富水砂層中橡膠止水帶式地連墻施工關鍵技術

摘" 要：為提高富水砂層中地連墻施工質量和防水性能，北京地區地鐵車站地連墻施工首次采用橡膠止水帶接頭。依托該工程，詳細分析富水砂層中地連墻施工特點、橡膠止水帶特征，總結施工技術體系和工藝流程，提煉關鍵施工技術。研究表明，橡膠止水帶、接頭箱和成槽施工是影響地連墻質量的關鍵因素；需要優化漿液配比，配備千斤頂對接頭箱拔出預松動并控制接頭箱拔出時間。

關鍵詞：地鐵車站；富水砂層；地連墻；橡膠止水帶；接頭

中圖分類號：TU990.3" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：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

地連墻幅間連接接頭部位的滲漏現象一直是頑疾，尤其富水砂層地連墻施工多采用工字鋼和鎖扣管接頭剛性接頭，由于接頭剛性與混凝土剛性存在較大差別，接頭部位兩側集中應力不得不通過變形消除應力，導致接頭與混凝土的剝離從而形成滲漏通道，多采用費工時、造價高的接頭，通過后旋噴或攪拌方式處理。

橡膠止水帶在地下工程中的應用較多，李家龍等[1]針對地下綜合管廊應用橡膠止水帶進行過研究，周游等[2-5]均對軟土地區地鐵工程地連墻應用橡膠止水帶進行了應用及研究，取得了一定的研究成果。目前針對富水砂層的施工技術研究鮮有文獻報道。

通過北京地鐵某車站富水砂層地連墻的橡膠止水帶接頭施工技術實踐與總結，系統地探討了橡膠止水帶的施工工藝和關鍵控制要點，可為今后的類似工程提供借鑒。

1" 工程概況

地鐵車站為雙層單柱雙跨島式車站，如圖1所示，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層；底板埋深17.1 m，總長398.6 m，標準斷面寬度20.1 m。

工程影響范圍內由上自下地層為人工填土層（Qml）、新近沉積層（Q42+3al+Pl）、第四紀沖洪積層（Q4al+pl），主要地層為透水性較強的粉細砂層和中粗砂層。

基坑開挖2/3深度范圍為砂層，地下水較為豐富，涉及潛水（二）、承壓水（三）、承壓水（四），分別位于車站頂板下1.8 m、中板上1.0 m、中部下1.9 m。車站東側4～8 m存在一條溝渠，溝渠底高比主體結構低2.2 m，常水位比主體結構高0.7 m。

由圖2可知，車站東側4～8 m存在一條溝渠，溝渠無河底襯砌及護坡，溝渠坡頂比主體結構頂高2.2 m；溝渠的底標高比主體結構頂低2.2 m；常水位比主體結構頂部高0.7 m。

富水砂層在地連墻施工中受擾動的表現如下：①砂層受擾不斷坍塌，槽壁孔擴展；②終孔清孔時，由于槽壁周邊護壁泥漿的稀釋而造成護壁強度損失，引起槽壁進一步擴展；③灌注混凝土壓力的增加而擠壓砂層，混凝土漿體在槽壁強度薄弱的位置發生擾流形成類似砂漿包裹體。

車站圍護體系采用長23.6 m，厚800 mm地連墻+3道鋼管內支撐結構形式，頂部支撐通過冠梁封閉，開挖采用中拉槽方式，支撐隨著開挖面逐步設置。開挖過程墻體受力不均，極易產生不均勻變形。

2" 地連墻接頭設計

地連墻寬6 000 mm，厚800 mm，共142幅。其中有15幅采用橡膠接頭施工。

地連墻分幅段間安放的橡膠止水帶以及接頭橫向連續轉折路徑延長了地下水滲流線路，利用橡膠延性特點應對槽段間的變形效應，從而減小連接處滲漏。同時，橡膠止水帶的變形中孔為變形提供緩沖空間，消減兩側的應力，避免應力過大發生兩側混凝土面的剝離。具體參數要求見表1。

接頭箱是橡膠接頭關鍵構件之一，其背寬應小于連續墻厚度，長度應根據連續墻的深度進行整體或是分節組合，接頭箱端部開口應小于橡膠止水帶環寬以保證橡膠止水帶封水效果，具體參數如圖3所示。

根據橡膠止水帶接頭，受力主筋根據結構計算確定，通過地下連續墻幅寬（L）對地下連續墻的水平桁架筋、豎向桁架筋進行定位，包括首開槽、順接槽、閉合槽的鋼筋籠設計，如圖4所示。

3" 工程實踐應用

3.1" 施工準備

由圖5可知，施工的機械設備包含成槽機械、起重機械、剝離設備和起拔設備（液壓千斤頂）等地連墻施工機械，并準備千斤頂起拔裝置以及時應對富水砂層起拔困難的情況。

除一般材料外，針對橡膠止水帶接頭施工還應包括：①止水帶采用特種B-FG型B類槽壁橡膠。②接頭箱的設計應滿足工程實際需要，接頭箱材料的強度與剛度應滿足要求，一個施工單元至少需要配備2組接頭箱方可進行正常施工。

3.2" 施工要點與成效

在地連墻正常施工的流程中，針對橡膠止水帶接頭的相關施工工藝流程進行梳理，施工流程如圖6所示。

3.2.1" 施工要點

施工關鍵工序如下。

1）接頭箱長30 m在工廠分3段進行預制，預留栓孔，根據地連墻成槽深度，通過栓孔連接分節段，外焊鋼板形成整體。采用定位器精確定位并下放接頭箱。

2）橡膠止水帶通過壓入方式設置，間隔1.5 m在其兩側通過楔入短鋼筋進行固定，確保止水帶順直。

3）首開槽施工抓槽需要考慮地幅寬2個接頭箱頂寬及其外放的寬度300 mm，成槽后設置鋼筋籠及兩端接頭箱進行混凝土澆筑。

順接槽施工抓槽需要考慮幅寬一個接頭箱頂寬及其兩端外放的寬度300 mm，如圖7所示。成槽后拔出前槽的接頭箱，設置鋼筋籠及順接接頭箱后澆筑混凝土。

閉合槽段鋼筋籠尺寸需要實際測量制作，消減施工積累誤差，確保閉合銜接。閉合槽成槽后拔出前槽接頭箱，設置鋼筋籠及順接接頭箱后澆筑混凝土。

4）接頭箱拔除通常在澆筑完成10 h后進行，混凝土強度通常可達設計強度的10%。橡膠止水帶在剝離過程中不會撕裂破壞，也不會失穩失效，如圖8所示。

施工控制要點如下。

1）接頭質量控制。橡膠止水帶的拉伸強度、撕裂強度、扯斷伸長率應滿足要求，起拔時不發生破壞現象，保證剝離時不發生扯斷現象。

接頭箱形式可結合地層特點設計，材料、連接形式可根據地連墻深度設計，滿足自身的強度與剛度。

另外，根據軟土地層特點，設置千斤頂設備將接頭箱預松動，消除初始摩擦力后，通過履帶吊將接頭箱吊出。本工程參考軟土地區施工經驗，首幅接頭箱采用挖掘機進行剝離，對接頭箱產生較大破壞且未實現將接頭箱吊出。后采取頂升設備將接頭箱進行預松動，消除初始摩擦力，頂升1 m之后，通過履帶吊順利將接頭箱吊出，橡膠止水帶未受到破壞。

2）成槽施工質量控制。漿液配比應根據富水砂層的特點而增加膨潤土用量，保證泥漿比重不小于1.1 g/cm3，保持槽段護壁要求。

抓槽施工應在前槽段混凝土初凝前減少對前槽接頭箱的擾動，在初凝后（現場澆筑后4～6 h）再進行鄰近接頭箱部位的抓槽施工，并控制成槽時間，以確保接頭箱順利拔出。

為避免混凝土在接頭箱周圍與砂層混合形成砂漿而增大接頭箱拔出的阻力，接頭箱拔出時間宜在混凝土澆筑后10～15 h內剝離及拔出。

槽內清孔確保效果，初步清孔滿足要求后即下放鋼筋籠，以避免槽壁坍塌。鋼筋籠設置完成后再進行清孔工作，確保槽底沉渣厚度不大于100 mm，槽內漿體含砂率不大于5%。

3.2.2" 施工成效

1）施工質量：采用超聲波設備檢測了地連墻成槽質量，尤其是橡膠止水帶接頭處的墻身完整性，按照聲學特征綜合判定為Ⅰ類樁，見表2。

2）地連墻變形：基坑開挖結束后，地連墻水位最大位移為27.7 mm。開挖17.1 m深，位移監測變形最大值位于12 m處，變形最大值均小于控制值30 mm。

3）滲漏情況：地連墻橡膠止水帶接頭部位存在8處濕漬，不需要處理；僅1處滲漏，通過聚氨酯進行封堵，見表3。

4" 結束語

依托北京地區首次采用橡膠止水帶接頭的某地鐵車站地連墻的施工實踐，總結施工經驗，得到的結論如下。

1）橡膠止水帶、接頭箱的選型設計和施工質量，以及成槽施工工藝和質量是影響地連墻質量的關鍵因素。

2）根據富水砂層的特點，應優化漿液配比，配備千斤頂在拔出接頭箱前預松動，同時控制接頭箱拔出時間。

3）今后應對高強混凝土澆筑時的防繞流技術展開研究，以消減富水砂層幅寬擴展及擾流后形成的阻力。

參考文獻：

[1] 李家龍，許利東，曹慧，等.綜合管廊變形縫橡膠止水帶施工技術研究[J].施工技術，2020，49（S1）：833-834.

[2] 周游.地下連續墻GXJ橡膠止水帶接頭與工字鋼接頭應用對比分析[J].價值工程，2019，14（1）：78-80.

[3] 王斌.地鐵車站地下連續墻接縫施工質量控制要點分析[J].工程技術與應用，2020，20：95-96.

[4] 馮國衛.巖層地區地下連續墻橡膠止水帶接頭施工中分離式接頭箱的應用[J].建筑施工，2021，43（8）：1440-1441，1443.

[5] 楊子松，王海俊，鈕文敖，等.超深地下連續墻橡膠接頭的接頭箱設計及應用[J].建筑施工，2021，45（8）：1532-1535.

第一作者簡介：車凱（1981-），男，高級工程師。研究方向為城市軌道交通工程建設施工及技術研發。