地铁车站地下连续墙施工技术分析

2022-09-01孙杰

建材发展导向 2022年16期

孙杰

(中铁二十二局集团轨道工程有限公司，北京 100049)

在某一地铁车站中，设计基坑深度最小为30.8 m，最大为31.7 m，地下连续墙的高度则为36 m，按照从上到下的顺序来看，其地质分别为杂填土、中粗砂、卵石以及泥质板岩。其中富水砂卵石层的厚度较大，并且周边邻近江河，具有水位较高的特点。在车站工点处，地层主要包含杂填土层、粉质粘土层、中砂层、圆砾层、强风化泥质板岩层以及中风化泥质板岩层，基坑底部则为中风化板岩。为了促使其中的施工质量得到保障，分析地铁车站地下连续墙施工技术具有重要意义。

1 施工准备

开始进行施工准备时，应该针对地铁车站部分的地质勘察报告进行详细解读，首先判断其中的准确性与完整性，及时指出不合理部分，以保障后续各施工工序均与实际情况相契合。同时应该积极与气象部门沟通，全面掌握施工期间的天气变化情况，若存在强降雨等特殊天气，应提前采取防控措施。还应根据周边交通现状设置一条实用性良好的运输线路，尽量避免导致周边正常交通受到不良影响。同时应保持运输车辆的整洁，避免杂物导致城市道路受到污染。

2 地下连续墙施工要点

2.1 导墙施工

在针对地下连续墙开展成槽操作之前，应该首先设置一导墙，且因为导墙的质量能够对地下连续墙的整体情况产生重要影响，在其中占据导向地位，所以必须保障其上部土体处于稳定状态，同时适量储存泥浆，同时保障液位的稳定，以避免出现土体坍落等情况。施工过程中，应该以地下墙轴线为依据，选择适宜的位置设置龙门柱，并注意对导墙轴线进行准确控制。在开挖沟槽时，主要应用反铲挖掘机，之后应采用人工的方式修坡。设立导墙模板的过程中，需要注意在其中添加钢筋网片，并且进行浇筑时，应保持对称的浇筑形式。拆除模板之后，还应使用规格为25×25cm的方形钢筋为混凝土起支撑作用，注意保持钢筋水平间距为2m，且应尽快回填导墙。

2.2 泥浆制备

一般来说，开展泥浆制备工作应该符合以下两项要求，一是泥浆质量优良，黏度、比重以及稳定性等各方面指标均与相关规定相符合；二是使用稳定性良好、不污染钢筋、不污染环境的聚合物泥浆。

2.3 制作钢筋笼

在对钢筋笼进行制作的过程中，通常采用对焊接头的形式搭接主筋，其余位置应用单面焊接的形式即可，搭接错位情况以及接头检验结果均应与相关的施工规范相符合，且为了保障其中保护层的厚度符合施工要求，以钢筋笼自身的宽度为基础，于其水平方向上加设两列定位垫块，且每一列应该在竖向上保持5m的间距，同时控制钢筋位置，保障其持续处于平直状态，再使用铁丝进行绑扎，之后实施点焊操作。

2.4 顶拔锁口管

锁口管的提拔应该与混凝土的浇筑施工进行结合，根据混凝土凝固速度以及整体情况，在开始浇筑工作后的2～3 h实施拔动操作，且应每30 min提升一次。每一次拔动的幅度应为50～100 mm，同时持续观察锁口管发生下沉的情况，至浇筑工作结束6～8 h，也就是混凝土基本进入终凝状态时，应一次性将锁口管全部拔出，并及时实施清洁及疏通处理。

2.5 连续墙墙底注浆

选择内径至少为40 mm的钢管、电线管或是黑铁管作为注浆管，其上部应与钢筋笼共同使用电焊进行固定。在钢筋笼放置到位以后，将上部的焊接点割除，使其采用自由落体的形式插入到土层中。需要注意对注浆管进行保护，使用麻袋进行封口，以避免水泥浆液导致其中出现堵塞情况，同时保持注浆管位置标高为地面上的15～20 cm，以避免过高被碰撞或是过低被掩埋。完成注浆管的安放工作以后，应及时使用木塞封堵关口，以避免异物进入注浆管。

3 施工工艺和主要技术措施

3.1 设备配置

根据工程中的实际地质情况来看，其中具有卵石层厚度较大以及强中风化层厚度较大的特点，若仅在其中应用液压抓斗，顺利成槽的难度较大，所以需要在使用液压抓斗进行施工的过程中，合理结合冲击钻，同时使用泥浆开展护壁操作，并使用现浇水下混凝土的方式进行施工。并且，因为单独应用抓槽机不能有效落实成槽操作，同时还可能出现偏斜情况，所以需要首先开展幅间钻导向孔的操作，之后再应用抓槽机进行作业。需要注意的是，当抓槽机作业深度达到其不能适应的硬度较大的层面时，则应开始进行冲击以及修槽操作，且在此过程中，主要需要应用的设备如下：1）液压抓斗1台；2）冲击钻机26台；3）履带吊机（主吊）1台；4）履带吊机（副吊）1台；5）挖掘机（带破碎锤）1台；6）泥浆分离器1台；7）泥浆泵13台。

3.2 导墙施工

导墙位于填土层，其高度和厚度分别为2.0 m、20 cm，混凝土的强度为C20。开展导墙施工工作的过程中，需要注意以下几个方面。①导墙基槽施工。在此过程中，应该主要应用放坡开挖的形式，坡度控制在1∶0.5的状态。实施开挖操作之前，需要先确认其中的管线情况，管线之外可以使用挖掘机直接开挖，并配合人工开展清底操作；②下翼板施工。完成基础开挖工作之后，应该及时将基底部位进行整平夯实处理，之后于其上设置一混凝土垫层，厚度为5 cm，再使用钢筋进行绑扎，最后安装模板，并实施混凝土的浇注工作；③墙体施工。使用钢模板或是胶合板作为墙体模板，使用可调钢支撑作为模板支撑，采用人工入模的形式灌注混凝土，振捣过程中主要应用插入式振捣器；④上翼板施工。针对墙体背后完成回填工作以后，应于其上设置一混凝土垫层，垫层厚度为5 cm，之后实施钢筋以及模板的安装，最后完成混凝土浇注即可，验收标准如下表1所示。

表1 导墙施工质量验收标准

3.3 泥浆制备

以基坑范围为限制，设置制浆池、存浆池以及泥浆沉淀池，且需要将泥浆池划分成为两个级别。在第一级别中，需要使用泥浆分离机对泥浆进行处理，必实施沉淀操作，第二级别则为纯浆。泥浆的原材料为膨润土，首先进行充分的搅拌，其次再将其放入到池中，实施全面的水化处理，方可投入到实际应用。

关于泥浆的性能，比重范围应为1.1～1.4，黏度范围应为18～25，含砂率应在5%以下，胶体率应在95%以上，pH值范围应为7～9。

在该车站中，因为地质砂卵层的厚度较大，同时具有地下水丰富的特点，所以在开展槽壁施工工作时，应适当增加泥浆比重，以促使护壁效果更加显著，同时也可以有效避免槽壁坍塌。另外，在回收浆进入到回浆池进行沉淀以后，若仍具有指标较为优良的部分，则可直接将该部分泵入到储浆池中，而对于指标已经发生改变的部分，则应首先在搅拌池中进行合理调整，之后方可将其泵入到储浆池。

3.4 连续墙成槽施工

在开展连续墙成槽施工工作的过程中，应该首先开展幅间钻导向孔操作，之后使用抓槽机进行施工。在抓槽机的施工深度已经达到岩层时，应开始使用冲击钻进行冲击操作以及修槽操作。应用冲击钻的过程中，应该针对主副孔采用跳打的形式进行操作，再借助方锤采用冲打的方式进行修边，之后还应该针对槽间的钢接头进行冲刷。每一幅槽段中均应配备两台冲击钻机，且每两台冲击钻机还需要1台配置泥浆泵，以能够顺利开展泥浆循环操作。在连续墙与岩层进行连接时，需要借助冲击钻机进行冲槽操作，首先使用φ1000冲桩锤按照顺序实施冲槽处理，完成冲槽工作后还应使用方锤对槽壁进行修整，使其能够处于较为平齐的状态，以保障槽段整体与设计要求相符合。此外，在开展冲槽施工工作的过程中，需要根据实际情况合理调整泥浆比重以及其他各项相关指标，以避免其中出现塌孔情况。

在完成槽段成槽工作以后，应根据设计内容细致检查槽段的位置、垂直度、尺寸以及槽底岩样等各方面，保障成槽情况与相关要求完全符合，之后方可开展清槽工作，并更换其中的泥浆。清理槽孔的过程中，应主要使用空气吸泥法，首先在槽孔底部位置插入吸泥管，其次送入压缩空气，即可以借助空气射流产生的作用力促使槽孔底部含有大量砂石的泥浆由吸浆管中喷射而出。与此同时，应该针对槽孔顶部持续补充新鲜的泥浆。实施泥浆置换循环操作一段时间以后，含有砂石的泥浆即能够全部被吸出，同时新鲜泥浆已经被注入，此时槽底沉渣的含量以及厚度均处于合理的范围内。需要注意的是，在开展清底换浆工作时，应该始终保持泥浆充满槽内，保障槽壁持续处于稳定状态，也就可以避免其中出现塌孔情况。

清理槽底以及置换泥浆结束后，槽底的泥浆比重应该在1.1以下，槽底沉渣的厚度则应在10 cm以下。在工字钢进行接头的位置，应该选择带有钢丝刷的方锤针对工字钢一侧的凹槽进行上下清刷，全面清理其中附着的泥皮和泥块等，以保障接头处的清洁，也就可以为防水性能提供保障。

3.5 槽段钢筋的制作和安装

在针对槽段钢筋进行制作的过程中，应该注意选择专门的制作平台开展制作工作，且全程必须严格根据图纸内容实施工作，以保障预埋筋、吊环、水平分布筋等各个部件之间的牢固焊接。并且在对工字钢接头以及槽段钢筋实施整体焊接时，应针对工字钢的外侧设置一层薄铁皮，铁皮宽度为20 cm，将其与工字钢板进行连接固定，以避免混凝土由两侧流入到接头处，导致清洗难度增加。

根据钢筋笼自身的重量、宽度以及长度，应该选择使用260t规格的履带吊以及50t规格的履带吊各1台，以针对其实是双机抬吊的操作，由此，可以将钢筋笼整体顺利进入到槽中，并且其中得主吊为260t规格的履带吊，副吊为50t规格的履带吊，起吊扁担前侧为40＃钢槽，后侧为26＃钢槽。进行起吊的过程中，为了避免钢筋笼下端出现严重的拖引情况，可以选择在钢筋笼下端合适的位置绑扎一根绳子，采用人工操作拉动绳子的方式对钢筋笼的下端进行控制，以避免钢筋笼在此过程中过度摆动。需要注意的是，起吊时所应用的吊点以及吊索的规格，均应根据实际情况进行细致计算方可确认。

在钢筋笼按照垂直的方向缓慢进入到槽内时，应该能够保障吊点中心完全与槽段中心位置相对应，之后继续对钢筋笼进行缓慢下放。与此同时，必须保障钢筋笼上的各个预埋件完全处于稳定固定的状态，不可在此过程中发生脱落。钢筋笼放置到位后，应在导墙上搁置槽钢，之后再钢筋笼的内部放置两根导管，要求导管与两侧槽壁之间的距离均在1.5m之内，同时距离槽底部0.5m，再使用法兰接头对导管进行连接，之后即可准备开始进行混凝土的浇注工作。

3.6 浇筑地下连续墙混凝土

在槽段钢筋顺利入槽之后，直至开始浇筑混凝土，其间的间隔应在4h之内。在开展槽段的水下浇筑混凝土施工工作时，应该根据实际情况合理采取措施，避免流态混凝土流入到其他槽段之中。并且，针对每一幅槽段，均应从底部开始至顶部采用连续浇筑的形式，中途尽量不间断，若不得不间断则应注意控制时长在30min之内。浇筑混凝土的过程中，应保持浇筑效果的密实，尽可能避免其中存在蜂窝麻面情况。针对地下连续墙，则应采用跳槽施工的形式，保障完成浇筑的位置，其中混凝土强度至少为80%，之后方可继续针对下一槽段开展混凝土的浇注工作。并且，为了保障浇筑混凝土过程中，泥浆与混凝土之间连接的位置处于基本水平的状态，且混凝土顶面在持续上升的过程中能够处于均匀状态，需要借助导管实施混凝土的灌注工作，要求导管下端持续与混凝土顶面相接触，且至少应该埋入到混凝土中2m。在槽段的内部，顶面上升速度应控制在至少2/h，且高低之间的差值不可在0.3m以上。

4 常见问题和对策

4.1 垂直度超限

导致垂直度超限情况出现的主要原因，在于应用冲击钻的过程中，钻机就位准确度不足，且在针对其进行操作时，存在一定程度的失误，另外地层不均匀、施工过程中遭遇孤石障碍以及槽壁修整不平等因素也有可能引起垂直度超限情况出现。

为了避免出现该情况，应该注意在进行开挖操作之前明确钻机就位的位置，保障钻头位置的准确度，钻进时则应针对钻头有无偏位情况进行实时观察，一旦出现偏位情况，则应及时进行调整。同时，要求工作人员具有较强的责任意识和工作能力，避免出现操作失误情况。在钻进过程中，如果遭遇孤石或存在地层不均匀的情况，则应借助强度相同的片石实施回填，以纠正不良情况。完成槽位修整工作后，需及时开展检查测试工作，以保证槽壁垂直度符合相关要求。

4.2 槽壁坍塌

导致绸缎钢筋上浮情况出现的主要原因，在于钢筋孔口未得到有效的固定，或是混凝土灌注速度过快，另外，导管若埋入混凝土过深，也可能导致该情况出现。

为了避免出现槽壁坍塌情况，在施工过程中应该及时针对槽段内进行泥浆的补充，以保障其中的泥浆顶面高度持续符合相关标准，同时提升泥浆质量与泥浆比重，并保持泥浆黏度的适宜。若槽段坍塌情况较为严重，则应采用质量适宜的重物，按照垂直方向将其压住，同时合理调整混凝土灌注速度，以优化坍塌位置的回填效果，之后重新开展挖槽工作。