文华路站地下连续墙施工过程中的风险控制分析

马琦

（北京市中铁二十二局集团轨道工程有限公司，北京 100040）

0 引言

地下连续墙指的是利用挖槽设备，沿着地下构筑物及基坑等周边，采用泥浆护壁技术，开挖出具有一定深度和宽度的沟槽，并设置钢筋笼采用导管法浇筑混凝土，在地下形成一道连续的钢筋混凝土墙，在基坑施工中具有良好的防水、承重、挡土、降噪、邻近建筑物基础支护等作用[1-2]。地下连续墙施工技术最早起源于欧洲，1950 年意大利首次采用了护壁泥浆地下连续墙施工，之后地下连续墙施工技术开始在世界各国大范围应用。我国最早于1958 年在青岛水坝防渗墙施工中应用。地下连续墙由于其在深基坑工程中的独特优势，成为深基坑工程与地下工程中有效的技术手段[3]。但地下连续墙施工过程中存在一定的风险，经济和技术等原因导致施工中仍然有事故发生，这可能导致经济损失、人员伤亡以及负面社会影响。因此，在地下连续墙施工中，需要预防风险以减少事故发生的概率，确保施工质量[4]。

1 工程概况及地质条件

1.1 工程概况

文华路站位于北京回龙观西大街与文华路交叉口的西侧，沿着回龙观西大街设置，位置相对明确。车站周边环境如下：西北方向与回龙观西大街毗邻，北侧是回龙观法制公园绿地，背后是高层住宅楼；东北方向有多层办公楼；东南方向是创客广场（多层商业）；西南方向是回龙观体育公园。地铁站内设有单渡线和停车线。该站为地下两层一侧一岛车站，其中岛式站台宽度为11m，侧式站台宽度为7m。车站总长为378m，有效站台宽度为158m。标准段宽度为24.6m，高度为14.05m，加宽段宽度为31.7m、31.9m，高度为15.05m。车站有效站台中心位置的轨面标高为25.5m，覆土约为3.3m，底板埋深约为17.9m。车站采用二层三跨结构形式，并设置5 个出入口、1 个紧急疏散口和2 个无障碍电梯口。车站的围护结构采用地下连续墙，项目共设置了142 幅地下连续墙，标准幅宽度为6m，厚度为0.6m。其中，有130 幅为“一”字型墙，8 幅为“L”型墙，4 幅为“Z”型墙。钢筋笼的长度有三种，分别为29.48m、26.83m 和24.38m。车站主体结构施工采用明挖法，大部分区域采用明挖法施工，而出入口下穿道路段采用暗挖法施工。

1.2 地质条件

该工程的土层自上而下主要包括黏土、细砂、细中砂等地层，而基地主要位于粉质黏土层。地下水分为上层滞水（位于上部杂填土层、粉土层，水位埋深为2～3m）、潜水（位于粉质黏土层、细中砂层，水位埋深为5～7m）和承压水（位于粉质黏土层，水位埋深为21.9～25m）。图1 展示了文华路站的地质图，显示砂层相对较厚且地下水位丰富。需要注意的是，在进行地下连续墙的槽施工时，可能面临槽壁坍塌的风险。

图1 文化路站地质图

2 地下连续墙施工过程中存在的风险分析

2.1 槽段内墙侧土体塌方，地下连续墙塌槽

在进行地下连续墙的成槽施工过程中，使用成槽机开挖槽段时需要注入泥浆。尽管注入的泥浆具有护壁作用，但由于各施工现场的地质条件不同，泥浆对槽壁稳定性的保障作用并非100%。特别需要注意的是，在成槽机开挖槽段时，成槽机自身的重力和振动等因素可能对槽段的稳定性产生影响。

槽壁土体的塌方和失稳可分为局部失稳和整体失稳两种情况[5]。局部失稳指的是在成槽施工阶段，当泥皮尚未形成时，槽壁的稳定主要依赖于泥浆对土体的渗透力。针对该项目的地下土层较重的砂性情况，当成槽机开挖导致泥浆液面出现较大波动或抓斗离开液面导致液面急速下降时，可能引起沟槽内墙侧土体失稳，导致槽段内侧土体塌方，造成超挖现象。这将增加混凝土的使用量，增加施工成本和难度。整体失稳主要指浅土层（距离地表5～15m）的失稳现象，主要原因是槽段内土体受压不足，导致墙侧土体出现鼓包等问题。

2.2 地下连续墙钢筋笼吊装卡槽

在地下连续墙的钢筋笼吊装施工中，如果槽壁的垂直度与钢筋笼的垂直度无法完全匹配，可能导致钢筋笼被卡住，进而导致钢筋笼无法正确放置，从而降低地下连续墙的围护效果。在该项目中，地下连续墙采用三种设计形式，即“一”字型墙、“L”型墙和“Z”型墙。通过设计，将“Z”型墙的钢筋笼改为两幅“L”型钢筋笼的拼接形式。在该项目中，存在着异形槽幅钢筋笼，这在钢筋笼吊装过程中更容易出现吊装变形和卡槽等问题。

2.3 地下连续墙渗漏水

在地下连续墙的混凝土浇筑过程中，如果混凝土的浇筑质量较低或者地下连续墙的接头处理不当，可能导致基坑开挖时出现地下连续墙渗漏水的问题，从而影响基坑的安全性和进度等方面。因此，在地下连续墙的施工过程中，特别需要注意预防地下连续墙渗漏水的问题。

3 地下连续墙施工过程中的风险控制措施

3.1 槽段墙侧土体塌方，地下连续墙塌槽的风险控制措施

在进行连续墙施工前，应先进行试开槽。试开槽的目的是让工作人员更好地了解成槽机的机械特性和性能，以便熟练掌握和正确使用机械设备，从而确保地下连续墙的施工质量。在试开槽过程中，应仔细观察从槽段内取出的浅层土质，并与地质勘探报告进行对比。如果发现与地质勘探报告不符，应根据实际槽段土质数据调整泥浆的参数和性能指标，以确保槽段施工时槽壁的稳定性，并降低槽段墙侧土体塌方的风险。

在使用成槽机进行开槽施工时，应使成槽机的履带与导向壁平行，并控制好成槽机抓斗的半径，尽量保持一定距离离开导向壁。此外，还应在成槽机轨道下方铺设钢板，以减少对地面的压力，从而降低成槽机的压力和振动对槽壁的影响。使用成槽机进行开槽施工时，应轻抬缓放抓斗，合理控制开槽的速度，并使用测量绳测量每个抓斗的深度。在对每个开挖槽段进行泥浆护壁时，应确保注入的泥浆液面高度不低于导墙底部50cm。当抓斗提出护壁泥浆液面时，为防止泥浆液面突然下降，应及时对开挖的槽段进行补浆。完成成槽后，可以使用超声波测壁仪对选定部分槽段的槽壁质量进行评估。通过对数据的分析，可以了解槽壁塌方和槽壁垂直度情况，从而有效控制槽段墙侧土体塌方和地下连续墙塌槽的风险。这种技术手段可以保证地下连续墙的成槽质量，并实现对槽段墙侧土体塌方和地下连续墙塌槽风险的有效控制。

3.2 地下连续墙钢筋笼吊装卡槽的风险控制措施

地下连续墙钢筋笼吊装存在着较大的风险，且钢筋笼的吊装对相关技术要求较高，施工企业应在各个层面上构筑起风险防御体系，从而最大程度地降低风险[6]。

在该项目中，采用双机抬吊法进行钢筋笼的吊放。通过计算最大槽段钢筋笼的重量，最终选用200t履带吊作为主机，85t 履带吊作为副机。为了确保钢筋笼的平整度，搭建钢筋平台。平台的基面采用浇筑素混凝土，以保持基面的平整，高差控制在小于2cm。在制作钢筋笼时，地下连续墙的钢筋主筋采用直螺纹套筒进行机械连接，其他钢筋则采用焊接连接。对于异形槽幅钢筋笼，在垂直于平面的那个面上设置经纬仪来控制边线的位置，以保证两个面的夹角控制在一定角度范围内。同时，采用每隔一定间距设置一个斜角拉筋的方法，并在钢筋笼内布置纵向桁架，以确保钢筋笼在吊装时的平整性和刚度。

在钢筋笼制作时，根据导墙顶面的实际标高和钢筋笼安装标高，确定了吊筋的长度。按照平均分布原则，在桁架上确定了吊点的位置。在该项目中，最终确定采用8 个主吊点，位于钢筋笼的顶端和中上部，以及16 个副吊点，位于钢筋笼的中部和下部。对于异形幅钢筋笼，还增设了“人”字型桁架和斜拉杆进行加强，以防止钢筋笼在悬空中发生翻转变形，如图2 所示。同时，在钢筋笼制作过程中必须按照设计和规范要求放置保护层钢板垫块，以防止地下连续墙浇筑完成后出现漏筋现象。

图2 拐角钢筋笼加固示意图

在钢筋笼吊放过程中，负责起吊的吊车、钢丝绳、扁担梁等设备应具备一定的安全储备量。在钢筋笼下放之前，必须对槽壁的垂直度、平整度等进行检查。在钢筋笼下放时，应确保吊放的钢筋笼垂直对准槽段的中心，并采取缓慢的吊放动作。如果出现钢筋笼卡在槽内的情况，应将钢筋笼吊出来。待槽壁进行修整，并清除槽底的松土后，方可重新进行钢筋笼的吊放。

3.3 地下连续墙渗漏水的风险控制措施

在地下连续墙的施工过程中，主要存在接缝渗漏水和墙体大面积湿泽两个方面的问题。接缝位置是整个施工过程中的薄弱环节，也是最容易出现渗漏水现象的地方。为了防止基坑开挖后接缝位置渗漏水的问题，通常在地下连续墙开挖过程中采取刷壁清理、接缝注浆和高压旋喷桩等措施[7]。

在混凝土浇筑过程中，悬浮颗粒与混凝土中的砂浆颗粒结合会形成坚硬的胶合物，最终沉积在接缝处，导致基坑开挖后出现接缝渗漏的现象，影响基坑施工进度并可能引发安全事故。为避免这种情况，在该工程中采用自制的强制式刷壁机进行刷壁处理。刷壁机在刷壁过程中紧贴接缝处，并通过斜肋板的设置将竖向力转换成水平分力，确保刷壁效果。刷壁机进行上下反复刷壁，至少进行10 次，直至刷壁器上不再带有泥浆，符合规范要求为止。完成刷壁后，应及时进行清底工作。

该工程采用锁口管柔型接头形式。在进行地下连续墙混凝土浇筑时，可能出现接头处混凝土绕流的情况。为应对此问题，首先应了解首开槽段的槽壁测试信息，并根据数据采取相应的施工措施来防止混凝土绕流。此外，在首开槽段采用砂袋回填并加密，以杜绝混凝土绕流的可能性。施工完成后，在清理砂袋过程中，如发现槽段存在混凝土绕流现象，应及时使用专用铲具进行清除。

在钢筋笼制作过程中，针对接缝位置，可以预留两根通长的袖阀管。在地下连续墙施工完成后，通过袖阀管高压注入超细水泥浆，避免基坑开挖过程中接缝处渗漏水发生。此外，还可以在接缝处外侧设置高压旋喷桩，对接缝处进行封堵，以达到防渗漏的效果。

在地下连续墙浇筑过程中，使用导管之前需要进行水密试验。在安装导管时，导管应与槽底保持30～50cm 的距离。在混凝土浇筑过程中，应严格控制导管深入混凝土的距离。如果出现导管被拔出的情况，应立即关闭导管，并测量已浇筑混凝土的标高。清除混凝土表面的杂质后，重新开管进行混凝土的浇筑。开管后，导管应向下插入原混凝土面下约1m 的位置，以防止墙体出现夹泥、空洞等问题，从而避免地下连续墙后期的渗漏水现象。

4 结语

地下连续墙技术已有70 多年的历史，如今越来越多的基坑工程采用这种施工技术。然而，与地下连续墙施工相关的安全事故时有发生，因此如何保障地下连续墙和基坑开挖的安全，以及在地下连续墙施工过程中进行有效的风险防控措施显得尤为重要。本文以文华路站地下连续墙施工项目为例，详细分析该项目中可能出现的风险，并制定相应的风险控制措施，以建立完善的风险管理制度，确保施工安全。随着地下连续墙施工技术的不断发展，越来越多的新颖施工技术被采用，旨在降低地下连续墙施工的风险并保证施工质量。