地铁工程中的富水圆砾地层中地下连续墙施工技术

刘海华

(中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，北京 101149)

1 工程概况

位于内蒙古自治区呼和浩特市的五里营站为地下二层14 m岛式站台，地下一侧为站厅层，地下二层为站台层，车站总长495.5 m，标准段宽度22.7 m。现场分布有地下水，埋深普遍为8～9.4 m，在其深度范围内以2-9圆砾、4-4粉砂、4-5细砂的含水量较大，为主要的含水层。受地下水、地质等因素的影响，地下连续墙施工难度偏高。

2 槽段划分的思路

综合考虑项目建设现场的地质、水文等自然条件，采用设计图纸的划分方式，形成适量合适尺寸的槽段。南北端端头转角部位适当向外延伸，目的在于确保施工后槽段的断面尺寸满足要求，同时给后续钻孔收边工作的开展创设良好的条件。导墙拐角示意图如图1所示。

图1 导墙拐角示图(单位：mm)

3 导墙施工

导墙的施工质量直接影响成槽效果。针对塌陷概率较大的地表土设置导墙可发挥出挡土墙的作用，并给测量工作的开展提供参照基准。在成型导墙上标注槽段分界线作为控制的基准，以保证挖槽标高、垂直度的合理性。此外，导墙具有支撑的作用，例如可为钢筋笼的放置提供稳定可靠的支点，提升施工安全性。

3.1 导墙设计

导墙采用的是现浇钢筋混凝土结构，形状呈“┓┏”形，具体如图2所示。

图2 导墙断面图(单位：mm)

3.2 导墙施工思路

以设计图纸为准，用全站仪测放地连墙轴线以及导墙施工位置，为正式施工提供清晰的参照基准。以小型挖机为主、人工为辅的方法开挖，即实施机械与人工联合作业的模式，保证开挖尺寸的合理性以及开挖面的规整性。基底夯实后铺设10 cm的混凝土层。导墙顶部高出地面2 cm或适当增加，起到阻隔的作用，以免地面水流入槽内。拆模后，沿纵向按照1 m的间距有序设置80 mm×80 mm方木，共分为上下两道，联合作用，构成稳定可靠的内支撑结构体系。

3.3 导墙施工要点

基坑槽开挖施工环节，先对现场做全面的勘察，在确保无地下管线后正式开挖；开挖深度范围内存在地下水的干扰时，提前确定可行的降水措施并落实到位。地基需具有足够的稳定性，遇杂填土或其他不良地质时以换填的方法处理。

分段开挖导墙，单次开挖量不宜过大。首先由机械设备开挖，距离设计标高20 cm时立即暂停，转为人工清底的方式，得到平整性和稳定性均较好的槽底。

按要求将模板、钢筋等相关材料设置到位并固定，经过检查后若无偏位、失稳现象则浇筑混凝土。导墙对称浇筑，尽可能减少差异量，待实际强度达到设计强度的70%后拆模，过程中加强防护，以免损伤混凝土等既有结构，将拆除后的模板分类堆放到位。拆模后，沿竖向放置两道80 mm×80 mm方木作为支撑装置。

4 地下连续墙成槽施工

4.1 设备配套方案

金泰SG46型液压抓斗成槽机，共4台，在协同配合之下充分发挥出机械设备的生产力优势，高效成槽，成槽施工中产生的渣土由自卸车装载外运。

4.2 成槽工艺

槽壁的稳定是保证地下连续墙顺利施工的关键。在成槽方法上采用了“抓铣结合”的施工工艺。其中，在圆砾层以上土层较为松散，采用液压抓斗开挖，开挖深度约43 m。圆砾层以下土层由于完整性较好，成槽施工采用双轮铣槽机开挖成槽，深度约29 m。开挖时划分地下连续墙按槽段，采用分幅跳槽施工，标准槽段每幅长5.5 m。转角处槽段按先短边后长边的原则开挖成型。成槽施工时，利用成槽机上自带垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度，成槽的垂直度应≤1/300。成槽过程中分别在基坑底部、槽段底部采用超声波检测法检测槽壁垂直度，进行过程控制。

4.3 清底换浆

成槽后，槽底残留部分余土以及沉渣，均不利于施工，需用抓头抓起，然后以泵举反循环的方法深度清理。混凝土灌注施工前仍需安排二次清底，过程中持续置换泥浆，保证清底效果。清槽后，要求槽底沉渣厚度在100 mm以内，并检测槽底以上500 mm范围内泥浆的比重，要求实测值在1.15以内。

1)抓斗清淤后由专员操作刷壁器，利用该装置深度清理接头壁面，使其保持洁净，经过持续性的清理后，待钢丝刷基本无粘泥现象时即可结束。

2)在现场配备砂石泵，用该装置抽吸清底，直至沉淤厚度控制在10 cm以内为止。针对沉砂过量的情况采用气举清底的方法。

3)清底换浆时兼顾清理效果和壁面稳定性的双重要求，因此合理控制清底时间，通常不超过2 h。

4.4 工字钢接头施工

本标段两个车站主体围护结构地下连续墙槽段间接头采用工字钢接头，先在施工槽段钢筋笼两端加焊708 mm×mm 450工字钢，然后在施工槽段的钢筋笼两端嵌入工字钢内，钢板厚10 mm。

保证工字钢与钢筋的焊接牢固可靠，钢板保证平直，不能挠角。为了防止接头漏水，在两端的超挖部分均匀充填沙包，以防混凝土绕流。一期槽段浇筑完毕，在二期槽成槽后采用“冲击破碎法”将绕流的混凝土清除；即用冲桩机带动特制的方锤把“工”字钢内的沙包及绕流混凝土清除干净。工字钢接头缝处理方式如图3所示。

图3 地下连续墙工字钢接缝图(单位：mm)

经上述方法处理后再用刷壁器紧靠“工”字钢腹板上下移动、清刷，保证钢板表面不再附有泥皮、泥块。刷壁器加工时沿侧向钢丝较长一些，这是因槽段接头侧壁的刷壁有一定困难，侧向钢丝刷较长可以增大侧向柔性，有利于保证侧向刷壁质量。

5 钢筋笼吊装作业

吊装钢筋笼时采用的机械设备为KH180履带式起重机、50 t履带式起重机。在吊装时，应确保钢筋笼水平，同时主吊钩和副吊钩同时起吊，当钢筋笼起吊到一定高度之后，缓慢将副吊钩放松，同时继续提升主吊钩，使钢筋笼从水平状况转变成垂直状态，之后拆除副吊钩，最后根据对应的位置将钢筋笼放入槽内。图4为钢筋笼吊装示意图。

图4 钢筋笼吊装

在钢筋笼吊装过程中，应特别注意钢筋笼吊点的布置和起吊方式，错误的吊点和起吊方式会造成钢筋笼出现不可恢复的变形[1]。不得出现钢筋笼在地面上拖拉的问题，同时在钢筋笼的下端绑一根拽引绳，通过人工操作拽引绳的方式确保钢筋笼在空中稳定。在吊运过程中，只能单独使用主吊钩进行吊运，确保钢筋笼保持垂直的状态。在将钢筋笼放入槽内之后，用吊梁穿入钢筋笼最终吊环内，搁置在导墙顶面上。严格根据钢筋笼的设计位置和高程对实际钢筋笼的位置和高程进行调整，确保符合设计要求。

6 混凝土灌注

在漏斗口下方导管处设置球胆，经过对导管严密性、内部通畅性的检查后，判断是否有异常，若无误则正式灌注混凝土。首灌混凝土时，导管埋深至少为1.5 m，后续灌注时精准控制导管，使其下端的埋深始终稳定在2～6 m，且尽可能保持相对稳定的埋深。球胆开管浇筑混凝土，根据施工进度持续向漏斗内增添适量的混凝土，避免施工中断，此过程中导管下口应有1.5～6 m的埋管。

混凝土灌注施工遵循连续性原则，过程中加强现场检查与记录。随着灌注量的增加，混凝土逐步上升，适时向上提升导管，将导管埋深稳定在许可范围内[2-3]。灌注时以30 cm的幅度上下移动导管，并且在墙体接头处加大移动频率。

7 结束语

地下连续墙是重要的基坑围护结构，得益于高强度、大刚度等优势，在地铁车站工程中取得广泛的应用。但地连墙的施工难度较大，文章经过分析后提出在富水圆砾地层条件下的具体施工要点，以期为类似工程提供参考。

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