富水砂层中橡胶止水带式地连墙施工关键技术

摘" 要：为提高富水砂层中地连墙施工质量和防水性能，北京地区地铁车站地连墙施工首次采用橡胶止水带接头。依托该工程，详细分析富水砂层中地连墙施工特点、橡胶止水带特征，总结施工技术体系和工艺流程，提炼关键施工技术。研究表明，橡胶止水带、接头箱和成槽施工是影响地连墙质量的关键因素；需要优化浆液配比，配备千斤顶对接头箱拔出预松动并控制接头箱拔出时间。

关键词：地铁车站；富水砂层；地连墙；橡胶止水带；接头

中图分类号：TU990.3" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2025）06-0193-04

Abstract： In order to improve the construction quality and waterproof performance of the diaphragm wall in water-rich sand layer， rubber waterstop joints were used for the first time in the construction of diaphragm walls in subway stations in Beijing. Relying on this project， the construction characteristics of the connecting wall and the characteristics of the rubber waterstop in the water-rich sand layer are analyzed in detail， the construction technical system and process flow are summarized， and key construction technologies are refined. Research shows that the rubber waterstop， joint boxes and grooving construction are key factors that affect the quality of the connecting wall; it is necessary to optimize the slurry ratio， equip jacks to pre-loosen the joint boxes and control the joint box pull-out time.

Keywords： subway station; water-rich sand layer; diaphragm wall; rubber waterstop; joint

地连墙幅间连接接头部位的渗漏现象一直是顽疾，尤其富水砂层地连墙施工多采用工字钢和锁扣管接头刚性接头，由于接头刚性与混凝土刚性存在较大差别，接头部位两侧集中应力不得不通过变形消除应力，导致接头与混凝土的剥离从而形成渗漏通道，多采用费工时、造价高的接头，通过后旋喷或搅拌方式处理。

橡胶止水带在地下工程中的应用较多，李家龙等[1]针对地下综合管廊应用橡胶止水带进行过研究，周游等[2-5]均对软土地区地铁工程地连墙应用橡胶止水带进行了应用及研究，取得了一定的研究成果。目前针对富水砂层的施工技术研究鲜有文献报道。

通过北京地铁某车站富水砂层地连墙的橡胶止水带接头施工技术实践与总结，系统地探讨了橡胶止水带的施工工艺和关键控制要点，可为今后的类似工程提供借鉴。

1" 工程概况

地铁车站为双层单柱双跨岛式车站，如图1所示，地下一层为站厅层，地下二层为站台层；底板埋深17.1 m，总长398.6 m，标准断面宽度20.1 m。

工程影响范围内由上自下地层为人工填土层（Qml）、新近沉积层（Q42+3al+Pl）、第四纪冲洪积层（Q4al+pl），主要地层为透水性较强的粉细砂层和中粗砂层。

基坑开挖2/3深度范围为砂层，地下水较为丰富，涉及潜水（二）、承压水（三）、承压水（四），分别位于车站顶板下1.8 m、中板上1.0 m、中部下1.9 m。车站东侧4～8 m存在一条沟渠，沟渠底高比主体结构低2.2 m，常水位比主体结构高0.7 m。

由图2可知，车站东侧4～8 m存在一条沟渠，沟渠无河底衬砌及护坡，沟渠坡顶比主体结构顶高2.2 m；沟渠的底标高比主体结构顶低2.2 m；常水位比主体结构顶部高0.7 m。

富水砂层在地连墙施工中受扰动的表现如下：①砂层受扰不断坍塌，槽壁孔扩展；②终孔清孔时，由于槽壁周边护壁泥浆的稀释而造成护壁强度损失，引起槽壁进一步扩展；③灌注混凝土压力的增加而挤压砂层，混凝土浆体在槽壁强度薄弱的位置发生扰流形成类似砂浆包裹体。

车站围护体系采用长23.6 m，厚800 mm地连墙+3道钢管内支撑结构形式，顶部支撑通过冠梁封闭，开挖采用中拉槽方式，支撑随着开挖面逐步设置。开挖过程墙体受力不均，极易产生不均匀变形。

2" 地连墙接头设计

地连墙宽6 000 mm，厚800 mm，共142幅。其中有15幅采用橡胶接头施工。

地连墙分幅段间安放的橡胶止水带以及接头横向连续转折路径延长了地下水渗流线路，利用橡胶延性特点应对槽段间的变形效应，从而减小连接处渗漏。同时，橡胶止水带的变形中孔为变形提供缓冲空间，消减两侧的应力，避免应力过大发生两侧混凝土面的剥离。具体参数要求见表1。

接头箱是橡胶接头关键构件之一，其背宽应小于连续墙厚度，长度应根据连续墙的深度进行整体或是分节组合，接头箱端部开口应小于橡胶止水带环宽以保证橡胶止水带封水效果，具体参数如图3所示。

根据橡胶止水带接头，受力主筋根据结构计算确定，通过地下连续墙幅宽（L）对地下连续墙的水平桁架筋、竖向桁架筋进行定位，包括首开槽、顺接槽、闭合槽的钢筋笼设计，如图4所示。

3" 工程实践应用

3.1" 施工准备

由图5可知，施工的机械设备包含成槽机械、起重机械、剥离设备和起拔设备（液压千斤顶）等地连墙施工机械，并准备千斤顶起拔装置以及时应对富水砂层起拔困难的情况。

除一般材料外，针对橡胶止水带接头施工还应包括：①止水带采用特种B-FG型B类槽壁橡胶。②接头箱的设计应满足工程实际需要，接头箱材料的强度与刚度应满足要求，一个施工单元至少需要配备2组接头箱方可进行正常施工。

3.2" 施工要点与成效

在地连墙正常施工的流程中，针对橡胶止水带接头的相关施工工艺流程进行梳理，施工流程如图6所示。

3.2.1" 施工要点

施工关键工序如下。

1）接头箱长30 m在工厂分3段进行预制，预留栓孔，根据地连墙成槽深度，通过栓孔连接分节段，外焊钢板形成整体。采用定位器精确定位并下放接头箱。

2）橡胶止水带通过压入方式设置，间隔1.5 m在其两侧通过楔入短钢筋进行固定，确保止水带顺直。

3）首开槽施工抓槽需要考虑地幅宽2个接头箱顶宽及其外放的宽度300 mm，成槽后设置钢筋笼及两端接头箱进行混凝土浇筑。

顺接槽施工抓槽需要考虑幅宽一个接头箱顶宽及其两端外放的宽度300 mm，如图7所示。成槽后拔出前槽的接头箱，设置钢筋笼及顺接接头箱后浇筑混凝土。

闭合槽段钢筋笼尺寸需要实际测量制作，消减施工积累误差，确保闭合衔接。闭合槽成槽后拔出前槽接头箱，设置钢筋笼及顺接接头箱后浇筑混凝土。

4）接头箱拔除通常在浇筑完成10 h后进行，混凝土强度通常可达设计强度的10%。橡胶止水带在剥离过程中不会撕裂破坏，也不会失稳失效，如图8所示。

施工控制要点如下。

1）接头质量控制。橡胶止水带的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率应满足要求，起拔时不发生破坏现象，保证剥离时不发生扯断现象。

接头箱形式可结合地层特点设计，材料、连接形式可根据地连墙深度设计，满足自身的强度与刚度。

另外，根据软土地层特点，设置千斤顶设备将接头箱预松动，消除初始摩擦力后，通过履带吊将接头箱吊出。本工程参考软土地区施工经验，首幅接头箱采用挖掘机进行剥离，对接头箱产生较大破坏且未实现将接头箱吊出。后采取顶升设备将接头箱进行预松动，消除初始摩擦力，顶升1 m之后，通过履带吊顺利将接头箱吊出，橡胶止水带未受到破坏。

2）成槽施工质量控制。浆液配比应根据富水砂层的特点而增加膨润土用量，保证泥浆比重不小于1.1 g/cm3，保持槽段护壁要求。

抓槽施工应在前槽段混凝土初凝前减少对前槽接头箱的扰动，在初凝后（现场浇筑后4～6 h）再进行邻近接头箱部位的抓槽施工，并控制成槽时间，以确保接头箱顺利拔出。

为避免混凝土在接头箱周围与砂层混合形成砂浆而增大接头箱拔出的阻力，接头箱拔出时间宜在混凝土浇筑后10～15 h内剥离及拔出。

槽内清孔确保效果，初步清孔满足要求后即下放钢筋笼，以避免槽壁坍塌。钢筋笼设置完成后再进行清孔工作，确保槽底沉渣厚度不大于100 mm，槽内浆体含砂率不大于5%。

3.2.2" 施工成效

1）施工质量：采用超声波设备检测了地连墙成槽质量，尤其是橡胶止水带接头处的墙身完整性，按照声学特征综合判定为Ⅰ类桩，见表2。

2）地连墙变形：基坑开挖结束后，地连墙水位最大位移为27.7 mm。开挖17.1 m深，位移监测变形最大值位于12 m处，变形最大值均小于控制值30 mm。

3）渗漏情况：地连墙橡胶止水带接头部位存在8处湿渍，不需要处理；仅1处渗漏，通过聚氨酯进行封堵，见表3。

4" 结束语

依托北京地区首次采用橡胶止水带接头的某地铁车站地连墙的施工实践，总结施工经验，得到的结论如下。

1）橡胶止水带、接头箱的选型设计和施工质量，以及成槽施工工艺和质量是影响地连墙质量的关键因素。

2）根据富水砂层的特点，应优化浆液配比，配备千斤顶在拔出接头箱前预松动，同时控制接头箱拔出时间。

3）今后应对高强混凝土浇筑时的防绕流技术展开研究，以消减富水砂层幅宽扩展及扰流后形成的阻力。

参考文献：

[1] 李家龙，许利东，曹慧，等.综合管廊变形缝橡胶止水带施工技术研究[J].施工技术，2020，49（S1）：833-834.

[2] 周游.地下连续墙GXJ橡胶止水带接头与工字钢接头应用对比分析[J].价值工程，2019，14（1）：78-80.

[3] 王斌.地铁车站地下连续墙接缝施工质量控制要点分析[J].工程技术与应用，2020，20：95-96.

[4] 冯国卫.岩层地区地下连续墙橡胶止水带接头施工中分离式接头箱的应用[J].建筑施工，2021，43（8）：1440-1441，1443.

[5] 杨子松，王海俊，钮文敖，等.超深地下连续墙橡胶接头的接头箱设计及应用[J].建筑施工，2021，45（8）：1532-1535.

第一作者简介：车凯（1981-），男，高级工程师。研究方向为城市轨道交通工程建设施工及技术研发。