轨道交通地下连续墙施工技术研究

2023-09-26兰新乐

运输经理世界 2023年3期

兰新乐

（中交中南工程局，湖南长沙 410000）

0 引言

地下连续墙在土建工程中的应用较为频繁，基于其优良的防水性、承重性以及挡土能力，能够有效解决大部分地下工程施工中存在的质量问题，其也因此被应用在了轨道交通工程建设中，用以保障整体工程质量。采用地下连续墙技术时，需要严格遵守放样—成槽—清槽—钢筋笼的顺序进行作业，保证所有环节的施工质量都能达到标准，否则任一环节施工不规范都有可能引发质量问题，为轨道交通的安全性留下隐患。

1 测量放线

现场施工人员需要在前期项目方提供的勘测数据基础上，复测工程各处点位，由工程监理人员确定复测点位无误后，开始测量施工现场的平面控制点以及水准点，并且要向监理人员报备。确保所有点位的准确性后，施工人员可结合设计图纸，开展地下连续墙的放样施工，在工程建设要求下设置导墙样。

2 设置导墙

在正式开展地下连续墙施工之前，工作人员需要顺着地下墙边线挖出导沟，设置导墙。这是一种临时性结构，能够为连续墙的施工提供基准导向，还能发挥一定的挡土作用，可以支撑部分重物荷载，充分发挥泥浆液面的作用，同时可以保证地表土层的稳定性，以免发生塌陷等安全问题。常见的导墙断面形式有板墙形、L 形、匡字形，实际施工时需要根据具体的地质条件与施工条件，科学选用导墙断面形式。施工作业需要以机械为主、人工为辅，施工流程如下：平整场地—放样定位—挖槽并处理弃土—绑扎钢筋—支架模具—浇筑导墙并养护—拆除模板—回填外侧并压实[1]。

进行导墙施工时，需要注意下述要点：第一，最好选用钢筋混凝土材质，并保证混凝土等级高于C20；若施工段内地下水位较高，则可直接预制导墙，节省材料。第二，导墙的埋入深度需要在1m 以上，且导墙顶端应始终高于地下水位。第三，分段进行导墙施工时，导墙段落与地下连续墙的段落需要错开一定距离。第四，必须严格按照设计流程安装预制导墙，禁止随意操作，以免对施工质量产生影响，出现渗漏问题。第五，混凝土浇筑与养护期间，现场禁止重型机械及车辆流动。第六，导墙内侧尺寸需要与地下连续墙之间保持4～6cm 以上的间隔。第七，拆除导墙支模后，需要及时安装横撑，横撑间距保持在2～3cm。

3 成槽

按照连续墙成槽设备划分，成槽工艺可分为四种：第一，抓斗成槽。主要应用液压抓斗成槽机，这种成槽设备的结构相对简单，维修养护操作便捷，且施工成本较低，经济性较强，在软弱地层的施工效果较明显，且具备自动纠偏功能，应用频率较广，但这种设备不适合存在大块岩石、飘石等硬质地层施工。第二，冲击成槽。主要应用冲击钻机，这种方式在一般软土地层中的作用较大，也可应用于砂砾石、卵石以及基岩等地质条件，且设备的成本低，经济性高，但是这种方式的成槽效率较低，且难以控制槽壁垂直度。第三，铣削成槽。主要应用液压铣槽机，这是如今最为先进的成槽设备，工作效率也非常高，能够适应多种地质条件，同样具有自动纠偏功能，但这种设备的成本较高，对存在飘石或大型孤石的工程适应性不佳。第四，冲抓成槽。主要应用液压抓斗成槽机以及冲击钻机两种设备，能够适应大多数地质条件，且工作效率较高，但是施工过程中需要频繁转换施工设备，操作过程较为复杂。

实际开展地下连续墙施工时，要综合考虑强度、长度，形成相同长度的单元段落，单元段落的长度需要以工程施工目标、整体构造、地下连续墙形式以及墙体厚度、深度等因素为参考。此外，需要分析工程地质情况、场地面积、混凝土存量、钢筋笼质量以及场地限制等因素，通常每单元槽段的长度在5～8m，大型工程可能会设置在10m 或以上。

4 泥浆护壁

在地下连续墙表层喷刷泥浆能够有效防护槽壁坍塌，还能起到挡土、润滑等作用，该环节的施工质量对地下连续墙整体施工质量有直接影响。

第一，泥浆材料。为防止膨润土在施工过程中受到现场阳离子的污染，可选择具有钙元素的膨润土；严格控制水中的钙离子浓度、钠离子浓度以及酸碱值，若水质不满足上述因素，可适量加入化学添加剂，也可将盐水水泥作为主要原料；在泥浆中掺入CMC，能够显著加快泥皮成型过程；为提升泥水分离性，可在其中掺入分散剂，以免盐分污染泥浆，一般可根据实际情况选用碳酸高钠、碳酸氢钠或其他成分的分散剂，保证分散剂具有针对性。为提升泥浆密度，可加入重晶石等加重剂；为减少地基土体孔隙，防止泥浆漏失，可在泥浆中加入一定的防漏剂。

第二，在膨润土泥浆的配合比方面，需要工作人员依照实际情况与工程要求，在正式成槽之前试配几种不同的比例，结合成槽效果取样后选择性能最佳的泥浆，确保护壁性能。

第三，由于泥浆质量对施工效率与质量有一定的影响，因此对新拌泥浆与循环泥浆的性能都有明确的要求，施工期间需要定期检测泥浆的比重与黏度，确保其护壁性能的基础上，控制泥浆制备成本。

第四，在泥浆拌制环节，需要使用专门的搅拌机。需要施工人员提前在现场设置泥浆池，在池中完成所有泥浆的拌制、循环与分离净化等作业；泥浆输送需要借助管道，以免污染地面，输送管道宜选用直径在150mm 左右的钢管，每20m 为钢管设置一个支管，选用直径为75mm 的胶管，将泥浆输送至槽孔；施工人员需要及时清理池内沉渣，并运出废弃泥渣，使施工现场保证整洁；最后完成泥浆拌制。

5 刷壁与清孔

5.1 刷壁

在地下连续墙施工过程中，刷壁环节至关重要，因为该环节的施工质量优劣与轨道交通工程后期应用时是否会出现渗漏问题紧密相关。在该环节施工期间，工作人员需要在成槽后及时清理相邻段的混凝土端面，刷壁应到底部，刷壁次数一般在20 次以上，其间需要保证刷壁器的洁净度。完成刷壁后需要及时进行清基处理与泥浆置换作业[2]。

刷壁作业所用的专用设备，主要由钢板与毛刷组成——将钢板连接，形成四面钢壁，将钢制毛刷固定在钢壁外侧，上方安装一个吊环用于控制刷壁器，在机械升降作用下，利用钢制刷毛将接头处的杂质清刷干净，防止杂质对地下连续墙的施工质量产生影响。

5.2 清孔

完成分段成槽作业后，现场施工人员需要对槽位、深度、宽度、槽壁垂直度以及岩样进行复核，所有检测结果符合预期效果即可进行清基处理，将槽底的沉渣等杂质沉淀物清除干净。

目前，轨道交通地下连续墙施工中常采用置换法以及沉淀法两种清孔方式。置换法：成槽后施工人员立即认真清理槽底，使用泥浆将尚未完全沉淀的土渣置换至槽外；沉淀法：待沉渣完全沉淀到槽底之后再进行清底处理。清孔工作一般在插入钢筋笼前后完成，但是若在插入钢筋笼后清孔，操作会受钢筋笼的阻碍，槽底沉渣可能无法被彻底清理。此外，对于槽底沉渣的清理，还可选用吸泥泵排泥法、空气升液排泥法、带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法、水轮冲射排泥法以及抓斗直接排泥法等，目前前三种方法较为常用。

完成清基处理后，施工人员需要重新检测每单元槽段内的泥浆性能，可在每单元槽段选取两处点位进行检测，取样点一般要在距槽底0.5～1m 的位置。

6 钢筋笼的制作与吊放

第一，严格按照设计要求与标准，在施工现场设置钢筋笼加工区域。第二，为满足钢筋笼起吊刚度要求，施工人员可采取增设钢筋桁架或是斜拉条等措施，确保所有钢筋的连接处都被焊接牢固。第三，钢筋笼纵向预留导管位置，并保证通道上下贯通；底部50cm 左右处设置收口；提前预设定位垫块，充分保护钢筋笼。第四，钢筋笼吊装必须整幅进行，若长度过大，可分段进行，接头必须进行焊接或机械连接，主筋接头搭接长度必须满足设计要求，所有搭接位置错开50%。第五，将钢筋笼吊放到设计位置后，需要检测钢筋笼水平位置与标高，经检测合格，将钢筋笼固定牢实，且要将钢筋笼入槽至浇筑的过程控制在4h 之内。第六，综合考虑吊装高度与起重需求，进而合理选择吊车，通过计算确定主吊与副吊。第七，结合吊装工艺与计算结果设置钢筋笼吊点，复核钢筋笼起吊刚度，参考计算结果设置吊具、吊点加固钢筋及吊筋，以实测导墙标高确定吊筋长度。第八，正式起吊之前确保吊车回转半径内无任何障碍物，通过试调保证操作的规范性。第九，对准槽心缓慢下放钢筋笼，禁止强行将钢筋笼入槽。第十，确保钢筋笼迎土面与迎坑面朝向的准确性，禁止朝向不正确。第十一，完成清基处理后，及时开展钢筋笼吊放施工。第十二，若钢筋笼需要吊放至异形槽段，需要做好对转角的处理，在入槽的同时逐渐割除。

7 连续墙接头

完成两段或以上槽孔施工后，因技术因素两段槽孔之间的接头处会形成接头缝，做好对接头缝的处理是保证地下连续墙质量的关键，否则可能发生渗漏影响或整体工程的稳定性。地下连续墙的接头方式较多，不同接头方式的施工流程存在一定的差异，工作人员需要严格遵守标准流程展开操作，确保接头处理质量[3]。地下连续墙开挖后发生渗漏现象的主要原因有如下几种：

第一，接头清刷不充分。在清刷环节，部分工作人员没能严格控制接头处清刷质量，这会影响泥浆护壁作用的发挥；清刷过程中设备与周边土体有接触，导致部分土体掉落，且未及时清理干净底部沉渣，加之部分位置存在夹泥现象，进而引发渗水问题。为避免此类问题，施工人员需要保证泥浆配置科学，储备充分的泥浆，施工过程中严格控制土体结构的稳定性；同时，保证成槽设备匀速作业，尽量降低扰动影响；严格按照流程开展清刷作业，其间禁止触碰周边土体，彻底完成清刷作业且质量经检测合格，才能进入下一环节。

第二，钢筋笼位置不正。因受施工环境限制，个别槽段无法跳跃式施工，只能按照顺序进行相连槽段的施工，而这容易导致后续槽段的钢筋笼不对称，吊放时会在重力作用下发生偏斜；还有部分情况是由于没有完全清刷干净接头处的沉渣等杂质，如前期施工期间留下的混凝土块，这种情况下强行吊放钢筋笼会导致钢筋笼的位置不正确。为规避这类现象，施工人员需要采取跳跃式施工方式，尽量避免按照顺序完成相邻槽段的施工，防止影响钢筋笼吊放重心；确保钢筋笼吊放操作匀速、垂直进行，且遇到障碍物需要停止施工，清除影响后再吊放，不可在明知存在障碍物的情况下强行操作。

第三，未及时设置支架。基坑开挖速度过快，没有及时设置支架，会导致地下连续墙严重变形，进而导致接头处出现渗漏现象。特别是接头管形式，由于接头刚度不足，基坑变形问题会更为严重。针对这类问题，需要施工人员严格控制开挖进度，及时设置支架，加强对土体稳定性的检测，确保施工质量。