复兴岛站超深超厚地下连续墙施工防护措施

■ 吴有龙 WU Youlong

1 项目概况

1.1 工程概况

轨道交通12号线复兴岛车站位于杨浦区境内的复兴岛上，处于复兴岛运河和共青路之间（图1）。车站两端区间分别穿越黄浦江和运河，其主体为地下4层单柱双跨结构，长约157m，标准段开挖深度约为26.3m，端头井开挖深度为28.3m，采用明挖顺作法施工；车站主体围护结构采用地下连续墙，标准段墙深48m，端头井墙深50m，墙厚1 200mm， 地下连续墙接头形式为“十”字钢板接头，水下混凝土设计标号为C30P10。

1.2 不良工程和水文地质条件

1.2.1 地质情况

该项目施工范围土质情况为：①1人工填土、②0-1灰色砂质粉土、②0-2灰色黏质粉土夹黏性土、⑤2灰色砂质粉土，具体性质参数见表1 。

1.2.2 暗浜和地下障碍物

车站所在场地原为厂房，局部存在残留房屋基础。勘探揭示局部存在暗浜。

1.3 周边环境

车站东端头井位于共青路上，在道路及管线翻交完成后，需对原共青路下的废弃管线进行处理。车站西端头井距离复兴岛运河仅10m。

图1 轨道交通12号线复兴岛车站地下平面图

表1 地下连续墙施工范围不良地层性质参数表

2 地下连续墙施工难点分析

2.1 浅层分布有厚层欠固结砂性土

车站地面以下16m主要为黄浦江新近沉积、较松散的②0-1、②0-2粉性土、黏性土层。本场地局部存在暗浜，⑤2层为微承压水层，含水量较高、渗透性好，地下连续墙成槽时容易产生坍方。

2.2 地下障碍物多

车站东端头井位于共青路下，分布有大量的废弃地下管线。标准段和西端头井位于原上海汽车锻造总厂钢板弹簧厂地块内，场地内存在大量障碍物。

2.3 超深超厚地下连续墙施工技术难度大

车站主体地下连续墙厚度为1.2m，其中，东西端头井25幅地下连续墙成槽深度为50m（墙底标高为-45.8m），46幅地下连续墙成槽深度为48m（墙底标高为-43.8m）。施工中对成槽设备性能，槽壁稳定要求较高，对锁口管起拔也带来困难。根据图纸计算钢筋笼加十字钢板最重约72t，加上索具等则在80t左右，如此重的钢筋笼整体吊装对吊装机械和钢筋笼的整体刚度都相当高。

2.4 西端头井距防汛墙近

施工井西端头地下连续墙外边线距西侧防汛墙仅10m，施工时需对防汛墙进行保护，并做好汛期的准备。

3 超深超厚地下连续墙关键施工措施

3.1 清除地下障碍物和管线

（1）对于埋深较浅管线，采用人工进行开挖至管底，将影响范围内的管段进行清除，并对两侧管段进行封堵；同时，对开挖范围进行回填，回填必须采用8%的水泥拌和土。

（2）对于埋深较深的管线（如Φ1 200雨水管由于埋深较深达2.4m），沿管线两侧让出管线基础位置，分别打设32＃槽钢作为基坑围护。两端头采取放坡形式进行开挖，对影响范围管段进行清除，并对两侧管段进行封堵；同时，对开挖范围进行回填，回填必须采用8%的水泥拌和土。

3.2 浅部厚层砂性土层槽壁进行加固

针对浅部16m范围内的②0-1层砂质粉土层和②0-2层黏质粉土夹黏性土，采用槽壁加固来保证槽壁稳定性。在地下连续墙内外采用Ф850@600mm三轴搅拌桩进行槽壁加固，且内外侧深度均为18m；外侧采用套打、内侧采用搭接250mm施工工艺，胶凝剂采用PO42.5普通硅酸盐水泥，单桩水泥参量为20%，桩身垂直度不大于1/250，28d无侧限抗压强度不小于1.5MPa。在进行槽壁加固时确保其垂直度，避免在成槽时出现抓偏等现象。

3.3 加强导墙刚度，确保锁口管起拔安全

端头井导墙采用“][”型，相对于“┐”型更能承受锁口管提拔时基座的压力，可以防止导墙被压跨、土体沉降的危险，并在分幅处加设肋板以增强其刚度。

对于直线幅的地下连续墙，采用SMW工法加固对地质情况进行改善；同时，在考虑滑板式接头管可大大减小接头管提升压力的情况下，拟采用“┐┌”型在肋板加梁的导墙形式（图2）。

3.4 超长、超重钢筋笼吊装施工主要措施

3.4.1 钢筋笼整体吊装

采用一台320t履带吊作为主吊，一台200t履带吊作为副吊，钢筋笼吊放采用双机十四点吊施工方法，对钢筋笼整体及吊点位置采取加强措施。

3.4.2 钢筋笼构造

由于整体钢筋笼较长，纵向通长有6榀桁架，因此，在吊点处采用两排双拼桁架，非吊点位置则采用单榀。为了增强钢筋笼的整体性，在沿钢筋笼横向设置8道剪刀桁架，与地下连续墙钢筋笼水平筋用10d钢筋焊接。另外，在钢筋笼的吊点部位进行局部加强，在所有吊点部位均设置“几”字形加强筋。

3.5 防槽壁坍塌措施

3.5.1 提高泥浆比重

由于超深地下连续墙成槽的时间相对较长，为防止槽壁坍方，本案选用黏度大、失水量小的泥浆来进行护壁。在成孔的过程中，应根据实际情况适当补充外加剂。在施工过程中，要对泥浆液面加强观察，若发现液位下落时应及时补浆。泥浆比重一般控制在1.15～1.2左右，并对每一批次新制泥浆的主要性能进行测试，保证泥浆液面在规定的高度上（表2、3）[1、2]。

3.5.2 控制成槽速度

成槽掘进机的掘进速度应该严格控制，不能过快。一般掘进速度应控制在15m/h左右，以防止槽壁局部失稳。

图2 “┒┏”型导墙剖面图

表2 新制泥浆配合比

表3 泥浆性能指标控制标准

3.5.3 控制荷载措施

施工过程中，大型机械不得在槽段边缘频繁走动。

3.6 接头质量保证措施

为提高接头处的抗渗及抗剪性能，对地下连续墙接口处，用外型与十字钢板端头相吻合的接头刷，紧贴钢板面，上下反复刷动5～10次，涂刷在板面上，保证混凝土浇注后密实、不渗漏[3]。

3.7 防汛墙保护措施

（1）在施工阶段，对防汛墙进行布点监测，视情况进行跟踪注浆。

（2）由于西端头井距防汛墙较近，并且与运河存在水力联系，可对地下连续墙进行槽壁加固来确保槽壁的稳定性。

（3）在地下连续墙施工中，成槽需跳幅施工，并在规范范围内调高泥浆比重，严格控制泥浆参数的各项指标；在防汛墙一侧铺设路基钢板，以分散行驶中大型车辆的荷载。

3.8 成槽垂直度控制措施

（1）为控制成槽的垂直度，采用抓、铣结合成槽。在40m以下土体成槽时，应控制进展速度，并采用液压铣槽机刨铣。在刨铣砂层前，铣头应缓慢下放，并自上而下将抓斗抓取的孔段慢扫一次，以起到修正孔形的作用。

（2）在液压铣的铣削导架上配备专用的测斜仪，随时对成槽的偏斜情况进行监测，从而指导操作手调整位置，使成槽偏斜率控制在设计允许范围内。

（3）成槽达到设计深度后，采用KODEN超声波测井仪对成槽x轴和y轴两个方向进行测量，并绘制地连墙槽形曲线图。

（4）抓斗在抓取上部黏土层过程中，由于本工程黏土层大部分属饱和软塑，如出现孔斜偏大的情况，就用液压铣吊放自上而下慢铣修正整孔形，但槽孔偏斜关键在抓斗抓取过程中加以控制。

3.9 防接头混凝土绕流施工措施

（1）对首开幅和连接幅槽段应做好槽壁的测试工作，了解槽壁情况，以数据作好防混凝土绕流施工措施。

（2）首开幅和连接幅槽段应安放锁口管，待安放锁口管结束后，将锁口管背面用黏土回填密实，杜绝混凝土绕流的可能性。

（3）在钢筋笼两侧接头部位焊接1m宽、1mm厚的防绕流铁皮。

（4）在顶升锁口管过程中，发现该幅槽段有混凝土绕流（即锁口管背面有混凝土遗留迹象）时，应及时采取措施：一种方法是在混凝土绕流侧采用成槽机待锁口管起拔后，在绕流侧马上进行开挖，清除绕流混凝土后进行回填；另一种方法是采用专门铲具进行清除。

（5）为保证由于接头混凝土绕流而影响到接头连接的施工质量，在施工后幅段时，应增加刷壁的次数，以保证接头质量。

4 结语

通过上述对上海轨道交通12号线复兴岛站地下连续墙施工案例的详细分析，我们总结出超深超厚地下连续墙施工防护的几点主要措施。

（1）超深超厚地下连续墙成槽施工时，其垂直度、槽壁的稳定性会直接影响到成槽的质量和安全。采用带有自动纠偏功能的成槽设备，边成槽、边测量、边纠偏，确保垂直度满足设计和规范要求。通过试成槽对泥浆的护壁性能和槽壁稳定性进行检测，并据此确定成槽速度、下笼和混凝土浇灌速度等施工参数。

（2）在超深超厚地下连续墙施工时，应采取措施防止槽壁坍塌。对于浅部存在砂型土层，可采取槽壁加固、槽段内井点降水等措施。

（3）地下连续墙施工范围内的地下障碍物和管线应预先探明，并控制好回填土的质量。

（4）超深超厚地下连续墙施工时，应对锁口管的起拔力进行计算，并对导墙采取加固措施。锁口管的起拔时间可根据同条件下混凝土养护试块的凝结情况确定。

（5）超深超厚地下连续墙钢筋笼采用整体或分节吊装工艺，应结合场地条件、地质条件等因素综合确定。分节吊装施工应采取加快钢筋笼对接和保证质量的措施，并采取槽壁稳定措施。