流變地層大型地鐵換乘車站地下連續墻施工技術
——以上海軌道交通11號線御橋路站為例

張葉各

（中交隧道工程局有限公司，北京100088）

流變地層大型地鐵換乘車站地下連續墻施工技術
——以上海軌道交通11號線御橋路站為例

張葉各

（中交隧道工程局有限公司，北京100088）

文章以上海軌道交通11號線北段（二期）工程御橋路站為例，詳細闡述了流變地層大型地鐵換乘車站地下連續墻的施工流程及具體的施工技術，并對施工中出現的常見問題及預防措施進行了探討。目前該地下連續墻工程已經施工完成88%，并取得了良好的施工效果，實踐證明該施工技術方案是可行的，合理的。該工程的成功實施可為流變地層中基坑工程地下連續墻的設計與施工提供一定的借鑒。

御橋路站；流變地層；基坑工程；地下連續墻；施工技術

1 工程概況

1.1 御橋路站概況

上海軌道交通11號線御橋路站沿御橋路設置，凈長321m，為地下二層雙柱三跨車站。本站與18號線換乘，換乘段為地下三層。標準段基坑深度約17.49～18.18m，頂板覆土厚度3.2m。換乘段基坑深度約25.9m，覆土約4.3～6.0m。

御橋路站主體位于御橋路與御青路交口，沿御橋路呈東西方向布置，西北側為待開發用地，東北側為新建高樓小區，南側為既有商業區及住宅小區。車站圍護結構距離附近12層居民樓14.4m，與最近三層建筑物相離9.6m，與附近18層居民樓相距25.86m。

1.2 工程地質條件

經勘探揭示，擬建場地為古河道沉積區，第⑥層暗綠色硬土層缺失。在勘探深度范圍內，自上而下可分為六個大層，根據土性的不同分為15個亞層及1個夾層。其中①層為近代人工堆填，②～⑤層為第四紀全新世Q4沉積層，⑦層為第四紀上更新世Q3沉積層。

1.3 水文地質條件

擬建場地地下水由淺部土層中的潛水及賦存于⑤1A、⑤2層中的微承壓水、賦存于⑦層中的承壓水組成，主要補給來源為大氣降水、地表徑流，受氣候、季節、降水量的影響而有變化。

地下水位按年平均水位埋深0.5m計。場地⑤1A、⑤2層為微承壓水層，⑦層為承壓含水層。⑤1A層微承壓水埋深約為5.40～ 6.82（-1.69～-2.79）m；⑤2層微承壓水埋深約為4.76～5.80m（-0.77～-1.71m），⑦層承壓水埋深約為8.70～9.07m（-4.71～-5.07m）。

1.4 圍護結構設計

車站基坑設計采用地下連續墻圍護結構，標準段地下連續墻厚800mm，換乘段地下連續墻厚1200mm。圖1為車站標準段圍護結構橫斷面圖。

圖1 車站標準段圍護結構橫斷面圖

分析可知，車站主體標準段底板位于⑤11灰色粘土，地續墻墻趾位于⑤3A灰色粉質粘土夾粉砂層；端頭井底板位于⑤11灰色粘土，地下連續墻墻趾位于⑤3A灰色粉質粘土夾粉砂層及⑤3B灰色粉質粘土；換乘段底板位于⑤2層灰色砂質粉土夾粘土，地下連續墻墻趾位于⑦2層灰色粉砂。

御橋路站大部分主體結構都位于粘土、粉質粘土或者淤泥質粘土地層中。粘土地層往往具有強度低、可壓縮性高、含水量大等特點，表現出很強的流變性。在此類地質條件的基坑施工中稍有不慎，極易造成過大的圍護體側向位移、周圍地表沉陷及坑底隆起，進而導致地鐵車站結構本體的穩定和周邊環境的安全事故。

在此背景下，對流變地層中大型地鐵換乘車站地下連續墻的施工技術進行詳細研究，以期獲得的研究成果對類似工程的設計與施工提供一定的借鑒。

2 工程重難點分析

2.1 交通影響

御橋路站主體位于現有御橋路與御青路下，連續墻施工前必須先將道路改移。

2.2 管線影響

施工范圍內主要管線有：上水管、電力電纜、路燈電纜、雨水管、污水管、信息纜等管線，其中南側電力電纜為架空電纜（通信合桿）縱橫交錯于車站南側3號出入口上方。

2.3 不良地質條件

該工程地質情況復雜，地下存在多種不良地基土、各種管線、承壓水、沼氣、突涌等都對車站施工會產生一定影響。第①1、①2層填土：該層結構松散，基坑開挖時易產生坍塌現象。第②3、③2、⑤1A、⑤12層開挖時可能會產生流砂、管涌現象。第③1、③3、④層開挖時受擾動易發生結構破壞和流變。第⑤11層灰色粘土：場地內分布較穩定，土質不均勻，夾薄層粉砂，開挖時受擾易發生結構變形。地下存在信息光纜、上水、污水、電力、雨水、電信等多種管線都是影響該工程施工的因素。

2.4 施工與世博同行

為保證世博會順利召開，該工程積極響應上海市政府及業主的一切要求，合理安排施工，同時保證按期完成施工任務，并保證施工場地為“綠色場區”，響應“城市讓生活更美好”的世博口號。

3 地下連續墻施工技術

3.1 地下連續墻施工流程

地下連續墻施工流程如圖2所示。

3.2 地下連續墻施工技術

圖2 地下連續墻施工工藝流程圖

3.2.1 測量放線

測量放線分為平面測量與高程測量。

3.2.2 導墻制作

（1）施工部署

該工程采用“┑┍”型整體式鋼筋混凝土結構導墻。導墻施工參數如表1所示。

表1 導墻施工參數

導墻要對稱澆灌，強度達到70%后方可拆模。拆模后設置上下二道直徑為100mm的圓木支撐。

導墻在地下連續墻轉角處需要外放，以保證成槽機抓斗能夠起抓。T型槽段的T字頭處需外放100mm，以便鎖口管設置。

地下連續墻施工后，土方開挖前，須對導墻進行拆除。

（2）施工流程

測量放樣→挖土→施作墊層→立模及澆灌混凝土→拆模及加撐。

（3）施工要點

①導墻挖土前，應先確認地下管線。如遇不明障礙物或管線，摸清情況后及時清障及回填，回填采用三合土（水泥、黃砂、粉煤灰），應分層回填壓實。

②導墻必須坐落于老土之上。

③導墻鋼筋一側與道路上的鋼筋綁扎連接。

④經常觀察導墻的間距、整體位移、沉降，并作好記錄，成槽前做好復測工作。

⑤穿過導墻的施工道路，必須用鋼板架空。

3.2.3 泥漿工藝

（1）泥漿配制及管理性能指標

新制泥漿按經驗公式配置，陶土∶CMC∶堿∶水=0.12∶0.06∶0.035∶1，一般比重為1.05～1.10t／m3，粘度20～25sec。

對于回收的泥漿，經過凈化設備處理后，重新調整，達到標準后才能使用。

對于各種泥漿的管理性能指標如表2所示。

表2 泥漿管理性能指標

（2）施工技術要點

①泥漿攪拌嚴格按照操作規程和配合比要求進行，泥漿拌制后應靜置24h后方可使用。

②對被置換后的泥漿進行測試，對不符合要求的泥漿進行處理。

③對水泥污染嚴重及超比重的泥漿作廢漿處理。

④嚴格控制泥漿的液位，保證泥漿液位在地下水位0.5m以上，且不低于導墻頂面以下0.2m，液位下落及時補漿，以防塌方。

⑤施工過程中回收泥漿應測定其指標，及時按標準進行廢除、調整。清孔后泥漿性能指標為：比重=1.10～1.15 t／m3，粘度=20～25sec。

⑥泥漿制備量必須滿足每幅地下連續墻用量；成槽過程中送漿必須與成槽同步，液面始終位于導墻下0.3m左右。

3.2.4 成槽施工

（1）成槽工序

①槽段放樣

在導墻上精確定位出地下連續墻分段標記線，并根據地下連續墻實際尺寸在導墻上標出鎖口管位置。

②成槽設備選型

該工程地下連續墻厚度分為800mm、1200mm，成槽最大深度約為47m，根據施工技術要求，選用配備垂直度顯示儀表和自動糾偏裝置的SG35、SG40型成槽機。

③成槽機垂直度控制

成槽前利用水平儀調整成槽機的水平度，利用全站儀控制成槽機抓斗的垂直度。成槽過程中，利用成槽機上的垂直度儀表及自動糾偏裝置來保證成槽垂直度。

④成槽挖土順序

根據每個槽段的寬度，確定挖槽的幅數和次序，對三序成槽的折線槽段，采用先兩邊后中間的順序；異形墻幅要先于施工，對于有豎向預埋件的槽段也要靠前施工；當相鄰兩幅墻深淺不一，墻厚不同時，要先做深、再做淺，先做厚，再做薄；對需要三孔開槽的槽段，要按照先兩邊后中間的順序；對于單元槽段的開挖，宜采用“跳二挖一”的間隔式開挖方式。合理安排成槽順序，可以盡量避免施工中對相鄰墻幅的擾動，避免槽壁坍塌，減少墻體的豎向沉降；盡量使得拐角處地下連續墻做成雙雄槽段，以保證地下連續墻質量。

⑤成槽挖土

成槽過程中，抓斗入槽、出槽應慢速、穩當，根據成槽機儀表及實測的垂直度情況及時糾偏。

⑥槽深測量及控制

槽深采用標定好的測繩測量，每幅根據其寬度測2～3點，同時根據導墻實際標高控制挖槽的深度，以保證地下連續墻的設計深度。

（2）成槽施工

①成槽準備工作

成槽前必須測量導墻頂標高。

成槽機、自卸車就位。成槽機就位后，縱橫兩個方向垂直度都要使用經緯儀進行校正。

拆除單元槽段導墻支撐，并在槽段兩側進行封堵、清除導墻內垃圾雜物，注入合格泥漿至規定標高（導墻面下200mm）。

②成槽工藝

成槽直線槽段采用先兩側后中間抓法；轉角槽段先短邊后長邊抓法；成槽過程中抓斗垂直導墻中心線向下掘進。

成槽機下降及提升速度應控制在15m／h左右，抓土不宜過快，以防槽壁失穩。當挖至槽底2～3m時，應放測繩測深，防止超挖和少挖，控制沉渣厚度在100mm以內。

成槽至標高后，連接幅與閉合幅應先刷壁10次以上，然后掃孔（掃孔時抓斗每次移開0.5m左右），再選2個斷面進行超聲波測壁，槽壁垂直度需全部測試。

（3）施工要點

①成槽施工前先進行試成槽，以便核對地質資料。

②成槽過程中大型機械不得在槽段邊緣頻繁走動，以確保槽壁穩定，如發現泥漿翻泡，大量流失或地面有下陷挖掘深度無變化現象時，應立即停止施工，待商議處理后恢復。

3.2.5 清孔及接頭處理

成槽完畢達到設計標高后，插入圓形鎖口管，空隙處填泥。采用撩抓法清底，保證槽底沉渣≯100mm。

3.2.6 圓形鎖口管吊放

清基合格后，由履帶吊立刻吊放鎖口管，分節垂直插入槽內，插入槽底0.3～0.5m，以保證密貼，防止混凝土倒灌。上端口與導墻連接處用槽鋼楔實，防止澆灌混凝土時移動；鎖口管后側填實，防止傾斜。

3.2.7 鋼筋籠的制作和吊放

（1）鋼筋籠制作平臺

根據成槽設備數量及施工場地實際情況，搭設2個鋼筋籠制作平臺，用于現場加工鋼筋籠。平臺尺寸6.5m×40m、6.5m× 50m，采用8#槽鋼制作。為便于鋼筋放樣布置和綁扎，在平臺上根據設計的鋼筋間距、插筋、預埋件、及鋼筋接駁器的位置畫出常用的控制標記，以保證鋼筋籠和各種預埋件的布設精度。地下連續墻鋼筋平臺結構圖如圖3所示。

圖3 地下連續墻鋼筋平臺結構圖

（2）鋼筋籠吊裝加固

該工程鋼筋籠采用整幅成型起吊入槽，鋼筋籠桁架制作示意圖如圖4所示。

圖4 鋼筋籠桁架制作示意圖

（3）鋼筋焊接及保護層設置

主筋搭接采用閃光對焊，其余采用單面焊接，焊縫長度滿足10d。地下連續墻保護層厚度開挖面為70mm、迎土面為35mm。為保證保護層的厚度，在鋼筋籠寬度上水平方向設兩列定位鋼墊板，每列定位鋼墊板豎向間距3m。

（4）鋼筋籠吊放

該工程鋼筋籠長度和重量較大，采用一次吊放。經計算，使用1臺250t和1臺100t的履帶吊。起吊時主鉤起吊鋼筋籠頂部，副鉤起吊鋼筋籠中下部，多組葫蘆主副鉤同時工作，使鋼筋籠緩慢吊離地面，并改變籠子的角度逐漸使之垂直，吊車將鋼筋籠移到槽段邊緣，對準槽段按設計要求位置緩緩入槽并控制其標高。鋼筋籠放置到設計標高后，利用槽鋼制作的扁擔擱置在導墻上。

3.2.8 水下混凝土澆灌

（1）施工要求

①地下連續墻混凝土設計標號為水下C30，實際提高一個等級，抗滲等級P8。

②水下混凝土澆灌采用導管法施工，導管選用D=260mm的圓形螺旋快速接頭型。

（2）準備工作

①檢查上道工序后，對連接幅、首開幅槽段進行鎖口管吊放拼裝，并用頂升架鎖定。

②吊放澆灌架，接導管。槽段寬度≤4m時，采用1根導管；槽段寬度＞4m時，采用2根導管，，導管口距孔底約為0.5m。

③在導管內放入隔水球膽，球徑為Ф250mm。

④在槽口吊放泥漿泵，接好泥漿回收管路，直通調整池。

（3）施工工藝

準備工作結束后，要求混凝土供應能力在36m3／h左右，來料均勻連續，和易性良好，坍落度為180～220mm。

①球膽浮出泥漿液面后回收，以備繼續使用，在混凝土開澆同時，開動泥漿泵回收泥漿，最后5m左右，若泥漿污染嚴重，則抽入廢漿池。

②混凝土不斷送入導管內，每澆完1～2車混凝土，記錄來料方量和實測槽內混凝土面深度所反映的方量，用測繩校對一次，二者應基本相符。

3.2.9 圓形鎖口管提拔

該工程使用抱箍式鎖口管起拔設備拔鎖口管。

圓形鎖口管提拔與混凝土澆灌相結合，混凝土澆灌記錄作為提鎖口管時間的控制依據。根據水下混凝土凝固速度的規律及施工實踐，混凝土澆灌4～5h后開始提拔，以后每隔30min提升一次，其幅度為50～100mm，并觀察接頭管的下沉，待混凝土澆灌結束后6～8h，即混凝土達到終凝后，將接頭管一次全部拔出并及時清潔和疏通。

3.2.10 基底處理

在地下連續墻成槽完畢，在下鎖口管、鋼筋籠、導管的過程中，有新沉渣產生，影響以后地下墻的承載力并增大沉降量，因此需要對基底沉渣進行處理。

在鋼筋籠上通長安裝兩根注漿管，注漿管的下端比實際槽深大0.5～1m。在地下連續墻混凝土達到設計強度70%后，開始壓入水泥漿進行加固。

4 施工常見問題及預防措施

4.1 槽壁坍塌

施工時挖槽采用跳槽法施工，液壓抓斗挖槽時必須保證抓斗垂直上升下降，使其軸線與導墻軸線重合，滿足槽壁垂直度＜H／300m。為此必須注意以下兩點。

4.1.1 泥漿制作

泥漿是地下連續墻施工中槽壁穩定的關鍵。必須根據地質、水文資料，采用膨潤土、CMC、純堿等原料，按一定比例配制而成。成槽時，依靠槽壁內充滿觸變泥漿，并使泥漿液面保持高出地下水位0.5～1.0m。性能良好的泥漿失水量少，泥皮薄而密，具有較高的粘接力，這對于維護槽壁穩定，防止塌方起到很大的作用。

4.1.2 成槽

成槽防槽壁坍塌主要注意以下幾個問題：

（1）泥漿液面控制

成槽的施工工序中，泥漿液面控制是非常重要的一環。只有保證泥漿液面的高度高于地下水位的高度，并且不低于導墻以下0.5m時才能夠保證槽壁不塌方。泥漿液面控制包括兩個方面：

①成槽施工中的液面控制；

②成槽結束后到澆灌混凝土之前的這段時間的液面控制。這項工作往往受到忽視，但是泥漿液面的控制是全過程的，在澆灌混凝土之前都是必須保證合乎要求的，只要有一小段時間不合要求就會功虧一簣。

（2）地下水的升降

遇到降雨等情況使地下水位急速上升，地下水又繞過導墻流入槽段使泥漿對地下水的壓力減小，極易產生塌方事故。

地下水位越高，平衡它所需用的泥漿密度也越大，槽壁失穩的可能性越大，為了解決槽壁塌方，必要時可部分或全部降低地下水，泥漿面與地下水位液面高差大，對保證槽壁的穩定起很大作用。所以另一個方法是提高泥漿液面，泥漿液面至少高出地下水位0.5～1.0m。發現漏漿跑漿要及時堵漏補漿，以保持泥漿液面高度。

（3）另外，挖槽施工、鋼筋籠入槽、導管入槽、混凝土澆灌應快速進行，加快施工進度，減少不必要的空置時間，防止槽壁坍塌。

4.2 成槽垂直度控制

（1）成槽機平穩就位，下鋪設鋼板。

（2）根據成槽機糾偏裝置的特點進行垂直度控制，隨抓隨糾，使用超聲波測壁儀作最終檢測，檢測率為100%。

（3）遵循輕提慢放，嚴禁滿抓，控制速度。

4.3 鋼筋籠制作

（1）鋼筋籠平臺須校正。

（2）控制焊接電流，保證焊接質量。

（3）固定擱置點標高按固定位置實測導墻面標高，以確定吊筋長度。

（4）對異型鋼筋籠，在起吊的位置進行加強，確保鋼筋籠在起吊以后不發生散架。

4.4 混凝土澆灌

（1）導管底離槽底距離應滿足要求，導管埋入混凝土深度≮1.5m。

（2）澆灌過程中測定混凝土面高度，再據此提拔導管，嚴禁埋管過深或拔空，兩根導管混凝土面標高差異≤0.5m。

4.5 槽內泥漿流失

（1）導墻施工前摸清地下管線情況，應將管道封堵。

（2）成槽過程中由于不明管線造成泥漿流失，須將漏漿源找出并進行有效封堵。

5 結束語

上海軌道交通11號線北段（二期）工程御橋路站屬地鐵大型換乘車站，基坑深度大、車站結構復雜，所處地質屬軟土流變地層，并伴有流沙涌水的特征。本文結合工程實踐，詳細闡述了流變地層大型地鐵換乘車站地下連續墻的施工流程及具體的施工技術，并對施工中出現的常見問題及應急措施進行了探討。

目前，御橋路站地下連續墻工程已經施工完畢，從施工效果來看，質量較好，實踐證明本施工技術方案是可行的，合理的。該工程的成功實施可為流變地層中基坑工程地下連續墻的設計與施工提供一定的借鑒。

[1]鐵道第三勘察設計院集團有限公司.上海軌道交通11號線北段工程設計文件[R].2010，9.

[2]史玉金.上海地鐵隧道建設中工程地質條件及主要地質問題研究[J].工程地質學報，2010，18（5）：774-780.

[3]閆周福.軟土地區深基坑開挖對圍護結構及其周邊環境影響的研究[D].重慶：重慶大學，2003.

[4]周錚，俞建國.復雜地質條件下地下連續墻施工質量問題的預防及治理[J].建筑施工，2007（8）：584-586.

責任編輯：孫蘇

Construction Technology for Underground Continuous Wall of Large Metro Transfer Station in Rheological Stratum

Based on the case of Yuqiaolu station of rail transit Line 11 in Shanghai,the detailed construction process and technology for underground continuous wall of large metro transfer station in rheological stratum are introduced and common problems and precautionary measures in the construction are discussed.At present,88%of the project has been done and favourable results have been achieved.It proves the feasibility of the construction technological plan.It also offers some references for similar project.

Yuqiaolu station;rheological stratum;foundation pit;underground continuous wall;construction technology

U25

A

1671-9107（2014）01-0056-05

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.01.056

2013-10-13

張葉各（1979-），男，湖北荊門人，本科，工程師，主要從事土木工程施工及管理工作。