流变地层大型地铁换乘车站地下连续墙施工技术——以上海轨道交通11号线御桥路站为例

张叶各

（中交隧道工程局有限公司，北京100088）

流变地层大型地铁换乘车站地下连续墙施工技术
——以上海轨道交通11号线御桥路站为例

张叶各

（中交隧道工程局有限公司，北京100088）

文章以上海轨道交通11号线北段（二期）工程御桥路站为例，详细阐述了流变地层大型地铁换乘车站地下连续墙的施工流程及具体的施工技术，并对施工中出现的常见问题及预防措施进行了探讨。目前该地下连续墙工程已经施工完成88%，并取得了良好的施工效果，实践证明该施工技术方案是可行的，合理的。该工程的成功实施可为流变地层中基坑工程地下连续墙的设计与施工提供一定的借鉴。

御桥路站；流变地层；基坑工程；地下连续墙；施工技术

1 工程概况

1.1 御桥路站概况

上海轨道交通11号线御桥路站沿御桥路设置，净长321m，为地下二层双柱三跨车站。本站与18号线换乘，换乘段为地下三层。标准段基坑深度约17.49～18.18m，顶板覆土厚度3.2m。换乘段基坑深度约25.9m，覆土约4.3～6.0m。

御桥路站主体位于御桥路与御青路交口，沿御桥路呈东西方向布置，西北侧为待开发用地，东北侧为新建高楼小区，南侧为既有商业区及住宅小区。车站围护结构距离附近12层居民楼14.4m，与最近三层建筑物相离9.6m，与附近18层居民楼相距25.86m。

1.2 工程地质条件

经勘探揭示，拟建场地为古河道沉积区，第⑥层暗绿色硬土层缺失。在勘探深度范围内，自上而下可分为六个大层，根据土性的不同分为15个亚层及1个夹层。其中①层为近代人工堆填，②～⑤层为第四纪全新世Q4沉积层，⑦层为第四纪上更新世Q3沉积层。

1.3 水文地质条件

拟建场地地下水由浅部土层中的潜水及赋存于⑤1A、⑤2层中的微承压水、赋存于⑦层中的承压水组成，主要补给来源为大气降水、地表径流，受气候、季节、降水量的影响而有变化。

地下水位按年平均水位埋深0.5m计。场地⑤1A、⑤2层为微承压水层，⑦层为承压含水层。⑤1A层微承压水埋深约为5.40～ 6.82（-1.69～-2.79）m；⑤2层微承压水埋深约为4.76～5.80m（-0.77～-1.71m），⑦层承压水埋深约为8.70～9.07m（-4.71～-5.07m）。

1.4 围护结构设计

车站基坑设计采用地下连续墙围护结构，标准段地下连续墙厚800mm，换乘段地下连续墙厚1200mm。图1为车站标准段围护结构横断面图。

图1 车站标准段围护结构横断面图

分析可知，车站主体标准段底板位于⑤11灰色粘土，地续墙墙趾位于⑤3A灰色粉质粘土夹粉砂层；端头井底板位于⑤11灰色粘土，地下连续墙墙趾位于⑤3A灰色粉质粘土夹粉砂层及⑤3B灰色粉质粘土；换乘段底板位于⑤2层灰色砂质粉土夹粘土，地下连续墙墙趾位于⑦2层灰色粉砂。

御桥路站大部分主体结构都位于粘土、粉质粘土或者淤泥质粘土地层中。粘土地层往往具有强度低、可压缩性高、含水量大等特点，表现出很强的流变性。在此类地质条件的基坑施工中稍有不慎，极易造成过大的围护体侧向位移、周围地表沉陷及坑底隆起，进而导致地铁车站结构本体的稳定和周边环境的安全事故。

在此背景下，对流变地层中大型地铁换乘车站地下连续墙的施工技术进行详细研究，以期获得的研究成果对类似工程的设计与施工提供一定的借鉴。

2 工程重难点分析

2.1 交通影响

御桥路站主体位于现有御桥路与御青路下，连续墙施工前必须先将道路改移。

2.2 管线影响

施工范围内主要管线有：上水管、电力电缆、路灯电缆、雨水管、污水管、信息缆等管线，其中南侧电力电缆为架空电缆（通信合杆）纵横交错于车站南侧3号出入口上方。

2.3 不良地质条件

该工程地质情况复杂，地下存在多种不良地基土、各种管线、承压水、沼气、突涌等都对车站施工会产生一定影响。第①1、①2层填土：该层结构松散，基坑开挖时易产生坍塌现象。第②3、③2、⑤1A、⑤12层开挖时可能会产生流砂、管涌现象。第③1、③3、④层开挖时受扰动易发生结构破坏和流变。第⑤11层灰色粘土：场地内分布较稳定，土质不均匀，夹薄层粉砂，开挖时受扰易发生结构变形。地下存在信息光缆、上水、污水、电力、雨水、电信等多种管线都是影响该工程施工的因素。

2.4 施工与世博同行

为保证世博会顺利召开，该工程积极响应上海市政府及业主的一切要求，合理安排施工，同时保证按期完成施工任务，并保证施工场地为“绿色场区”，响应“城市让生活更美好”的世博口号。

3 地下连续墙施工技术

3.1 地下连续墙施工流程

地下连续墙施工流程如图2所示。

3.2 地下连续墙施工技术

图2 地下连续墙施工工艺流程图

3.2.1 测量放线

测量放线分为平面测量与高程测量。

3.2.2 导墙制作

（1）施工部署

该工程采用“┑┍”型整体式钢筋混凝土结构导墙。导墙施工参数如表1所示。

表1 导墙施工参数

导墙要对称浇灌，强度达到70%后方可拆模。拆模后设置上下二道直径为100mm的圆木支撑。

导墙在地下连续墙转角处需要外放，以保证成槽机抓斗能够起抓。T型槽段的T字头处需外放100mm，以便锁口管设置。

地下连续墙施工后，土方开挖前，须对导墙进行拆除。

（2）施工流程

测量放样→挖土→施作垫层→立模及浇灌混凝土→拆模及加撑。

（3）施工要点

①导墙挖土前，应先确认地下管线。如遇不明障碍物或管线，摸清情况后及时清障及回填，回填采用三合土（水泥、黄砂、粉煤灰），应分层回填压实。

②导墙必须坐落于老土之上。

③导墙钢筋一侧与道路上的钢筋绑扎连接。

④经常观察导墙的间距、整体位移、沉降，并作好记录，成槽前做好复测工作。

⑤穿过导墙的施工道路，必须用钢板架空。

3.2.3 泥浆工艺

（1）泥浆配制及管理性能指标

新制泥浆按经验公式配置，陶土∶CMC∶碱∶水=0.12∶0.06∶0.035∶1，一般比重为1.05～1.10t／m3，粘度20～25sec。

对于回收的泥浆，经过净化设备处理后，重新调整，达到标准后才能使用。

对于各种泥浆的管理性能指标如表2所示。

表2 泥浆管理性能指标

（2）施工技术要点

①泥浆搅拌严格按照操作规程和配合比要求进行，泥浆拌制后应静置24h后方可使用。

②对被置换后的泥浆进行测试，对不符合要求的泥浆进行处理。

③对水泥污染严重及超比重的泥浆作废浆处理。

④严格控制泥浆的液位，保证泥浆液位在地下水位0.5m以上，且不低于导墙顶面以下0.2m，液位下落及时补浆，以防塌方。

⑤施工过程中回收泥浆应测定其指标，及时按标准进行废除、调整。清孔后泥浆性能指标为：比重=1.10～1.15 t／m3，粘度=20～25sec。

⑥泥浆制备量必须满足每幅地下连续墙用量；成槽过程中送浆必须与成槽同步，液面始终位于导墙下0.3m左右。

3.2.4 成槽施工

（1）成槽工序

①槽段放样

在导墙上精确定位出地下连续墙分段标记线，并根据地下连续墙实际尺寸在导墙上标出锁口管位置。

②成槽设备选型

该工程地下连续墙厚度分为800mm、1200mm，成槽最大深度约为47m，根据施工技术要求，选用配备垂直度显示仪表和自动纠偏装置的SG35、SG40型成槽机。

③成槽机垂直度控制

成槽前利用水平仪调整成槽机的水平度，利用全站仪控制成槽机抓斗的垂直度。成槽过程中，利用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度。

④成槽挖土顺序

根据每个槽段的宽度，确定挖槽的幅数和次序，对三序成槽的折线槽段，采用先两边后中间的顺序；异形墙幅要先于施工，对于有竖向预埋件的槽段也要靠前施工；当相邻两幅墙深浅不一，墙厚不同时，要先做深、再做浅，先做厚，再做薄；对需要三孔开槽的槽段，要按照先两边后中间的顺序；对于单元槽段的开挖，宜采用“跳二挖一”的间隔式开挖方式。合理安排成槽顺序，可以尽量避免施工中对相邻墙幅的扰动，避免槽壁坍塌，减少墙体的竖向沉降；尽量使得拐角处地下连续墙做成双雄槽段，以保证地下连续墙质量。

⑤成槽挖土

成槽过程中，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，根据成槽机仪表及实测的垂直度情况及时纠偏。

⑥槽深测量及控制

槽深采用标定好的测绳测量，每幅根据其宽度测2～3点，同时根据导墙实际标高控制挖槽的深度，以保证地下连续墙的设计深度。

（2）成槽施工

①成槽准备工作

成槽前必须测量导墙顶标高。

成槽机、自卸车就位。成槽机就位后，纵横两个方向垂直度都要使用经纬仪进行校正。

拆除单元槽段导墙支撑，并在槽段两侧进行封堵、清除导墙内垃圾杂物，注入合格泥浆至规定标高（导墙面下200mm）。

②成槽工艺

成槽直线槽段采用先两侧后中间抓法；转角槽段先短边后长边抓法；成槽过程中抓斗垂直导墙中心线向下掘进。

成槽机下降及提升速度应控制在15m／h左右，抓土不宜过快，以防槽壁失稳。当挖至槽底2～3m时，应放测绳测深，防止超挖和少挖，控制沉渣厚度在100mm以内。

成槽至标高后，连接幅与闭合幅应先刷壁10次以上，然后扫孔（扫孔时抓斗每次移开0.5m左右），再选2个断面进行超声波测壁，槽壁垂直度需全部测试。

（3）施工要点

①成槽施工前先进行试成槽，以便核对地质资料。

②成槽过程中大型机械不得在槽段边缘频繁走动，以确保槽壁稳定，如发现泥浆翻泡，大量流失或地面有下陷挖掘深度无变化现象时，应立即停止施工，待商议处理后恢复。

3.2.5 清孔及接头处理

成槽完毕达到设计标高后，插入圆形锁口管，空隙处填泥。采用撩抓法清底，保证槽底沉渣≯100mm。

3.2.6 圆形锁口管吊放

清基合格后，由履带吊立刻吊放锁口管，分节垂直插入槽内，插入槽底0.3～0.5m，以保证密贴，防止混凝土倒灌。上端口与导墙连接处用槽钢楔实，防止浇灌混凝土时移动；锁口管后侧填实，防止倾斜。

3.2.7 钢筋笼的制作和吊放

（1）钢筋笼制作平台

根据成槽设备数量及施工场地实际情况，搭设2个钢筋笼制作平台，用于现场加工钢筋笼。平台尺寸6.5m×40m、6.5m× 50m，采用8#槽钢制作。为便于钢筋放样布置和绑扎，在平台上根据设计的钢筋间距、插筋、预埋件、及钢筋接驳器的位置画出常用的控制标记，以保证钢筋笼和各种预埋件的布设精度。地下连续墙钢筋平台结构图如图3所示。

图3 地下连续墙钢筋平台结构图

（2）钢筋笼吊装加固

该工程钢筋笼采用整幅成型起吊入槽，钢筋笼桁架制作示意图如图4所示。

图4 钢筋笼桁架制作示意图

（3）钢筋焊接及保护层设置

主筋搭接采用闪光对焊，其余采用单面焊接，焊缝长度满足10d。地下连续墙保护层厚度开挖面为70mm、迎土面为35mm。为保证保护层的厚度，在钢筋笼宽度上水平方向设两列定位钢垫板，每列定位钢垫板竖向间距3m。

（4）钢筋笼吊放

该工程钢筋笼长度和重量较大，采用一次吊放。经计算，使用1台250t和1台100t的履带吊。起吊时主钩起吊钢筋笼顶部，副钩起吊钢筋笼中下部，多组葫芦主副钩同时工作，使钢筋笼缓慢吊离地面，并改变笼子的角度逐渐使之垂直，吊车将钢筋笼移到槽段边缘，对准槽段按设计要求位置缓缓入槽并控制其标高。钢筋笼放置到设计标高后，利用槽钢制作的扁担搁置在导墙上。

3.2.8 水下混凝土浇灌

（1）施工要求

①地下连续墙混凝土设计标号为水下C30，实际提高一个等级，抗渗等级P8。

②水下混凝土浇灌采用导管法施工，导管选用D=260mm的圆形螺旋快速接头型。

（2）准备工作

①检查上道工序后，对连接幅、首开幅槽段进行锁口管吊放拼装，并用顶升架锁定。

②吊放浇灌架，接导管。槽段宽度≤4m时，采用1根导管；槽段宽度＞4m时，采用2根导管，，导管口距孔底约为0.5m。

③在导管内放入隔水球胆，球径为Ф250mm。

④在槽口吊放泥浆泵，接好泥浆回收管路，直通调整池。

（3）施工工艺

准备工作结束后，要求混凝土供应能力在36m3／h左右，来料均匀连续，和易性良好，坍落度为180～220mm。

①球胆浮出泥浆液面后回收，以备继续使用，在混凝土开浇同时，开动泥浆泵回收泥浆，最后5m左右，若泥浆污染严重，则抽入废浆池。

②混凝土不断送入导管内，每浇完1～2车混凝土，记录来料方量和实测槽内混凝土面深度所反映的方量，用测绳校对一次，二者应基本相符。

3.2.9 圆形锁口管提拔

该工程使用抱箍式锁口管起拔设备拔锁口管。

圆形锁口管提拔与混凝土浇灌相结合，混凝土浇灌记录作为提锁口管时间的控制依据。根据水下混凝土凝固速度的规律及施工实践，混凝土浇灌4～5h后开始提拔，以后每隔30min提升一次，其幅度为50～100mm，并观察接头管的下沉，待混凝土浇灌结束后6～8h，即混凝土达到终凝后，将接头管一次全部拔出并及时清洁和疏通。

3.2.10 基底处理

在地下连续墙成槽完毕，在下锁口管、钢筋笼、导管的过程中，有新沉渣产生，影响以后地下墙的承载力并增大沉降量，因此需要对基底沉渣进行处理。

在钢筋笼上通长安装两根注浆管，注浆管的下端比实际槽深大0.5～1m。在地下连续墙混凝土达到设计强度70%后，开始压入水泥浆进行加固。

4 施工常见问题及预防措施

4.1 槽壁坍塌

施工时挖槽采用跳槽法施工，液压抓斗挖槽时必须保证抓斗垂直上升下降，使其轴线与导墙轴线重合，满足槽壁垂直度＜H／300m。为此必须注意以下两点。

4.1.1 泥浆制作

泥浆是地下连续墙施工中槽壁稳定的关键。必须根据地质、水文资料，采用膨润土、CMC、纯碱等原料，按一定比例配制而成。成槽时，依靠槽壁内充满触变泥浆，并使泥浆液面保持高出地下水位0.5～1.0m。性能良好的泥浆失水量少，泥皮薄而密，具有较高的粘接力，这对于维护槽壁稳定，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几个问题：

（1）泥浆液面控制

成槽的施工工序中，泥浆液面控制是非常重要的一环。只有保证泥浆液面的高度高于地下水位的高度，并且不低于导墙以下0.5m时才能够保证槽壁不塌方。泥浆液面控制包括两个方面：

①成槽施工中的液面控制；

②成槽结束后到浇灌混凝土之前的这段时间的液面控制。这项工作往往受到忽视，但是泥浆液面的控制是全过程的，在浇灌混凝土之前都是必须保证合乎要求的，只要有一小段时间不合要求就会功亏一篑。

（2）地下水的升降

遇到降雨等情况使地下水位急速上升，地下水又绕过导墙流入槽段使泥浆对地下水的压力减小，极易产生塌方事故。

地下水位越高，平衡它所需用的泥浆密度也越大，槽壁失稳的可能性越大，为了解决槽壁塌方，必要时可部分或全部降低地下水，泥浆面与地下水位液面高差大，对保证槽壁的稳定起很大作用。所以另一个方法是提高泥浆液面，泥浆液面至少高出地下水位0.5～1.0m。发现漏浆跑浆要及时堵漏补浆，以保持泥浆液面高度。

（3）另外，挖槽施工、钢筋笼入槽、导管入槽、混凝土浇灌应快速进行，加快施工进度，减少不必要的空置时间，防止槽壁坍塌。

4.2 成槽垂直度控制

（1）成槽机平稳就位，下铺设钢板。

（2）根据成槽机纠偏装置的特点进行垂直度控制，随抓随纠，使用超声波测壁仪作最终检测，检测率为100%。

（3）遵循轻提慢放，严禁满抓，控制速度。

4.3 钢筋笼制作

（1）钢筋笼平台须校正。

（2）控制焊接电流，保证焊接质量。

（3）固定搁置点标高按固定位置实测导墙面标高，以确定吊筋长度。

（4）对异型钢筋笼，在起吊的位置进行加强，确保钢筋笼在起吊以后不发生散架。

4.4 混凝土浇灌

（1）导管底离槽底距离应满足要求，导管埋入混凝土深度≮1.5m。

（2）浇灌过程中测定混凝土面高度，再据此提拔导管，严禁埋管过深或拔空，两根导管混凝土面标高差异≤0.5m。

4.5 槽内泥浆流失

（1）导墙施工前摸清地下管线情况，应将管道封堵。

（2）成槽过程中由于不明管线造成泥浆流失，须将漏浆源找出并进行有效封堵。

5 结束语

上海轨道交通11号线北段（二期）工程御桥路站属地铁大型换乘车站，基坑深度大、车站结构复杂，所处地质属软土流变地层，并伴有流沙涌水的特征。本文结合工程实践，详细阐述了流变地层大型地铁换乘车站地下连续墙的施工流程及具体的施工技术，并对施工中出现的常见问题及应急措施进行了探讨。

目前，御桥路站地下连续墙工程已经施工完毕，从施工效果来看，质量较好，实践证明本施工技术方案是可行的，合理的。该工程的成功实施可为流变地层中基坑工程地下连续墙的设计与施工提供一定的借鉴。

[1]铁道第三勘察设计院集团有限公司.上海轨道交通11号线北段工程设计文件[R].2010，9.

[2]史玉金.上海地铁隧道建设中工程地质条件及主要地质问题研究[J].工程地质学报，2010，18（5）：774-780.

[3]闫周福.软土地区深基坑开挖对围护结构及其周边环境影响的研究[D].重庆：重庆大学，2003.

[4]周铮，俞建国.复杂地质条件下地下连续墙施工质量问题的预防及治理[J].建筑施工，2007（8）：584-586.

责任编辑：孙苏

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

张叶各（1979-），男，湖北荆门人，本科，工程师，主要从事土木工程施工及管理工作。