地下连续墙施工技术在大型综合交通枢纽中的应用

张 晋/ZHANG Jin

（中铁十六局集团地铁工程有限公司，北京 101116）

1 工程概况

北京城市副中心站综合交通枢纽位于通州区玉带河大街桥周边，紧邻北京市政府，是京唐、京哈等多条铁路线路的汇集地，同时兼顾首都两座机场间的城际线路。副中心站综合交通枢纽工程建设初衷是结合周边配套整体性开发，打造一个集交通枢纽、现代服务业为一体的大型综合体。

本标段主体工程土建工程以城际车站连廊中心线（B-24 轴东3.5m 结构缝）为界，车站东侧为玉带河大街，北侧为京哈铁路，西侧距芙蓉东路约300m，距离北京行政办公区约1km。为保障铁路的安全运营，最大限度减少对其产生影响，故采用盖挖逆作法施工。地下连续墙（以下简称地连墙）结构刚度大，整体性好，配合逆作法施工效果更佳。

本施工区域内上部8m 范围基坑为大面放坡开挖，采用土钉结合100mm 厚C20 喷射混凝土护坡支护形式。8m 以下范围深基坑为垂直开挖支护，支护形式主要为地连墙+钢筋混凝土支撑+钢倒撑（局部）+钢筋混凝土斜撑（局部）相结合的支护形式。

2 施工工艺及方法

本标段地连墙主要为“T”型及“一”型地连墙两种（转角处有少量“L”型地连墙），非标准段根据现场实际情况确定宽度。采用跳打的方式进行成槽作业和混凝土灌注。现场配备2 台抓斗式成槽机和2 台大型履带起重机辅助地连墙施工，孔内护壁泥浆现场拌制，分槽段进行施工，施工工艺如图1 所示。地连墙尺寸如图2、图3所示，图中圆圈为导管示意。

图1 地连墙施工工艺流程图

图2 “T”型地连墙结构形式及配筋图

图3 “一”型地连墙结构形式及配筋图

现场提供两台成槽机利用抓斗下落挖土施工。根据不同的墙型分2 次、3 次和4 次开挖。“T”型地连墙先开挖“T”头，然后开挖两侧，最后开挖中间。“一”型地连墙先开挖两侧后开挖中间。这样开挖的好处是使抓斗受力均匀。开挖过程中要通过驾驶室内数控显示的数值和超声波检测控制垂直度，抓斗下挖到设计深度后，把开挖过程中产生的高低不平的地方进行修整，并清除槽底沉渣。开挖过程中产生的土方用十轮自卸渣土车运离工作面。

成槽后清孔除砂，接着下放钢筋笼，钢筋笼下好后填沙袋安装导管，最终完成混凝土浇筑。同时安放两根导管对地连墙进行浇筑，浇筑过程要连续，每根导管在浇筑时，后面都要有备用混凝土罐车等待浇筑。

钢筋笼的制作安装要分两步，第一步是对照钢筋下料单上的大样图，按照上面不同编号钢筋的尺寸和根数加工钢筋原材。第二步是利用加工好的钢筋依照图纸和规范要求制作成钢筋笼。钢筋原材的加工要在带防雨棚的加工场进行，钢筋笼的制作要在提前布置好的加工平台上完成，钢筋笼的起吊和下放由两台大型履带起重机配合完成。

2.1 施工准备

1）道路准备 为了保证物资运输、土方外运、混凝土浇筑及其他相关车辆的通行，利用挖掘机将现场施工区域内的场地平整硬化。

2）钢筋笼准备 依据进场的机械设备情况和场地条件，现场建造4 个加工平台来生产钢筋笼。地连墙钢筋笼过重，拟采用整体制作、分节起吊、槽口上方连接的方式进行吊装。钢筋进场要附带质量文件，经复试合格后才可以使用。钢筋进场要按照型号分类码放，并做到下垫上盖。进场的钢筋加工机具经报验合格后由持证人员操作使用。钢筋笼的生产制作应严格按照设计给出的地连墙配筋图及单元槽段的规划来施工。地连墙内外侧主筋必须按n=B/间距+1 根放足。B为幅宽，n为每种主筋的根数。主筋与桁架及吊点的位置应100%点焊，其余横向和纵向交汇点处绑扎与焊接各采用50%，且应该均匀分布。竖向主筋内侧根据图纸要求设置竖向桁架筋，桁架筋的数量可根据幅长适当调整，但必须满足吊装过程中整体稳定和变形要求。制作过程中，预埋钢板，声测管，注浆管等预埋件应对照图纸认真核对并安装，不得遗漏。在钢筋笼H 型钢两侧布设0.2mm 厚的镀锌铁皮，从而减缓绕流的干扰。在钢筋笼的制作过程中，要提前想好浇筑混凝土所需安放导管的位置。杜绝因钢筋间距问题造成无法顺利安装导管而烧断钢筋的现象发生。为使钢筋笼保护层厚度得到保证，在靠近止浆铁皮处沿笼子纵向设置两道定位垫块。如是“T”型连续墙，则在“T”头两侧也要安装。定位垫块的材质为钢板，参照图纸要求的间距进行设置。

3）机械准备 根据钢筋笼吊装安全专项施工方案，本工程地连墙施工采用250t、350t 履带起重机各1 台。机械进场要及时提供操作人员和机械本身的资质进行报审。

2.2 施工步骤

2.2.1 修筑导墙

导墙是为修筑地连墙时便于定位而施作的临时结构。具体样式如图4 所示。

图4 导墙剖面示意图

为确保能够满足设计尺寸，转角位置导墙需顺轴线外扩不少于0.4m 才能保证地下连续墙转角处断面的完整。修筑导墙步骤为：场地平整→测量放线→开挖→钢筋绑扎→支模板→复检模板→浇筑混凝土→洒水养护→拆模支护。

1）场地平整 为保障施工内容能够安全顺畅地进行，需及时修整场地并硬化道路。

2）测量定位放线 依据图纸所给的尺寸及坐标进行推算，将得到的数值提前输入到仪器设备中，结合现场已知的坐标点和高程控制点放出导墙的开挖边线。

3）挖槽 ①采用机械及人工配合挖掘，基坑开挖过程步骤为：测量放点→人机开挖→刷坡→平整→留够预留土层等；②为防止挖断地下管线，需先挖探沟探明地下情况再进行导墙的开挖；③为避免超挖造成对地基土的扰动，机械开挖至距离基底标高0.2m 时采用人工开挖；④多雨天气施工时，应做到开挖一段施工一段，为了防止雨水泡槽，要在基槽两边堆沙袋或挖沟排水；⑤导墙开挖过程中，应加强对各参数的复测。

4）钢筋加工及绑扎 ①钢筋进场时应对附带的质量证明文件进行检查，并查验外观，送检合格后可以使用，施工前，组织技术交底，安排绑扎顺序，排放规则及主要施工方法，制定质量和工期目标；②钢筋加工：钢筋下料时，应掌握先长后短的原则，提前用蜡笔在原材及设备上画出尺寸，钢筋的切断位置应光滑无刺，必要时打磨处理，下脚料可根据实际情况加工成马凳筋和定位筋，从而降低成本；③钢筋绑扎时，待竖向钢筋施工完成后再安放水平筋，然后成梅花形布置垫块。

5）合模打灰 在底面拉线并打入定位钢筋后绑扎导墙钢筋。导墙内外侧分别由土模和钢模组成，依据拉好的导墙控制线进行支模并加固，控制模板位置，以保证导墙内部净空，导墙内部净空比地下连续墙的厚度稍宽，支模之前在模板和砼接触部分涂刷脱模剂。模板加固用提前焊好的钢筋架抵住两侧模板，模板加固完毕并校对无误后浇筑混凝土，导墙拆模后及时用方木支撑并回填土方，土方回填是为了让成槽开挖时的泥浆停留在本幅段内，不至于到处流窜，防止人员掉入，防止导墙因形变净空变小，在导墙浇筑完成后，砼强度满足设计强度的80%时，方可进入下一步施工。导墙施工允许偏差如表1 所示。

表1 导墙施工允许偏差

2.2.2 泥浆配制

泥浆配制的好坏直接关乎成槽质量，所以在整个施工环节中尤为重要。配制泥浆要结合场地条件，土层勘探成果和地下水类型及贮存条件等因素进行。

1）泥浆系统由泥浆箱、打浆机、除砂机、泥浆泵及泥浆输送管组成。

2）泥浆的原材料有膨润土、苏打、羧甲基纤维素钠和优质的水源。

3）泥浆的储备量要根据每幅地连墙的挖方量，开挖过程中的损耗量、施工进度及泥浆的配制速度来定。

4）结合水文地质状况，通过对现场黏土的采集和外购的膨润土，还有自来水和降水井里抽上来的地下水等进行不同配比的试验，经过反复对比选出最经济合理的泥浆配比。

5） 新制备好的泥浆应存放1 天以上，使其成分混合充分。

6） 槽内浆液高度需控制在地下水位线1m 之上及导墙面0.2m 之下。

7）遇到砂性土，为抑制槽内侧壁土体塌落，可据实增大泥浆比重和黏度，泥浆性能如表2所示。

表2 泥浆性能表

2.2.3 地连墙成槽

开挖时，抓斗在下放过程中是合拢的状态，掘土时打开，每下挖一次推进0.3m。每下挖10m做一次超声波，超声波的目的是通过影像分析垂直度和宽度，看槽内壁是否顺直无凹凸。抓斗在槽内沿竖直方向起落时不宜过快，抓斗下落过快所产生的涡流会作用在槽壁上，造成土体坍塌。重型施工机具禁止在还未浇筑的已开槽幅段内行驶。下挖的垂直度要在过程中控制，通过驾驶室内显示屏上反馈的数值及时做出调整。

为了维持泥浆液面在导墙下0.2m 处，泥浆应随开挖随补充。成槽速度应做到15m/h，成槽时既不能多挖也不能少挖，在挖至距离槽底2～3m时，采用人工测量孔深。为避免槽壁塌陷，成槽过程中切不可盲目求快（图5～图7）。

图5 “一”型成槽分抓图

图6 “L”型成槽分抓图

图7 “T”型成槽分抓图

当挖至设计深度后，需进行刷壁工作。地连墙的首开幅无需刷壁处理，连接幅和闭合幅需对相邻的已施工地连墙的工字钢进行刷壁，将刷壁工具固定在抓斗上，沿接头处纵向刮刷，当刷头上没有污垢即可停止。

2.2.4 清底

成槽至标高后进行清底。“一”型地连墙每个幅段分三抓开挖，当第三抓挖至标高时，与前两抓的施工已经有一定时间间隔，在这个过程中，孔壁会有松散土体掉落到孔底，造成深度不够，所以要用成槽机抓斗进行清底。同理，“T”型地连墙也需要进行清底。

2.2.5 清孔除砂

在槽口用除砂机除砂是为了清除浆液中悬浮的泥沙，避免其沉淀到底部造成深度不足。除砂工作停止后，测量泥浆的比重、黏度、含砂率和pH 值，含砂率达到规范要求后即可移走除砂机。

2.2.6 钢筋笼下放

施工时严格按照钢筋笼吊装安全专项施工方案执行。本工程采用350t 和250t 两台履带起重机配合起吊。首先指挥两台履带起重机就位，由负责吊装的工人在吊点处安放卸扣。起吊前再次检查钢丝绳安装的位置是否正确。350t 履带起重机作为主吊，参与从钢筋笼的水平起吊一直到向槽内下放到位的全过程，而250t 履带起重机辅助主吊进行钢筋笼的水平起吊，待钢筋笼成竖直状态即可摘钩撤离。钢筋笼水平起吊至距离地面20cm 后，查看有无形变和异响。钢筋笼应垂直下放到槽内，避免与侧壁发生碰撞。钢筋笼主笼和副笼分别吊装，在槽口上方对接。首先吊装副笼，下放到位后穿入担杠，待主笼吊至槽口进行对接。对接完成后验收，完成最终下放。

2.2.7 沙包填筑

钢筋笼下放完成后，向钢筋笼的工字钢到侧壁之间填筑沙包，两侧同时填筑沙包时高差不超过50cm。填筑沙包是为了防止本幅地连墙灌注混凝土的时候，混凝土外溢到与相邻幅地连墙接头处。如果混凝土外溢，则在相邻幅地连墙成槽过程中，加重刷壁的负担。刷壁效果不好，会造成相邻两幅地连墙接头处不严密，从而在后期容易渗漏水。

2.2.8 导管安装

在钢筋笼和沙包都下放完成后，安装导管。再次测量孔深，如果达不到要求就进行气举反循环二次清孔，直到孔深到位。

2.2.9 混凝土施工

本工程采用多根导管连接下放到槽内，槽口首节导管放上大料斗和隔水球，混凝土凭借自身重量在导管内不断向下流动的方式进行浇筑。混凝土应连续浇注，避免因间隔时间过长而造成后续灌注困难。混凝土到场后，认真核对开盘资料和小票信息，确认无误后，配合试验人员做坍落度试验，根据代表数量留置相应试块，此过程监理全程旁站。浇筑过程中，两根导管要同步灌注，确保混凝土面均匀上升，混凝土面高差小于50cm，不可以紧着一边导管灌注。目的是避免一侧导管混凝土灌注过快，下落的混凝土挤到另外一侧，将泥浆裹挟到地连墙中，从而形成泥浆夹层。在后期施工中，夹层处容易漏水。在浇筑过程中随时量测混凝土面的高程，为保证地连墙顶端混凝土质量，混凝土浇筑面高出设计标高50cm。

浇筑完成后要对声测管进行及时疏通，避免因声测管连接处有缝隙渗入灰浆，造成声测管堵塞。疏通后向声测管内注水。注水的目的，一个是为了能够稀释渗进声测管内的砂浆防止堵塞，再一个是水在超声波检桩时能够起到介质的作用。

3 结语

地连墙作为一种成熟可靠的基坑围护工法，不光可以在地铁车站的建设中使用，还可以应用在大型综合交通枢纽工程中。本枢纽工程紧邻铁路，地下连续墙施工给后续的逆作法施作结构提供了有效的支持和保障。