地鐵工程超深地下連續(xù)墻綜合施工技術

摘要：以武漢市軌道交通二號線地鐵站為實例，對地鐵車站超深連續(xù)墻施工具體的施工措施進行闡述。

關鍵詞：地鐵車站；超深連續(xù)墻；施工技術

1 前言

地鐵車站的施工是地鐵建設的重要組成部分，它具有投資大，建設時間長，施工要求高的特點。而對靠近江河等地鐵車站其圍護結構一般采用超深連續(xù)墻做為防水抗?jié)B連續(xù)墻，以確保基坑基坑穩(wěn)定。地鐵車站一般位于市內，工期緊任務重，做到因地制宜，確保地下連續(xù)墻快速、安全施工。

2 工程情況

1、工程概況

武漢市軌道交通二號線一期工程江漢站工程，車站起訖里程DK11+528.155～DK11+731.655，全長203.5m，基坑形狀不規(guī)則，標準21.7m，最窄處為11.55m，最寬處達38.8米。連續(xù)墻墻厚1m，標準幅寬5.5米，墻深55～65m，做為房屋基坑墻底部入中風化泥巖層，其余入強風化2m，為防水抗?jié)B連續(xù)墻。

連續(xù)墻及基坑布置形式如下圖：

2、施工現(xiàn)場環(huán)境

江漢路車站位于是武漢著名的百年商業(yè)老街——江漢路步行街與中山大道和花樓街合圍地段，是國家級老字號及現(xiàn)代國內名牌商品為主體的商業(yè)區(qū)段，人流密集。兩側建筑物、地下管線密集分布，地下連續(xù)墻和樁基的施工可能帶來較大的環(huán)境問題。距長江約500m。

基坑連續(xù)墻外邊距房屋最近7m左右，距圍擋邊3m，圍擋與房屋間留設人行通道。

3、地質水紋狀況

根據(jù)地質資料，巖土由上往下分別為：1、雜填土；2、素填土；3、淤泥；4、粘土；5、粉質粘土；6、粉質粘土、粉土、粉砂互層；7、粉細砂；8、含礫中粗砂；9、礫卵石；10、砂礫巖；11、泥巖

地下水按埋藏條件主要為上層滯水和層間承壓水兩種類型。上層滯水主要賦存于人工填土層中，水位埋深為0.5~2.0m。承壓水為本區(qū)主要地下水，主要賦存于粉細砂和含礫中粗砂層中，與上覆粉質粘土、粉土、粉砂互層構成統(tǒng)一承壓含水層，頂板埋深7.0～12.5m，底板埋深53.0～58.0m，含水層厚度一般38~42m。長江水和承壓水水力聯(lián)系密切，呈互補關系。

3 工程難點和重點

1、施工場地小，交通擁擠，場地布置及大量設備安排難度大

本標段施工場地非常緊張，周圍有江漢路、中山大道、交通路、花樓街，可利用空間有限，鋼筋加工場地、泥漿池、大型設備行走便道的布置非常緊張，這就要求我們一方面要上足機械設備另一方面又要結合目前狹小的施工場地合理進行協(xié)調調度，如何組織協(xié)調，全面展開施工生產是本工程的一個難點。

2、地面下15m范圍內成槽控制縮徑和塌孔

在地面下15m范圍內主要穿透雜素填土、淤泥質土、粘土等，具有可朔性和軟可塑性，標貫值極低，水位埋深0.5～2.0m，成槽過程容易出現(xiàn)縮徑和塌孔，成槽施工控制縮徑和塌孔是本工程的難點之一；

3、成槽精度控制

地下連續(xù)墻深度較深，成槽垂直度必須控制在3‰以內，否則容易出現(xiàn)結構侵界。因墻最深達65m，垂直度較難保證，垂直包括橫向定位，如何保證垂直度。

4、砂性土層中泥漿指標易嚴重超標

由于超深槽壁和槽段空置時間較長對泥漿護壁功能提出了更高的要求，同時由于槽段穿越含砂率較高的粉細砂層，泥漿含砂的控制是重點。

5、地連墻接縫止水

本工程為超深地下連續(xù)墻施工和超深基坑開挖，圍護結構的施工質量，尤其是地下墻的接縫止水性能對基坑開挖的安全至關重要。本工程地下連續(xù)墻基坑開挖前在坑內設置降水井實施基坑內降水，降水后坑內水位在地表下27m左右，而坑外的承壓水水頭在地表下2.7~4.56m，水頭差達到25米左右，一旦發(fā)生圍護接縫滲漏水的險情，堵漏工作極其困難，將對基坑安全和周邊環(huán)境帶來風險。因此接縫處理是施工的難點之一。

6、超長、超重鋼筋籠起吊安全

本工程地下連續(xù)墻鋼筋籠長度60m，鋼筋籠重量約70多噸。如此的龐然大物對起吊設備要求極高，同時起吊的安全至關重要。施工中必須采取措施降低風險、確保安全。

4 主要施工方法和過程控制

4.1、場地規(guī)劃與實際布置

場地規(guī)劃需根據(jù)具體的場地征地拆遷及設計情況確定，最重要是需滿足進度及安全要求進行。由于本工程屬于超深地下連續(xù)墻，工期緊任務重，需配置施工機械較多，場地布置一方面需保證施工機械、車輛行車和連續(xù)墻各分項施工有序不互相干擾，一方面需確保場地硬化能確保大型機械安全平穩(wěn)行走。

1、施工循環(huán)便道

由于受場地限制，連續(xù)墻外側無法形成施工循環(huán)便道，成槽施工循環(huán)便道及砼運輸便道采用在連續(xù)墻內側設置，寬9米，采用C30鋼筋砼，鋼筋采用φ12@200鋼筋網片，在場地中間設置聯(lián)絡通道。

2、泥漿循環(huán)系統(tǒng)

泥漿循環(huán)系統(tǒng)是地下墻施工的重要系統(tǒng)，根據(jù)本工程特點，泥漿循環(huán)系統(tǒng)按下述要求布設。泥漿池布設位置：因場地所限，縱向線路方向太長，橫向較窄，泥漿池布置于場地中間聯(lián)絡通道一側，便于縱向兩端成槽時泥漿管道布設。

3、鋼筋籠加工制作系統(tǒng)布設

鋼筋存放、鋼筋籠加工及加工、鋼筋籠拼制平臺、設備布置在混凝土硬化的平臺上。平臺在場地連續(xù)墻循環(huán)便道內，共設置兩個，均采用厚20cmC15砼硬化。

鋼筋籠在特制的平臺上拼裝，共設置2個，每個平臺的長、寬依據(jù)本區(qū)段最大鋼筋籠設計尺寸修建，長65米，寬12米。

4、水電系統(tǒng)設置

（1）供水系統(tǒng)：成槽施工用水主要滿足泥漿制備，利用地下水較豐富特在泥漿池附近打設水井以滿足施工用水要求。

（2）供電系統(tǒng)：由1臺容量為630KVA。

5、儲運設施

現(xiàn)場儲運設施包括膨潤土儲存庫，臨時材料庫，渣土臨時堆放場。膨潤土儲存于棚內，并做好防排水。由于場地小，根據(jù)地質勘察報告地下主要為粉細砂層，成槽時挖出的土體成流狀，平地堆放高度不足1米，為解決成槽渣土存放，在場地內設置兩個40×6×2.5m集土坑，將渣土臨時存放于集土坑內泌水后（為粉細砂與泥漿混合物，泌水后粉細砂下沉），待晚上集中采用密封車外運出場地外。

6、工地臨時用房

施工現(xiàn)場設工具、機修房、現(xiàn)場辦公室、值班室、門衛(wèi)室，采用活動板房及部分民工生活住房。

7、場地排水

在基坑周圍，臨時渣土堆場周圍，泥漿池周圍與大門口設置相通連的磚砌明溝，明溝上部用鋼筋網格覆蓋，大門設置高壓沖洗泵站，沖洗進出場的車輛。污水經集水井沉淀后，排入城市排水管道，沉淀淤積物定期清運出場。

場地規(guī)劃及平面布置詳見下圖：

3.2、成槽施工

1、導墻及槽壁加固施工

導墻施工前先施工槽壁兩側及導墻下φ600@500mmL＝7m單管旋噴樁和陰角加固及緊靠房屋側φ850@600mmL＝28m的三重管旋噴樁，確保連續(xù)墻施工槽壁穩(wěn)定和周邊房屋安全。

導墻下槽壁加固圖

經過實踐對比，由于局部導墻下槽壁未設置旋噴樁加固，地面2～7米下雜填土層容易出塌孔。

但是，設置單管旋噴樁只有7米深左右，垂直容易控制，對于深度達28m深三重管旋噴樁必須控制嚴格控制垂直度，不得侵入連續(xù)墻內，否則，影響成槽垂直度，尤其注意一側加固旋噴樁較深應更加引起重視，如果一側旋噴樁加固旋噴樁向連續(xù)墻內偏斜，將造成成槽傾斜，成槽精度無法控制。

2、成槽設備的選用

成槽設備的選用包括預先根據(jù)地質詳勘報告初步確定和實際成槽過程中對預先確定的成槽設備性能及效率進行統(tǒng)計分析原因后，及時調整成槽設備。

成槽設備首先根據(jù)地質詳勘報告，分析各土巖層情況以及各種成槽設備性能，然后依據(jù)施工經驗確定成槽設備。選用設備的過程前還需對本地區(qū)其它已施工地鐵站點基坑支護結構施工選用設備進行考察，確保能順利施工。本工程連續(xù)墻成槽設備確定為：SG50成槽機3臺，入巖成槽用6臺CJF－20沖擊鉆機配合成槽。

實際成槽過程中采用SG50成槽機開挖到50m左右，至地層含礫中粗砂中及以下，礫卵石、砂礫巖、泥巖層時成槽速度緩慢或無法繼續(xù)向下成槽，采用沖擊鉆引孔，但沖擊鉆對礫卵石、砂礫巖、泥巖層同樣效果不佳，采用這兩種設備配合施工成槽一個標準幅段平均達到10天左右。根本無法滿足施工進度要求。

后立即采用SG50成槽機配合旋挖鉆機進行成槽施工，SG50成槽機開挖到50m左右，然后采用旋挖鉆機進行引孔成槽，完成一個標準幅段只需4天左右。

最后，先用旋挖鉆機在槽兩側引孔后，后采用進口德國利勃海爾成槽機可一直成槽到位，完成一個標準幅段只需2天左右。

由此可見，連續(xù)墻成槽與機械設備的選用有很大關系，地下超深連續(xù)墻位于地面以下，地質情況難以準確確定其性質，需在實際成槽過程進一步確定以滿足施工進度的設備。

3、泥漿制備與含砂率控制

泥漿采用山東產優(yōu)質鈉土拌制，每100KG鈉土拌制1方泥漿，同時摻入纖維素0.025KG及7KG工業(yè)堿。所拌制的泥漿呈紅色，護壁效果效好，初拌制泥漿比重達到1.1（g/cm³）左右，粘度21～24（s）。

泥漿制備采在泥漿池中進行，泥漿池長40米，寬6米，深2.5米，高出地面0.5米。設置新漿池、沉淀池和循環(huán)池。

本工程連續(xù)墻穿透達25米厚粉細砂層，泥漿經過成槽施工，含砂率11 ％以上，為確保泥重復利用，降低含砂率，采用將成槽泥漿先抽排至沉淀池中，然后將沉淀池中泥漿抽至濾砂機中將砂過濾，然后排入循環(huán)池中與新漿相互拌勻后檢測，其各項指標均能滿足要求。

通過采用濾砂機過濾砂后，泥漿含砂大量減少，同時，由于泥拌泥漿中加入纖維素，使泥漿中少量含砂懸浮于泥漿中，在經過第一次清孔后，至鋼筋籠安裝完成后澆筑混凝土期間，孔底沉碴基本能滿足設計要求，只需在鋼筋籠安裝完成后在等待澆筑砼期間進行正循環(huán)即可，可減少在成槽后安放鋼筋籠后孔底沉碴較厚（實際上是砂下沉）必須采用反循環(huán)清孔工序。

4、成槽垂直度控制

本工程成槽垂直度控制分為：成槽機成槽過程中控制和成槽后檢測兩個方面進行。

成槽機成槽過程中控制主要是利用成槽機操控室內有自帶垂直顯示儀對成槽垂直度進行控制。成槽過程中如果垂直度超過規(guī)范要求的0.3％，操控室內自帶顯示儀將提示操作者進行糾正。成槽抓斗自帶有糾偏裝置。所以需要操作人員認直負責，及時向負責人員及時反應成槽過程中成槽垂直度情況，當采用成槽機不能及時糾偏時，應立即停止成槽，分析原因后，采取回填后采用其它辦法進行糾正。

成槽后檢測是利用超聲波檢測設備進行檢測槽垂直是否滿足規(guī)范要求。超聲波檢測設備通過從槽頂下放探頭從槽頂依次到槽底進行檢測，當時就能顯示結果。根據(jù)結果，如不能滿足要求，立即要求成槽機重新對槽段進糾偏。超聲波檢測設備檢測結果能明確反應偏斜部位及長度，江漢路將近對每幅槽段進行了檢測，達到了很好的效果。

4.2、鋼筋籠制作和吊裝方法

本工程地下連續(xù)墻鋼筋籠較長、較重，根據(jù)設計要求鋼筋籠采用整體加工分段吊裝、在槽段口進行連接的施工方法，采取可靠有效的吊裝施工方案，滿足安全施工要求。

鋼筋籠整體制作分段吊裝方法：

1、整體制作：

鋼筋籠豎向主筋全部連接全部采用套筒連接成整根后，抬至鋼筋加工平臺上整體加工成形鋼筋籠。分節(jié)段位置鋼筋籠加工制作時及起吊時示意圖如下：

分節(jié)段位置選擇原則：1、主筋節(jié)點最少的位置；2、節(jié)點位置處于基坑開面以下。3、起到分節(jié)吊裝時以減少整體吊裝分險，并能做到快速連接。

2、鋼筋籠起吊

方案按最長鋼筋籠為63.5m，鋼筋籠最重73t，鋼筋籠厚度0.88m計算；鋼筋籠整體加工分節(jié)吊裝，上節(jié)鋼筋籠34.4m長（55噸），下節(jié)鋼筋籠29.10m長（含1.5m搭接，18噸）。

鋼筋籠吊放采用雙機抬吊，空中回直。以250t作為主吊，一臺100t履帶吊機作副吊機。起吊時必須使吊鉤中心與鋼筋籠重心相重合，保證起吊平衡。主吊機用17m（起吊繩）+11m（連接繩）長的鋼絲繩，副吊機用13m長的鋼絲繩。

鋼筋籠吊放具體分八步走：

第一步：指揮250t、100t兩吊機轉移到起吊位置，起重工分別安裝吊點的卸甲。

第二步：檢查兩吊機鋼絲繩的安裝情況及受力重心后，開始同時平吊。

第三步：鋼筋籠吊至離地面0.3m～0.5m后，應檢查下部鋼筋籠是否平穩(wěn)，后250t起鉤，根據(jù)下部鋼筋籠尾部距地面的距離，隨時指揮副機配合起鉤。

第四步：下部鋼筋籠吊起后，250t吊機向左（或向右）側旋轉、100t吊機順轉至合適位置，讓下部鋼筋籠垂直于地面。

第五步：指揮起重工指揮卸下部除鋼筋籠上100t吊機的起吊點卸甲，然后遠離起吊作業(yè)范圍。

第六步：指揮250t吊機吊下部鋼筋籠入槽、定位，吊機走行應平穩(wěn)，下部鋼筋籠上應拉牽引繩。下部鋼筋籠放置于槽段口并保持水平，以利于上部和下部鋼筋籠的對接，下放鋼筋籠時不得強行入槽。

第七步：重復第一步到第六步，讓上部鋼筋籠與下部鋼筋籠進行對接。

第八步：鋼筋籠整體下放到位后抄平，鋼筋籠下放過程結束，進行下一道工序。

3、吊點處理及異形槽段鋼筋籠制作

吊點處均需設置Φ32圓鋼進行加強，異形鋼筋籠中T、L形鋼筋籠必須在內角設置斜撐筋，對于Z形槽段鋼筋籠分節(jié)兩個L形鋼筋籠制作分次吊裝入槽，以保證吊安裝。

4.3、槽幅間接頭處理

槽幅間接頭處理主要為：1、鋼筋籠安裝前需對前一幅工字鋼接頭進行刷壁處理，確保砼澆筑時工字鋼接頭與砼緊密接合，以達到防滲水目的。2、每幅槽段工字鋼頭處設置防澆流鐵皮，以防止砼澆流至下一幅槽段內。

1、刷壁

刷壁采用自做的刷壁器進行，每個工字鋼接頭刷壁時間約1.5個小時，以觀察刷壁器上帶泥為止。

2、防砼澆流鐵皮安裝

3.4、砼澆筑方法及控制

連續(xù)墻鋼筋籠安裝完成后，應立即檢測槽底沉槽及泥漿相關指標，如滿足設計規(guī)范要求，應立即通知商品砼站進行砼澆筑，如不能滿足要求，必須立即進行第二次清孔，達到要求，進行砼澆筑。

由于連續(xù)墻每幅槽段橫向達5米以上，砼澆筑必須采用兩根導管進行，兩根導管采取對稱均勻向上澆筑，以防止夾泥入槽幅內。澆筑必須每車檢查砼坍落度和和易性。澆筑過程中按實填實灌注記錄，嚴格控制導管拆管長度和埋管深度。

通過上述措施方法的控制，江漢路站連續(xù)墻已安全圓滿施工完成，戌槽過程對周邊房屋進行測量監(jiān)控，靠近基坑最近側房屋有1～2cm沉降，連續(xù)墻施工完成后處于穩(wěn)定。

5 結束語

隨著地鐵等軌道交通在各大城市興起，超深連續(xù)墻施工將越來越普遍。首要任務是提前做好施工策劃，抓著施工重點、難點，做好過程控制，一一應對解決，超深連續(xù)墻施工將得已安全、順利、快速施工。

參考文獻：

[1]《地下連續(xù)墻的設計施工與應用》，中國水利水電出版社

[2]《建筑施工手冊》，中國建筑出版社

[3]鐵路隧道施工規(guī)范（J163-2002）.中國鐵道出版社.

[4]地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（2003版）.中國計劃出版社.