地铁车站既有管线下方地下连续墙施工技术

□文/王雷

地铁车站既有管线下方地下连续墙施工技术

□文/王雷

地下连续墙成槽受市政管线等障碍物限制的现象越来越普遍，如何安全顺利的完成此类施工任务成为值得探讨的问题。文章结合天津地铁220 kV电缆下方地下连续墙施工经验，分别介绍了气举反循环和液压槽壁机倾斜成槽配合自制切土箱进行既有管线下方地下连续墙成槽的施工技术并对两种工法进行了对比分析。

既有管线；地下连续墙；成槽；气举反循环；地铁

随着城市化进程的加快，城市轨道交通建设的蓬勃发展，地铁施工条件也越来越受到各种因素的限制。各类地下管线由于涉及产权单位多、切改时间长、协调难度大、财力物力消耗多等因素，成为制约工程建设工期的关键因素。而传统的液压抓斗成槽机只能直上直下进行成槽施工，不能掏挖障碍物下方的土体。本文结合天津地铁220 kV电缆下方地下连续墙施工的成功经验，对既有管线下方地下连续墙施工常用工法的工艺过程、工法特点做简要探讨。

1　工程简介

1.1设计概况

天津地铁6号线南运河站主体基坑长319.6 m，标准段宽32.0 m，标准段开挖深度为17.6 m，围护结构采用800 mm厚地下连续墙，墙深33.0 m。在地下连续墙施工期间基坑内有一趟220 kV高压电缆无法完成切改工作，分别横跨GDL7和GDL17号地下连续墙。

1.2风险分析

220 kV电缆位于车站盖挖段（里程约DK+217.75处），电缆箱涵为混凝土结构，宽2.2 m、，高0.8 m、埋深约1.0 m，箱涵里有6根高压电缆。需要在对220 kV电缆进行原位悬吊保护后，再施作其下方地下连续墙。220 kV电缆为天津市市政设施主干线，涉及整个华北电网系统的供电，无法进行迁改。而且，在施工期间不能对其造成任何损坏损伤，一旦电缆造成损坏将会在3 m范围内产生高压电弧，造成人员触电伤亡。

2　成槽前准备工作

2.1导墙施工

管线附近10 m范围内均采用深导墙形式。导墙深度为3 m、厚度≮30 cm，翼墙长度≮1.5 m，在管道外侧四角各设置一道200 mm×20 mm的角钢，角钢四周焊接厚度为10 mm的钢板，与导墙浇筑成整体对管道进行包裹保护。由于该施工区域紧邻市政排水管道，土体常年受到浸泡多为松散的淤泥，极易塌方，再加上在电缆架护过程中对部分土体产生了扰动。为满足导墙沟槽开挖要求，保证导墙的稳定性，采用3∶7石灰土进行回填。为防止场区5～12 m深度范围内淤泥质粉土层发生槽壁坍塌现象，在槽段两侧距离槽壁0.5 m处（为防止型钢插入时发生偏移，因此距离槽段0.5 m处）各设置一排桩长12 m的型钢咬合围护桩，顶部用工字钢纵向焊接成整体并浇入导墙内，在地下连续墙施工完毕后再拔除，见图1和图2。

图1　导墙结构

图2　型钢围护桩剖面

2.2槽段划分

施工前将管涵影响范围内的地下连续墙分幅进行调整，幅宽调整为2.8 m+d+2.8 m（d为管涵外径，2.8 m为成槽机抓斗的宽度），地下连续墙的中心线调整至管涵的中心处。220 kV电缆处槽段开挖宽度为8.1 m，实际施工完成后每幅墙宽在5.9～6.0 m为保证锁口管的稳定性，将槽段两侧70～75 cm的超挖部分采用大粒径的砾石混合粘土回填密实，实践证明在混凝土灌注过程中混凝土侧压力较大，若回填不密实将导致锁口管发生倾斜，影响地下连续墙接缝的施工质量，见图3。

图3　地下连续墙槽段平面

3　成槽机倾斜配合切土箱成槽

3.1开挖管线两侧槽段

成槽前对施工场地进行平整、硬化，在成槽机站位处铺设20 mm的钢板。按一般的成槽工艺，紧贴管道两侧保护钢板各成一抓，每一抓的宽度为2.8 m。

3.2长臂挖机开挖下方土体

用ZX230型长臂挖机由两侧采用抠挖的方式开挖5～7 m深度范围内的土体。挖掘机的挖掘翅尽量加长以增加开挖的范围。挖掘机站位要准确、牢固，挖掘机的机械臂要严格与地下连续墙中心线重合。在开挖过程中注意由专人指挥，挖掘机严格按照手势进行开挖，手势指挥一下，挖掘机动一下，每个动作都要在收到指令后进行，在开挖过程中严禁刮碰泥皮和触碰电缆架护桁架。

3.3成槽机开挖管线下方土体

首先在距离电缆一定距离处设置一根锁口管，本工程锁口管放置在管线外侧1.0 m处，将锁口管倾斜合适的角度，注意下方要插入泥土内一定深度以保证其稳定性。220 kV电缆下方土体开挖共分为3步，前两步分别将锁口管放在两侧各1.0 m的位置，采取成槽机抓斗吊挖的方式开挖，即成槽计抓斗不下放到底部悬吊抓土的方式进行开挖；第三步在一侧锁口管紧贴管线外皮下放，然后倾斜一定角度，采取以上开挖方式将清理电缆下方的土体清理干净。在施工过程中要求成槽司机在下放抓斗时打开抓斗，而且下放一段深度后提升一下，在提升顺利的情况下再继续下放，以免上方未开挖的土体将抓斗卡住。

3.4切土箱

特制2个切土箱（1个备用）用以清理管线成槽机和挖掘机无法触及的土体。切土箱采用20 mm的钢板焊接而成，切土箱宽0.8 m、长2.5 m，一端焊接在锁口管上，另一端用端板封闭，中间和与锁口管连接的部位设置加强板，下方切成平顺、光滑的坡口。

在施工时切土箱首先伸到电缆下方，然后缓慢下放，直至遇到要切削的土体，然后上下移动切削土体，在切削一定时间后将切土箱提升至地面，清除切土箱里面的土体。值得注意的是切土箱的下放速度不易过快，由于土体阻力很大这样的切削效果并不好，而且容易损坏切土箱。切土箱一次的切土量根据实际确定，这与伸入土体的长度和切入土体的深度有关，但当切土箱内有一部分土体时一定要提升至地面清理后再继续切，因为当切土箱内有一定土体时继续切土就十分困难了，而且实际证明采用“一次少切土多切几次“的方式效果更好。当在管线一侧无法满足切土要求时，在另一侧也用切土箱对土体进行清理。

3.5沉碴清理

在用切土箱将管涵下方剩余土体清理干净后，对槽段内的碴土进行清理。在清理前可能会发现里面碴土增加的很多，这不一定是塌方造成的，因为在用以上方法开挖的过程中只有一部分土体被挖出，有很大一部分被撞到或刮到两侧。

4　工法适应性对比

目前在建的天津地铁5、6号线涉及同类管线影响的车站共有4个，共影响8幅地下连续墙施工，其他单位采用气举反循环成槽进行成槽。而利用液压槽壁机倾斜配合切土箱成槽均较气举反循环成槽，成槽质量、工期、造价等方面具有优势，见表1。

表1　工法适应性对比

5　结论与建议

天津地铁6号线南运河站利用槽壁机倾斜成槽、自制切土箱清理剩余土体成功完成了220 kV电缆下方两幅地下连续墙施工，确保了既有管线的安全和正常使用，保证了基坑围护结构的施工质量，实现了工程的关键工期节点，该项技术在类似环境进行地下连续墙施工中具有很大地推广应用价值。但本工艺未十分成熟，需要在后续施工应用中进行完善、改进。

1）在施工前需会同参建各方对施工方案进行详细的讨论，对每个细节要进行分析。合理安排各施工工序，做好衔接。配备组织责任心强、具有类似施工经验或地下连续墙施工经验丰富的人员，对各种机械设备做好维修保养，施工所需材料和应急材料施工前要配备到位。

2）加强施工监测。施工前对既有管线、电缆支架、型钢支护、地表采集初始值，在施工过程中进行24 h监测（每4～6 h测一次），发现异常情况及时上报。

3）由于成槽机抓斗的倾斜角度、切土箱的能力和钢筋笼吊装的限制，本工艺适用于管涵宽度为2.5 m以下地下连续墙成槽施工。

4）根据电力部门的相关要求，220 kV电缆保护需由专业的保护公司进行架护，采用钢桁架对电缆进行悬吊保护。实际施工显示架护桁架不要高出地面这样对成槽机的站位、挖掘机掏土影响很大，可以采用角钢和钢板包裹，然后浇筑在导墙内，不但降低了保护成本，而且方便施工。

［1］刘国彬，王卫东.基坑工程手册［M］.2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

［2］DB29-103—2010，钢筋混凝土地下连续墙施工技术规程［S］.

［3］GB50299—1999地下铁道工程施工及验收规范（2003版）［S］.

［4］刘振华.槽壁机开挖地下连续墙施工技术［J］.经济技术协作信息，2009，（12）：149.

［5］杨宝珠，张淑朝.天津地区超深地下连续墙成槽施工技术［J］.施工技术，2013，42（2）：89-91.

［6］郭余根.成槽机液压抓斗改造及其在地下连续墙穿越既有管线施工中的应用［J］.铁道建筑技术，2013，（12）：65-68.

U231+.3

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1008-3197（2016）02-51-02

2016-02-05

王雷/男，1982年出生，工程师，天津市地下铁道集团有限公司，从事轨道交通工程施工技术管理工作。

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.02.017