南港泵站复杂地质下地下连续墙施工技术

李佩佩

1 工程概况

本工程为天津南港某泵站地下进水池项目，根据地质报告，该地区为海相沉积层淤泥质粉质粘土，场地土质自上而下依次为：杂填土、素填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土，深基坑作业必须采取有效的支护措施［1］。因此一次池的墙壁就设计为由地下连续墙和钢筋混凝土内衬墙组成的复合墙体，地下连续墙兼土方开挖的支护结构及一次池的墙板2种作用。

一次池由一次铁皮沉淀池、吸水井和提升泵房3部分组成，其中一次铁皮沉淀池长14.7m、宽12m、深13m，吸水井长14m、宽6.3m、深13m，提升泵房长14m、宽8.5m、深11m。一次池外围设计有1m厚封闭的地下连续墙，一次铁皮沉淀池和吸水井之间为0.6m厚现浇隔墙，吸水井和提升泵房之间设计有0.6m厚地下连续墙。

地下连续墙底标高为-32m、-29m，混凝土为C30 S8，墙厚度为0.6m、1.0m，顶部设计有0.8m高冠梁1圈，内衬墙板厚度为0.2m、0.5m。一次池底板厚1.5m，设计有200mm厚碎石垫层和300mm厚混凝土垫层。

地下连续墙施工完毕后，在其内部开挖土方至设计标高，然后施工底板、内衬墙及内部结构。一次池地上为排架结构，设计有预制吊车柱、吊车梁及走道板（如图1，安装有桁车及抓斗）。

图1 地下连续墙剖面图

2 施工规划

本工程计划工期为3.5个月，按施工计划先施工地下连续墙，然后施工地下连续墙顶部冠梁。在地下连续墙内部挖土，挖至-9.5m处施工地下连续墙内撑结构，开挖-9.5m以下土方至设计标高后，再施工底板、内衬墙板及内部结构，最后吊装上部预制结构。

考虑工期因素，与甲方、监理及设计院联系后，本工程做了如下2个重要变更：

（1）为防止在土方开挖过程中地下连续墙因土压力过大而破坏，地下连续墙内部-9m处设计有钢筋混凝土内撑结构。该支撑结构待一次池底板施工完毕后破除，属临时支撑结构。

钢筋混凝土支撑结构强度达到100%后才能进行土方开挖，混凝土强度增长需要较长时间，而工期只有短短3.5个月。与甲方、监理和设计院联系后，将钢筋混凝土支撑改为钢支撑结构。

在施工地下连续墙时在墙板内侧预埋钢板，土方开挖至-9.5m后，将预埋钢板凿出，安装工字钢牛腿做为H型钢围檩的支点。为保证H型钢围檩能与地下连续墙壁紧密相接，在H型钢支撑安装完成后，将H型钢围檩与地下连续墙之间缝隙用高强无收缩灌浆料灌实。

（2）原设计地下连续墙内部土方开挖后，凿除地下连续墙钢筋保护层，将内衬墙板钢筋拉钩与地下连续墙主筋焊接（如图2）。此工序工作量大，且用时较长，与甲方和设计院联系后，将焊接连接改为植筋，同时地下连续墙表面泥土清理冲洗干净、墙面凿毛。

图2 原设计内衬墙拉钩钢筋与地下连续墙主筋焊接

该变更在很大程度上缩短了工期，且有效地降低了工作量，确保了工程能按工期计划顺利完成。

一次池主要工序施工流程如下：

定位放线→导墙施工→地下连续墙分段施工→破除导墙→冠梁施工→土方开挖、地下连续墙面凿毛、植筋→开挖至-9.5m、钢支撑结构施工→开挖至设计标高、施工200mm厚碎石垫层及300mm厚混凝土垫层→底板施工→钢支撑结构拆除→内衬墙壁、现浇隔墙一次施工→内衬墙壁、现浇隔墙二次施工→内部平台及挡水板施工→上部预制柱、吊车梁及走道板吊装→注浆。

3 主要施工方法及技术措施

3.1 地下连续墙施工

根据地质报告，地下连续墙采用液压抓斗成槽机成槽，钢筋笼现场制作，整体吊装入槽，采用导管灌注水下混凝土。

地下连续墙底标高为-32m、-29m，墙厚度为0.6m、1.0m，将地下连续墙按标高和墙厚不同，分为A、B、C3种类型共20个槽段。

（1）成槽。

成槽采用液压抓斗成槽机，该抓斗机起吊能力大，成槽精度高，工效高，其成槽深度可达55m，成槽厚度为0.6～1.2m，每抓长度2.8m。槽段开挖采用跳槽法施工，即先施工1、3、5……槽段，再施工中间的2、4……槽段。开始挖槽以前，要在槽孔位置的导墙内注满泥浆，同时在泥浆池内要预先准备好足够一个单元槽段使用的泥浆。地下连续墙槽段接头采用锁口管接头形式［2］。

成槽时，首先将抓斗中心对准导墙上所标志的挖槽中心位置，固定成槽机的回转装置，慢慢将抓斗放入导墙内，待抓斗在其自重压力之下吃入土层之后，通过液压装置使抓斗闭合抓土。抓斗闭合后即将抓斗提出地面，排出斗内泥浆，旋转起重臂将土排出。挖出的土应及时全部运走，不得堆在连续墙周围，以防增加侧压，造成槽壁塌方［3］。

成槽达到设计深度要求后，进行一次清槽，用液压抓斗将槽底沉碴抓干净，才能进行钢筋笼的吊放。在安装好钢筋笼和浇灌砼前，再测一次沉碴厚度，如果沉碴厚度达不到设计要求，需进行第二次清碴。清碴采用泥浆循环或气举反循环的方法进行，达到要求后方可浇注混凝土［4］。

（2）钢筋笼的制作与吊放。

钢筋笼主筋与水平筋采用点焊。钢筋笼四周2道加劲撑与其它钢筋交点全部点焊，钢筋笼钢桁架主筋与水平钢筋交点以及水平加强钢筋与纵向钢筋交点也全部点焊，其余纵横交点采用50%梅花式交错焊，焊点必须牢固。

钢筋笼采用1台100t履带起重机及1台50t汽车起重机配合吊放。100t履带起重机直接用钢丝绳起吊钢筋笼顶部的吊点，50t汽车起重机直接用钢丝绳吊钢筋笼中部配合抬起，且尽量起吊桁架处钢筋。钢筋笼起吊垂直后50t汽车起重机松钩，由100t履带起重机将钢筋笼吊放到槽中，缓慢下放到位，插扁担搁在导墙上放稳钢筋笼，并卸掉扣件和钢丝绳［5］。

（3）地下连续墙水下混凝土浇筑。

钢筋笼安装合格后，在导墙上安放浇灌平台，然后用起重机安放φ250mm的导管，其单节长度有1m、2m、2.65m、2.8m、3m等多种规格长度，根据孔深组合使用不同长度导管。再安装漏斗，每个槽段安放2套导管。

混凝土采用商品混凝土，混凝土的施工参数如下：混凝土强度C30，抗渗等级S10。水灰比应小于0.5，水泥用量不宜少于370kg/m3，塌落度为180mm～220mm，粗骨料最大粒径不应大于30mm。

混凝土浇灌时，每个槽段检查坍落度不得小于2次。每车混凝土从投料加水起，最好在1h以内浇灌完，超过1h时应进行坍落度检查，不合格时不得使用，不得任意加水。混凝土入槽时的坍落度宜为180～220mm，扩散度宜为340～380mm。每作业班抽检混凝土坍落度不少于2次，并作好记录。

单元槽段浇灌速度应尽量快，浇灌上升速度应大于2m/h。每一单元槽段的混凝土浇灌要连续进行，不得中断，直至浇灌完毕。

混凝土在浇灌过程中，发现导管内混凝土下灌不畅通时，可用吊车将导管上下提动，但不得将导管提出混凝土表面，上下抽动范围不得超过1m，混凝土浇灌过程中，导管不能作横向运动，否则会把沉渣和泥浆混入混凝土中。

混凝土浇灌过程中应随时掌握浇灌高度及混凝土表面高度。混凝土浇灌高度除由混凝土浇灌量估算外，还需用测锤随时多点测定混凝土高度和上升情况以及它们的高差。

为了保证墙顶部混凝土的质量，混凝土按设计标高要求超灌500mm。

（4）应急预案。

成槽：本工程槽段较深，成槽过程中若发生抓斗卡在槽中，不得强行提抓斗，可下打捞勾，利用100t起重机提起抓斗或冲锤。

混凝土浇筑：在地下连续墙混凝土浇筑过程中，若发生导管提空时，此时不能直接浇筑混凝土，需在料斗内放入混凝土塞，然后注满混凝土，将导管底口提至离混凝土面0.5m处，再将混凝土塞剪断，继续将混凝土放入料斗内，同时将导管插入混凝土中即可连续浇筑混凝土。

3.2 地下连续墙内部土方开挖

地下连续墙-9m处设计有钢支撑，-9m以上土方可采用挖掘机开挖，-9m以下因钢支撑及开挖深度，土方开挖困难。根据现场实际情况，一次池-9.5m以上的土方开挖采用长臂挖机挖土，-9.5m以下采用小型挖机在钢支撑底部挖土，人工配合清底。开挖的土方堆放在地下连续墙一侧，采用伸缩臂抓斗倒运到自卸汽车运走。

3.3 底板施工

土方开挖至设计标高后，联系甲方、监理、设计及勘测单位验槽后即进行200mm厚碎石垫层及300mm厚混凝土垫层施工。施工地下连续墙时预留有底板插筋，将地下连续墙保护层凿除，凿出插筋后拉直，与底板钢筋绑扎。底板与地下连续墙之间按设计放置有挤塑苯板。为防止渗水，底板与内衬墙板施工缝埋设3mm厚钢板止水带，施工缝设置在地板上300mm处。

3.4 内衬墙板施工

内衬墙板从-13m～-0.8m，高12.2m，分2次施工，第1次施工至-6m，第2次施工-6m以上，施工缝埋设3mm厚钢板止水带。墙板模板采用螺杆对拉，对拉螺杆与内衬墙板Φ14螺纹钢拉钩焊接。

地下连续墙顶部冠梁施工时预留有内衬墙板插筋，考虑内衬墙板顶板与冠梁间混凝土不容易浇注密实，在施工冠梁时预留有混凝土下料孔（如图3）。

在内墙板上部预留有混凝土振捣孔，待混凝土浇注至预留振捣孔时，将预留孔封闭，从下料孔振捣混凝土，同时用小锤在模板外击打振捣，直至混凝土振捣密实。

图3 预留有混凝土下料孔

4 结束语

在地下连续墙施工中，针对本工程特点，合理的安排了流水作业施工，加快了施工进度。地下连续墙分20段，一个槽段土方开挖完成，即进行钢筋笼吊装，紧接着晚上浇筑混凝土，同时进行下一个槽段钢筋笼焊接工作。现场工人分2班作业，用了短短1个月时间完成地下连续墙施工，平均1天班完成1段。因场地狭小，在浇注混凝土的同时不能进行下一个槽段的土方开挖工作，否则施工进度还可加快。本工程最终如期完成，并有效解决了地下连续墙施工中常见的成槽过程中坍槽、基坑开挖后墙体渗水等现象，得到甲方及监理的好评。

［1］ 刘从友. 江苏某港口码头地下连续墙泥浆槽壁稳定性研究［J］. 城市住宅，2017（02）：34-36.

［2］ 陆世彪，杨杰. 地下连续墙技术在多布水电站软基开挖中的应用［J］. 西北水电，2017（02）：77-79.

［3］ 苏孝敏，毛靳周. 粉砂土地基浅埋式地下连续墙无泥浆固壁施工技术研究［J］. 中国水能及电气化，2017（06）：23-24.

［4］ 盖士飙. 泵站深基坑施工中地下连续墙的技术研究［J］. 民营科技，2017（08）：56-58.

［5］ 刘海乐，杨林.地下连续墙在南水北调工程中的运用［J］. 中国水利，2017（14）：51-52.