某地铁站地下连续墙施工工艺研究

苏 宝

(中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津 300000)

某地铁站位于软土地区，土体灵敏度高，流体可塑性大，导水率低[1]，地下水丰富，水位较浅且经常施压，地铁站工程施工地质情况恶劣。尤其是以地下连续墙作为基坑支护，钢筋笼笨重，吊装施工困难，垂直精度难以控制。由于土体较软，地下水位较高，地下连续墙接缝部位的施工质量难以把控，需提升地铁站地下连续墙施工质量。

1 工程概况

某地铁站基本结构为3层2柱3跨地下岛式，全长178 m，标准断面坑宽24.2 m，基坑宽28.2 m，坑深24.06～25.048 m，平均顶板覆土厚度2.59 m。地下连接墙厚16 m，截面深46 m，端轴深49 m。场地地质条件复杂，基坑开挖影响区域为水饱和粉砂质层和粉砂质层，淤泥层渗透性强，地下连续墙接缝、角落等薄弱点处漏水风险大。

2 地铁站地下连续墙施工技术要点

2.1 施工工艺流程

施工基本工艺流程为导墙施工、钢筋笼设置、沟槽开挖、成槽、锁管下放、钢筋笼吊放、混凝土灌浆、墙趾注浆、高压旋喷地连墙接缝止水桩[1]。地下连续墙的施工应在支架浇筑和保温桩架设后进行。最初的基坑开挖区域用砾石回填，以满足80 t起吊设备的工作要求。泥浆槽最大容量为80 m3，即泥浆槽开挖尺寸为10 m×4 m×2 m。图1所示为调整开槽尺寸，开槽用挖掘机挖掘，细节通过人工修正。导墙顶面高度对齐地面。

图1 槽段尺寸调整图Fig.1 Slot size adjustment

2.2 导墙施工

导墙采用挖掘机配合人工完成，挖掘导墙基础时，在距离底板1～2 m钎探，检查是否有砼基础、木头、管道等障碍物，如有需及时清理[2]。结构采用木模板，由10 cm厚的槽钢支撑，间隔2 m。浇筑导墙时，用插入式振捣器充分振捣混凝土。在侧壁模板的设计阻力达到70%之前不能拆模。使用100 mm×100 mm的方形硬木增加支撑，呈两层梅花型布设，间隔1 m。在250 mm x 450 mm挡板表面设置溢流口，排水沟位于 500 mm x 600 mm 挡板的全长上。导墙质量符合标准条件，轴向误差条件不大于±10 mm，内壁垂直度误差不大于0.5%，顶部平整度误差不大于5 mm[3]。拆除模板后第一时间做好支护，避免导墙垮塌。混凝土未满足施工设计要求前，禁止大型施工设备靠近导墙作业。导墙轴线与地下室连续墙直线严格匹配，最大轴向偏差控制在10 mm以内[4]。连接两壁部分的丝网必须焊接紧密，以保证导墙的完整性，防止导墙滑落，保持上层的稳定。

2.3 选择合适的泥浆

该地铁站地下连续墙施工采用膨润土造浆，主要成分是膨润土、掺加剂和水。该掺加剂主要由羧甲基纤维素(CMC)和烧碱(Na2CO3)组成[5]，可以增加泥浆的黏度，膨润土浆配比如表1所示。

表1 膨润土造浆配比Tab.1 Ratio of bentonite slurry

新制浆、再生浆和槽内浆在浇筑前需要进行物理性能测量，主要测量其黏度、比重和含砂量，具体控制指标见表2。

表2 护壁泥浆的控制指标见Tab.2 Control index of wall protection mud

2.4 沟槽开挖

使用开槽机进行沟槽开挖，附加设备为空气压缩机1台，风量10 m3，直径250 mm的管道长75 m。开挖过程中采用泥浆正循环，形成沟槽后通过气举反循环处理池清理沟槽[6]。同时进行两个沟槽开挖，使用开槽机在每个槽中开挖。设备安装好后，按照开槽钻装置示意图所示位置开挖，此过程中使用污泥减量工艺去除残渣。开挖2 m后，开槽机移动到下一个钻孔位置，用方锤将槽的凸壁清除[7]。检查泥浆输送管运输泥浆过程中是否有障碍物，施工设备运行状态是否正常，解决上述问题后才能开始施工。沟槽开挖过程中，基于施工区域地质环境变化调节泥浆参数，密切关注开挖沟槽中的出土数量、开挖速度及泥浆补给量，检查沟槽是否存在质量缺陷。沟槽开挖设备与导墙垂直，间隔3 m以上，避免因自重导致应力过度集中，在机器下方放置一块35 mm厚的钢制垫板。开槽设备提升臂倾斜角度控制在65°～75°。开挖时，6～7 m深度时需适当减慢开槽速度，确保槽壁垂直度满足要求。在开挖轴线精准定位的情况下，保证挖掘位置精准度，开槽速度可相应提高。检查沟槽5 m范围内的泥浆质量，判断泥浆是否泄漏，实时调整泥浆参数，采取适当的补救方式，观察地下水位变化。开挖全程需尽量降低地下水对沟槽侧壁的影响，一旦开槽机停止工作，抓斗应及时撤出沟槽。开挖沟槽时，勿将产生强烈振动的机器设备布设在槽附近。

2.5 清底

挖完沟槽后，清理底土，用专用钢丝刷清理侧壁，反复刷洗，直到槽壁干净为止。清理槽壁后，将沙泵布设在规定位置进行清孔作业。冲洗条件：底部沉积物厚度不超过15 cm，距离底部20～100 cm处污泥密度不超过1.3，含沙量不超过7%，在主要构成为砂石、软土的地层中，底部置换时间不应超过2 h[8]。

2.6 接头施工

使用“工”型梁连接头，将工字钢焊接到钢笼上时，下部距地下连续墙不应超过200 mm，上部不应高于连续墙顶部450 mm[9]。将宽度为300 mm、厚度为15 mm的钢板焊接成钢笼，安装好钢笼后，在背面回填沙袋，防止混凝土流动。混凝土接头作业完成后，用灌浆刷保持清洁，直至无灌浆残留，以防接头夹泥形成冷缝，导致渗漏，降低地下连续墙的承载力、抗渗能力。

2.7 钢筋笼制作及安装

钢笼在加工平台上制作，上钢笼按6 m制作，下钢笼长度根据钢笼的剩余长度完成。每个钢笼都打上编号，方便起吊对接。每个钢笼桁架上的顶部焊口有32个吊点，保证钢笼可以吊起，主筋连接为直螺纹机械连接。钢笼长约48.2 m，重约33～47 t，选用65 t汽车起重机吊装钢笼。吊装前经过预先设计，确定吊索、提升力和提升点位置，严格按照施工设计要求埋设预埋件，根据单元内槽的横截面预先确定钢筋笼的单个尺寸。将接缝“工字”梁布设到位，用粉笔将接缝“工字”梁底部放置的钢筋做好标记，将钢筋笼放置在底部，点焊成梅花形布设。在架立钢筋上部铺设钢筋网，焊满钢筋笼接头盒工字钢，以提高其完整性[10]。采用主吊+副吊的吊装方式，主起重能力150 t，辅助起重能力50 t。两台起重机悬吊在钢笼的中心和顶部，距地面10～20 cm。主吊机负责提升，副吊机负责稳定钢筋笼，避免移动或碰撞。钢筋笼由主吊机垂直吊入沟槽，使其由导墙上的刚横担固定，且使钢筋笼与导墙预埋部分焊接一起，以防浮起。

2.8 浇筑混凝土

水泥比例不能高于370 kg/m3，碎石比例不能高于400 kg/m3，水灰比控制在0.6以内。在晴朗无大风天气进行混凝土浇筑，确保混凝土浇筑管道密封良好，有效避免横向偏移，浇筑导管的初始深度为1 m以上。需对浇筑导管底部进行清理并测量沉积物厚度，使用直径为250 mm的管道浇筑混凝土，管道的初始深度至少为1 m，浇筑过程中可增加到3 m左右。持续浇筑混凝土，混凝土平面升高，速度控制在2 m/h以上，最大允许的时间间隔为20～30 min，相邻混凝土浇筑导之间的混凝土平面高差小于50 cm。混凝土浇筑过程中做好记录，在两根管道的外侧和中心取3个点，每隔3～4 m测量一次混凝土表面高度。开始浇注时，两根管道同时浇注，再交替浇注。混凝土表面两侧的高度差不应超过50 cm。为提高混凝土密实度，需将混凝土浇筑导管吊起，每次限高不超过30 cm。混凝土浇筑过程中需实时检测参数并记录相关事项，混凝土需要运到现场进行坍落度测试。混凝土浇筑后，墙体上部应高于规定高度300～500 mm，浇筑累计时间不得超过24 h。混凝土浇筑导管接头完全密封，防止浇筑导管接头渗漏。

2.9 墙体灌浆

在每块地下连续墙体上安装两根直径为40 mm的墙底混凝土浇筑导管，控制地下连续墙的竖向沉降，利用混凝土加固墙底土体，减少墙体竖向沉降。

2.10 高压旋转射流、接地墙接缝、防水桩

在地下连续墙接缝处安装高压旋喷防水桩[3]，放置3个Φ850@600反力桩，在墙内角处安装内角钢桩，加固范围设置为2 m×2 m。

3 结语

地下连续墙施工质量影响着车站主体结构的稳定性，尤其是软土地区地下连续墙施工质量至关重要。在地下连续墙施工中，钢筋笼纵向和横向吊点的布置需要根据正负最大弯矩相等的原则确定，对于地铁站地下连续墙施工来说，为确保基坑结构安全，要在施工前进行仔细的调查和测试。施工过程要求落实各项重大技术施工措施，严格按照现场技术规范执行，有效保证地下连续墙的施工质量。通过运用关键技术，该地铁站工程地下连续墙施工高质量完成，基坑开挖后期，除局部少量渗漏外，无重大渗漏，保证了基坑安全。