橫跨地下管線的地下連續墻拼幅施工技術

邱春峰

(中鐵二局集團有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

在城市修建地鐵車站時不可避免需進行大量市政管道改遷，其中包括電力管線、通信管線、給水管線、雨水和污水管線、熱力管線、燃氣管線，還有一些保密的地下(軍事)管線。由于這些管線管理工作分屬于不同的部門，可能會因為各種原因無法遷改或無法按時遷改。尤其是一些直徑大、剛度大、不能左右偏擺的管線，如自來水管、污水管、集化管等。當不能改遷時需采用原位保護方式，但采用地下連續墻在管線相交處避讓分幅的方法處理將會造成地下連續墻結構不能正常封閉，形成一道豎向通縫，施工處理較麻煩。如高壓旋噴加固、缺口坑外側進行注漿加固、內側進行地下連續墻豎向分段掏挖逆作法封堵閉合等處理措施，處理過程中往往會因封堵質量問題造成基坑滲漏水乃至更大的風險。本文主要介紹了地下連續墻在管線處不進行分幅避讓，直接橫跨地下管線拼幅施工的方法，此方法很好地避免了地下連續墻豎向通縫及后期加固處理的風險。

1 工程概況

蘇州市軌道交通四號線Ⅳ-TS-05標土建工程包括觀前街站、觀前街站-樂橋站明挖區間、樂橋站(含一號線與四號線之間聯絡線)，均為地下2層結構，采用明挖順做法施工。主體圍護結構均為800 mm厚地下連續墻，地下連續墻之間采用H型鋼接頭。由于本標段位于古城區市中心，地下管線極多，施工過程中除部分管道需廢除或改遷外，仍有部分橫穿管線需進行原位保護施工地下連續墻。具體統計如表1所示。

表1 橫穿管道匯總表

2 工程地質情況

場區地基土巖性主要為雜填土、黏土、粉質黏土、粉土、粉砂等，各土層依次為：①1填土層；①2浜填土；③1黏質黏土層；③3黏質粉土層；④2粉砂層；⑤1粉質黏土層；⑤2砂質粉土層；⑦1粉質黏土層；⑦2粉砂層；⑦3粉質黏土層。

基坑開挖深度約18.10 m，車站底板主要落在④2粉砂層，地下連續墻底位于⑤2砂質粉土層。

3 橫跨管線地下連續墻施工工藝

3.1 進行橫穿保護管線的開挖

管線保護方案經產權單位同意后，根據物探資料在連續墻與管線相交處采用人工探挖。過程中需要產權單位指派專人現場指導防止管線破壞。開挖時應根據管線的具體埋深進行適當放坡或臨時圍護，當開挖深度接近管線時采用人工掏挖，避免管線損壞，如圖1所示。

圖1 人工管線掏挖

3.2 保護管線鋼板包裹加固保護

當人工將管線完全開挖出來后，根據管線直徑大小與斜交角采用2 cm厚的鋼板，焊接成大小合適矩形盒對管線進行包裹保護，如圖2所示。

圖2 矩形鋼板盒保護

鋼板矩形保護盒長度應超出地下連續墻厚度，并留有一定長度錨入導線墻內，一般>30 cm。對應位置的導墻厚度和鋼筋配筋率也應加強，確保地下連續墻成槽時管線保護區域的整體穩定性。若需保護的管線埋深超過了導向墻的深度，則將對應導線墻進行加深處理，深導墻底面標高應超過管線埋深50 cm。當整個管線鋼板保護盒焊接(滿焊)完成后，采用臨時支架對其固定，并將鋼板保護盒內壁與管線之間的空隙用雙快水泥或混凝土填充密實，確保后期無滲漏水。

3.3 橫穿管線處地下連續墻導向墻施工

管線采用鋼板包裹加固的方式進行保護，加固后施工地下連續墻導向墻，施工方法控制要點同常規導向墻施工。導向墻施工拆模后及時加撐與回填土，以防止向內變形塌孔。若導墻埋深較大時，采用分層澆筑施工。

3.4 根據橫穿管線位置調整原設計地下連續墻分幅線

地連墻施工需根據橫穿管線位置重新進行地連分幅線調整。分幅時以管線保護幅為首開槽段為宜，可利用首開段水平兩邊均有型鋼增加鋼筋籠結構剛度。若條件不具備，無法安排首開幅時則需要對無型鋼側的地連墻鋼筋籠桁架筋進行加強，確保鋼筋籠吊裝剛度。管線保護幅分幅寬度控制在6～8 m。地下連續墻分幅線調整，應統一考慮，盡可能保證基坑對側地連墻分幅線保持一致，確保鋼支撐安裝在地連墻接縫外1 m范圍，避免支撐點位于接縫處。

3.5 泥漿制備

因本標段地質主要是粉土、粉砂層，加之管線影響成槽時間較正常幅成槽時間長，為確保坑槽穩定，泥漿制備時應比正常槽段泥漿在比重與黏度上稍有增加。一般取值為：比重1.07～1.08、黏度28～30 MPa·s。成槽過程要隨時保證泥漿液面高度，泥漿循環，確保坑內泥漿護壁效果良好，防止坑槽坍塌。

3.6 挖槽施工

管線處首開段成槽開挖寬度為：管線保護盒寬度(60～100 cm)，加上2倍成槽機抓斗成槽寬度，一般為2×290 cm=580 cm，再加20 cm富余系數，合計寬度為660～700 cm。地下連續墻施工采用成槽機成槽，膨潤土化學泥漿護壁，具體成槽步驟如下。

1)成槽機抓斗在不撞擊管線鋼板保護盒的前提下，緊靠著管線鋼板保護盒外側進行抓土成槽，先將管線兩側的土方一次抓完到底成槽。

2)分別在成槽機抓斗左右側逐次加焊斜牛腿削土刀，通過調整抓斗位置水平插入管線保護盒下方，逐層切削管線鋼板保護盒底部豎向余土，直至地下連續墻貫穿成一個整體。利用加焊斜角削土刀修槽，前后兩次修槽的長度必須疊合≥20 cm，保證槽壁的平整。

3)修槽完成后清理管線保護盒上面余土。利用導管反循環清槽，清除沉淀到槽底泥漿中的土壤顆粒以及成槽過程中開挖落下的土渣。最終達到泥漿比重、沉渣厚度符合規范要求，成槽完畢。

3.7 鋼筋籠加工與吊裝

1)鋼筋籠加工。鋼筋籠根據地下連續墻墻體配筋圖和管線所處位置，將每幅制作成2片承插式拼幅鋼筋籠，并根據管線保護盒的大小和位置，分別在鋼筋籠上對應位置預留出合適的管線包裹孔洞。孔洞大小比保護盒橫截面在上、下、左、右四面各大出10～20 cm，確保鋼筋籠的順利拼接。制作鋼筋籠時嚴格按照施工圖紙加工，尤其是鋼筋籠桁架筋的焊接質量與主筋的螺紋套筒連接質量的控制，確保地連墻吊裝時鋼筋籠不出現過大變形。每一幅鋼筋籠吊筋長度必須根據現場實測導向墻進行推算加工，確保預留孔洞位置準確。

2)鋼筋籠吊裝。先吊裝承插式母頭鋼筋籠入槽，根據點位精確定位后再吊裝承插式公頭鋼筋籠，通過調整鋼筋籠水平位置實現承插接口完美對接。拖拉時要輕柔，避免擦傷槽壁，安放過程中嚴禁鋼筋籠猛烈撞擊管線保護外殼。吊裝過程由專人指揮。槽內泥漿液面始終保證地下水位線上，泥漿損失及時補漿，確保吊裝過程槽壁安全。

3.8 水下混凝土灌注

鋼筋籠吊裝定位后，在拼幅鋼筋籠型鋼外側采用安裝接頭箱，回填沙袋方式將成槽超挖部分填充密實，防止混凝土擾流影響下一槽段施工。澆筑方法同正常槽段地下連續墻水下混凝土灌注。為確保混凝土澆筑連貫性，防止斷樁。嚴格按照方案要求進行混凝土原材料質量控制，正式澆筑前需確保現場混凝土運輸車有2～3輛富余量。考慮拼幅施工挖槽時間較長混凝土浮漿厚，水下混凝土超灌深度可適當加深，控制在50～80 cm。確保冠梁施工鑿除混凝土浮漿后強度滿足設計。另為確保保護套管處地連墻混凝土密實度，待混凝土澆筑完成后，人工采用振搗棒對應位置混凝土進行復振。

3.9 橫穿管線與地下連續墻交接處二次封堵與加固

待整個基坑封閉且冠梁及第一道支撐施工完成后，對管線保護部位地下連續墻進行掏挖，檢查封閉質量。現場根據管線保護盒處的滲漏情況，通過化學注漿進行封堵，為后期管線懸吊保護與基坑開挖提供干燥、安全的施工環境，如圖3所示。

圖3 橫穿管線與地下連續墻交接處二次封堵與加固

3.10 效果評價

基坑開挖后，觀察鋼筋籠接頭處及管線包裹處無滲漏現象，地下連續墻表面平整，質量等同于正常地下連續墻。實現了不切改管線施工的目的，回避了傳統地下連續墻避讓法施工豎向通縫，節省豎向通縫后期處理費用，縮短了工期，規避了一系列后期的通縫加固處理的風險。開挖后接頭效果如圖4所示。

圖4 開挖后接頭效果

4 結束語

橫跨城市管線直接施工地下連續墻的方法，是明挖車站施工時、管線改遷不及時、為滿足工期限制的一種措施。該方法節約了工期的同時節約了管線改遷切割的費用，是值得借鑒的一種施工方法。但因施工成槽時間較長，容易造成坍孔，施工時必須加強護壁泥漿質量控制。因為管線最終橫跨基坑，施工過程中需對懸掛管線做相應的保護措施，確保管線安全。

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