高压线下地连墙的成墙施工。

从2017年10月开始，本工程开始进行架空高压线下受影响的地连墙施工，至2017年10月底施工结束，很好的完成了目标。

完成目标二：确保了邻近超高压架空线的正常运营。

本次受影响区域地连墙于2017年10月5日开始施工，至2017年10月31日完成此次施工，在此期间，由高压线监管单位一同参与施工安全管控，顺利的完成了该处地墙的施工，由于管控到位，未引起一起因我部原因造成的高压线事故，确保了城市主动脉的正常、安全输电，取得了电力公司和业主单位的一致好评。

完成目标三：成墙质量受控。

通过后期质量观察，本次地墙各类主要控制指标均在规范允许范围内，完成了预定目标。

完成目标四：满足后续开挖支护要求。

目前龙阳路站Ⅰ号基坑已经完成开挖施工，开挖后观察表观质量满足规范要求，没有渗漏水及露筋、鼓包现象，同时围护体监测数据表明，开挖时围护体变形较小，满足支护要求，达到设计要求。