文華路站地下連續墻施工過程中的風險控制分析

馬琦

（北京市中鐵二十二局集團軌道工程有限公司，北京 100040）

0 引言

地下連續墻指的是利用挖槽設備，沿著地下構筑物及基坑等周邊，采用泥漿護壁技術，開挖出具有一定深度和寬度的溝槽，并設置鋼筋籠采用導管法澆筑混凝土，在地下形成一道連續的鋼筋混凝土墻，在基坑施工中具有良好的防水、承重、擋土、降噪、鄰近建筑物基礎支護等作用[1-2]。地下連續墻施工技術最早起源于歐洲，1950 年意大利首次采用了護壁泥漿地下連續墻施工，之后地下連續墻施工技術開始在世界各國大范圍應用。我國最早于1958 年在青島水壩防滲墻施工中應用。地下連續墻由于其在深基坑工程中的獨特優勢，成為深基坑工程與地下工程中有效的技術手段[3]。但地下連續墻施工過程中存在一定的風險，經濟和技術等原因導致施工中仍然有事故發生，這可能導致經濟損失、人員傷亡以及負面社會影響。因此，在地下連續墻施工中，需要預防風險以減少事故發生的概率，確保施工質量[4]。

1 工程概況及地質條件

1.1 工程概況

文華路站位于北京回龍觀西大街與文華路交叉口的西側，沿著回龍觀西大街設置，位置相對明確。車站周邊環境如下：西北方向與回龍觀西大街毗鄰，北側是回龍觀法制公園綠地，背后是高層住宅樓；東北方向有多層辦公樓；東南方向是創客廣場（多層商業）；西南方向是回龍觀體育公園。地鐵站內設有單渡線和停車線。該站為地下兩層一側一島車站，其中島式站臺寬度為11m，側式站臺寬度為7m。車站總長為378m，有效站臺寬度為158m。標準段寬度為24.6m，高度為14.05m，加寬段寬度為31.7m、31.9m，高度為15.05m。車站有效站臺中心位置的軌面標高為25.5m，覆土約為3.3m，底板埋深約為17.9m。車站采用二層三跨結構形式，并設置5 個出入口、1 個緊急疏散口和2 個無障礙電梯口。車站的圍護結構采用地下連續墻，項目共設置了142 幅地下連續墻，標準幅寬度為6m，厚度為0.6m。其中，有130 幅為“一”字型墻，8 幅為“L”型墻，4 幅為“Z”型墻。鋼筋籠的長度有三種，分別為29.48m、26.83m 和24.38m。車站主體結構施工采用明挖法，大部分區域采用明挖法施工，而出入口下穿道路段采用暗挖法施工。

1.2 地質條件

該工程的土層自上而下主要包括黏土、細砂、細中砂等地層，而基地主要位于粉質黏土層。地下水分為上層滯水（位于上部雜填土層、粉土層，水位埋深為2～3m）、潛水（位于粉質黏土層、細中砂層，水位埋深為5～7m）和承壓水（位于粉質黏土層，水位埋深為21.9～25m）。圖1 展示了文華路站的地質圖，顯示砂層相對較厚且地下水位豐富。需要注意的是，在進行地下連續墻的槽施工時，可能面臨槽壁坍塌的風險。

圖1 文化路站地質圖

2 地下連續墻施工過程中存在的風險分析

2.1 槽段內墻側土體塌方，地下連續墻塌槽

在進行地下連續墻的成槽施工過程中，使用成槽機開挖槽段時需要注入泥漿。盡管注入的泥漿具有護壁作用，但由于各施工現場的地質條件不同，泥漿對槽壁穩定性的保障作用并非100%。特別需要注意的是，在成槽機開挖槽段時，成槽機自身的重力和振動等因素可能對槽段的穩定性產生影響。

槽壁土體的塌方和失穩可分為局部失穩和整體失穩兩種情況[5]。局部失穩指的是在成槽施工階段，當泥皮尚未形成時，槽壁的穩定主要依賴于泥漿對土體的滲透力。針對該項目的地下土層較重的砂性情況，當成槽機開挖導致泥漿液面出現較大波動或抓斗離開液面導致液面急速下降時，可能引起溝槽內墻側土體失穩，導致槽段內側土體塌方，造成超挖現象。這將增加混凝土的使用量，增加施工成本和難度。整體失穩主要指淺土層（距離地表5～15m）的失穩現象，主要原因是槽段內土體受壓不足，導致墻側土體出現鼓包等問題。

2.2 地下連續墻鋼筋籠吊裝卡槽

在地下連續墻的鋼筋籠吊裝施工中，如果槽壁的垂直度與鋼筋籠的垂直度無法完全匹配，可能導致鋼筋籠被卡住，進而導致鋼筋籠無法正確放置，從而降低地下連續墻的圍護效果。在該項目中，地下連續墻采用三種設計形式，即“一”字型墻、“L”型墻和“Z”型墻。通過設計，將“Z”型墻的鋼筋籠改為兩幅“L”型鋼筋籠的拼接形式。在該項目中，存在著異形槽幅鋼筋籠，這在鋼筋籠吊裝過程中更容易出現吊裝變形和卡槽等問題。

2.3 地下連續墻滲漏水

在地下連續墻的混凝土澆筑過程中，如果混凝土的澆筑質量較低或者地下連續墻的接頭處理不當，可能導致基坑開挖時出現地下連續墻滲漏水的問題，從而影響基坑的安全性和進度等方面。因此，在地下連續墻的施工過程中，特別需要注意預防地下連續墻滲漏水的問題。

3 地下連續墻施工過程中的風險控制措施

3.1 槽段墻側土體塌方，地下連續墻塌槽的風險控制措施

在進行連續墻施工前，應先進行試開槽。試開槽的目的是讓工作人員更好地了解成槽機的機械特性和性能，以便熟練掌握和正確使用機械設備，從而確保地下連續墻的施工質量。在試開槽過程中，應仔細觀察從槽段內取出的淺層土質，并與地質勘探報告進行對比。如果發現與地質勘探報告不符，應根據實際槽段土質數據調整泥漿的參數和性能指標，以確保槽段施工時槽壁的穩定性，并降低槽段墻側土體塌方的風險。

在使用成槽機進行開槽施工時，應使成槽機的履帶與導向壁平行，并控制好成槽機抓斗的半徑，盡量保持一定距離離開導向壁。此外，還應在成槽機軌道下方鋪設鋼板，以減少對地面的壓力，從而降低成槽機的壓力和振動對槽壁的影響。使用成槽機進行開槽施工時，應輕抬緩放抓斗，合理控制開槽的速度，并使用測量繩測量每個抓斗的深度。在對每個開挖槽段進行泥漿護壁時，應確保注入的泥漿液面高度不低于導墻底部50cm。當抓斗提出護壁泥漿液面時，為防止泥漿液面突然下降，應及時對開挖的槽段進行補漿。完成成槽后，可以使用超聲波測壁儀對選定部分槽段的槽壁質量進行評估。通過對數據的分析，可以了解槽壁塌方和槽壁垂直度情況，從而有效控制槽段墻側土體塌方和地下連續墻塌槽的風險。這種技術手段可以保證地下連續墻的成槽質量，并實現對槽段墻側土體塌方和地下連續墻塌槽風險的有效控制。

3.2 地下連續墻鋼筋籠吊裝卡槽的風險控制措施

地下連續墻鋼筋籠吊裝存在著較大的風險，且鋼筋籠的吊裝對相關技術要求較高，施工企業應在各個層面上構筑起風險防御體系，從而最大程度地降低風險[6]。

在該項目中，采用雙機抬吊法進行鋼筋籠的吊放。通過計算最大槽段鋼筋籠的重量，最終選用200t履帶吊作為主機，85t 履帶吊作為副機。為了確保鋼筋籠的平整度，搭建鋼筋平臺。平臺的基面采用澆筑素混凝土，以保持基面的平整，高差控制在小于2cm。在制作鋼筋籠時，地下連續墻的鋼筋主筋采用直螺紋套筒進行機械連接，其他鋼筋則采用焊接連接。對于異形槽幅鋼筋籠，在垂直于平面的那個面上設置經緯儀來控制邊線的位置，以保證兩個面的夾角控制在一定角度范圍內。同時，采用每隔一定間距設置一個斜角拉筋的方法，并在鋼筋籠內布置縱向桁架，以確保鋼筋籠在吊裝時的平整性和剛度。

在鋼筋籠制作時，根據導墻頂面的實際標高和鋼筋籠安裝標高，確定了吊筋的長度。按照平均分布原則，在桁架上確定了吊點的位置。在該項目中，最終確定采用8 個主吊點，位于鋼筋籠的頂端和中上部，以及16 個副吊點，位于鋼筋籠的中部和下部。對于異形幅鋼筋籠，還增設了“人”字型桁架和斜拉桿進行加強，以防止鋼筋籠在懸空中發生翻轉變形，如圖2 所示。同時，在鋼筋籠制作過程中必須按照設計和規范要求放置保護層鋼板墊塊，以防止地下連續墻澆筑完成后出現漏筋現象。

圖2 拐角鋼筋籠加固示意圖

在鋼筋籠吊放過程中，負責起吊的吊車、鋼絲繩、扁擔梁等設備應具備一定的安全儲備量。在鋼筋籠下放之前，必須對槽壁的垂直度、平整度等進行檢查。在鋼筋籠下放時，應確保吊放的鋼筋籠垂直對準槽段的中心，并采取緩慢的吊放動作。如果出現鋼筋籠卡在槽內的情況，應將鋼筋籠吊出來。待槽壁進行修整，并清除槽底的松土后，方可重新進行鋼筋籠的吊放。

3.3 地下連續墻滲漏水的風險控制措施

在地下連續墻的施工過程中，主要存在接縫滲漏水和墻體大面積濕澤兩個方面的問題。接縫位置是整個施工過程中的薄弱環節，也是最容易出現滲漏水現象的地方。為了防止基坑開挖后接縫位置滲漏水的問題，通常在地下連續墻開挖過程中采取刷壁清理、接縫注漿和高壓旋噴樁等措施[7]。

在混凝土澆筑過程中，懸浮顆粒與混凝土中的砂漿顆粒結合會形成堅硬的膠合物，最終沉積在接縫處，導致基坑開挖后出現接縫滲漏的現象，影響基坑施工進度并可能引發安全事故。為避免這種情況，在該工程中采用自制的強制式刷壁機進行刷壁處理。刷壁機在刷壁過程中緊貼接縫處，并通過斜肋板的設置將豎向力轉換成水平分力，確保刷壁效果。刷壁機進行上下反復刷壁，至少進行10 次，直至刷壁器上不再帶有泥漿，符合規范要求為止。完成刷壁后，應及時進行清底工作。

該工程采用鎖口管柔型接頭形式。在進行地下連續墻混凝土澆筑時，可能出現接頭處混凝土繞流的情況。為應對此問題，首先應了解首開槽段的槽壁測試信息，并根據數據采取相應的施工措施來防止混凝土繞流。此外，在首開槽段采用砂袋回填并加密，以杜絕混凝土繞流的可能性。施工完成后，在清理砂袋過程中，如發現槽段存在混凝土繞流現象，應及時使用專用鏟具進行清除。

在鋼筋籠制作過程中，針對接縫位置，可以預留兩根通長的袖閥管。在地下連續墻施工完成后，通過袖閥管高壓注入超細水泥漿，避免基坑開挖過程中接縫處滲漏水發生。此外，還可以在接縫處外側設置高壓旋噴樁，對接縫處進行封堵，以達到防滲漏的效果。

在地下連續墻澆筑過程中，使用導管之前需要進行水密試驗。在安裝導管時，導管應與槽底保持30～50cm 的距離。在混凝土澆筑過程中，應嚴格控制導管深入混凝土的距離。如果出現導管被拔出的情況，應立即關閉導管，并測量已澆筑混凝土的標高。清除混凝土表面的雜質后，重新開管進行混凝土的澆筑。開管后，導管應向下插入原混凝土面下約1m 的位置，以防止墻體出現夾泥、空洞等問題，從而避免地下連續墻后期的滲漏水現象。

4 結語

地下連續墻技術已有70 多年的歷史，如今越來越多的基坑工程采用這種施工技術。然而，與地下連續墻施工相關的安全事故時有發生，因此如何保障地下連續墻和基坑開挖的安全，以及在地下連續墻施工過程中進行有效的風險防控措施顯得尤為重要。本文以文華路站地下連續墻施工項目為例，詳細分析該項目中可能出現的風險，并制定相應的風險控制措施，以建立完善的風險管理制度，確保施工安全。隨著地下連續墻施工技術的不斷發展，越來越多的新穎施工技術被采用，旨在降低地下連續墻施工的風險并保證施工質量。