地下连续墙接头检测施工方法研究

葛红帅

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

地下连续墙泛指导管法浇筑水下混凝土施工场景中的单元槽段混凝土墙体，其接头是具备止水和连接作用的节点结构，应结合现场工况比选接头检测施工方案。

1 地下连续墙常见接头施工形式

1.1 预制桩接头

地下连续墙常通过接头达到有效止水与密切连接的目的。预制桩接头形式如图1 所示，按照槽段特征预制接头，接头宽度与槽宽一致，深度一般较槽段深200mm。此种接头形式要求现场配制钢混材料进行接头施工作业。接头制成后，采用吊车等吊运设备，将其置于连接节点处进行安装。例如，在30m 深度以上或者厚度1m 以上的地下连续墙接头施工中，当接头施工难度较大时，优选预制桩接头，可体现出其易于施工的实践价值。

图1 预制桩接头施工示意图

1.2 十字钢板接头

十字钢板接头是采用现场制作的方式，根据地下连续墙规格，将钢板材料切割成厚度在8mm或10mm 的接头，联合焊接工艺将其连接于节点处，如图2 所示。该接头多适用于深厚地下连续墙施工场景中，其整体抗剪性能优良，具有易于操作、占地空间小、止水作用显著等优势。

图2 十字钢板接头施工示意图

1.3 锁口管接头

锁口管接头主要以抽拔形式制作接头，自端口处内插，待混凝土灌注后2h 左右进行上拔，形成凹槽模具，即通过安装锁口管完成连接操作，如图3 所示。锁口管接头与十字钢板接头具有明显差异，前者为刚性施工，后者为柔性施工。该接头易于清洗且十分经济，但不适用于对接头抗渗性要求较高的地下连续墙。因此，需要针对不同槽段选用差异化接头形式。例如，天津市地铁四号线南段工程盾构井段埋深22.098～22.14m、厚1 000mm 的地下连续墙，采用工字钢接头形式，标准段地连墙厚800mm，接头采用锁口管形式。

图3 锁口管接头施工示意图

2 地下连续墙接头检测常用施工方法

2.1 跨孔雷达检测法

地下连续墙接头施工阶段，在确定好接头施工形式后，为保证接头止水与连接效果，应加强质量检测。跨孔雷达检测法不仅能够检测接头质量，还能全面检测地下连续墙整体结构的施工质量。在具体施工中，可借助电磁波反馈规律评估接头质量。对于锁口管接头施工，推荐此法，至于十字钢板接头，因其不利于电磁波穿透，所以，应采用其他检测方法获取检测结果。所谓跨孔雷达检测法是利用电磁波传播路径进行探测的方法，具体参照下列公式：

当电磁波穿透接头后，可根据反射与折射原理知晓接头异常表现。公式如下：

2.2 声呐渗流检测法

在地下连续墙接头施工检测过程中运用声呐渗流检测法，侧重于对连接作用的有效检测，能有效判定地下连续墙连接的完整性，从而确定接头是否达到密切连接墙体的目的。具体可以借助声呐渗流测量仪，按照检测原理开展检测工作。公式如下：

式中，Uh、Uv为渗流场水流质点通过传感器声道的水平流速平均值和数值流速平均值；L、Y、X 为声波于传感器传播期间传播长度与该传播路径上竖直、水平方向分量；tB1、t1B为传感器B 至传感器1 之间的传播时间和传感器1 到传感器B的传播时间。随后围绕声波渗透情况检测接头施工问题。值得注意的是，应用此法检测接头施工质量时，需要按照先预热（3min）→放入探头→由上到下有序测量（1m 间隔长度，1min/点测量时间）的步骤完成接头病害检测。例如，大梅沙车站基坑工程采用此法对地下连续墙渗透情况进行细致检测，效果良好。同时，此法可用于外部噪音环境不大的工程中，以避免加大误差，降低检测数据的准确度。

2.3 分布式光纤温度感测法

分布式光纤温度感测法主要是借助激光器释放激光脉冲，在光纤探测中针对拉曼散射信号变化规律检测接头病害。方法原理如下：

式中，Ias、Is、、h、c、、k、T 分别表示反斯托克斯光强度、斯托克斯光强度、光波长、普朗克常数、真空光速、拉曼频移波数差、波尔兹曼常数和热力学温度。

式中，L、△t、n 为定位光纤发生散射点位距离、激光器发射激光脉冲到微弱信号获取背向散射信号所需的时间、光纤线芯折射率。此法在昆明市轨道交通4号线土建工程中应用效果良好。该工程设有厚度为1 500mm 的地下连续墙结构，其接头以工字钢接头为主，因其所处地段地质条件较为恶劣，所以，在接头处设置了加热感测光缆，随着加压获取接头温升数据发现，加压期间，温升到达某特定值后，未出现明显波动，证明该工程测点处地下连续墙接头未见不良缺陷。一般加压功率未至3W/m，则存在大波动光缆温升表现，加压至3W/m 后，方趋于稳定，且温升稳定值与含泥量基本成正相关，可根据此规律判定接头检测施工状况。

3 地下连续墙接头检测问题及改进策略

3.1 接头检测施工问题

3.1.1 混凝土质量不达标

分析现有地下连续墙接头检测施工结果发现，接头混凝土施工质量常存在不足，尤其是采用锁口管接头形式，若接头处混凝土质量不达标，可能在接头施工后形成断裂，严重时将诱发墙体坍塌，因此，必须加强接头混凝土质量的有效评估。

3.1.2 缺乏接头的可靠处理

地下连续墙接头是体现墙体防水价值的重要部分，若未兼顾接头材质进行妥善处理，可能在不配套施工技术下，降低接头止水和连接效果。一方面，未强调其防水性能；另一方面，未结合相关技术对接头进行加固。

3.1.3 刷壁器应用的局限性

在检测地下连续墙接头质量时，无论选择上文提到的哪一种接头形式，都需要及时进行刷洗。传统的刷壁器刷洗法具有一定的局限性，需借助刷壁器在重力作用下沿着基坑护壁自上而下有序清洗。然而，刷壁器仅适用于浅槽施工场景，若面对大深度地下连续墙，可能导致相关人员无法高效刷洗操作，也会在刷洗作业中增加接头渗漏、夹泥等病害的可能性。

3.2 接头检测改进策略

3.2.1 严控接头材料质量

要想地下连续墙接头发挥显著的止水与连接作用，施工人员务必要严格控制接头混凝土质量。一般要求接头灌注混凝土强度至少比设计值高出5N/mm3。同时，应优选带有防水作用的混凝土材料，以有效控制混凝土凝结速度，为施工人员提供充足的接头施工时间。

3.2.2 优选配套防水接头

连续墙槽段接头位置最容易产生渗水、漏水问题，因此，在选择防水接头时，应合理选择配套防水接头。地下连续墙接头主要分刚性接头和柔性接头，其中，刚性接头主要是在墙间安放钢板止水带，施工时做好清孔换浆操作，再用高压水冲刷背侧墙板与止水带，应用小直径无塞潜水泥浆泵，将其放在接头周围，以保证接头质量。使用柔性接头时，要求保证混凝土结合面干净，避免新旧混凝土间出现“夹泥”的渗漏情况，确保钢刷和槽壁充分接触，且刷壁次数在10 次以上。使用防水接头时，要注重接头管的作用，保持相邻两槽嵌接完好，防止连续墙周围再次发生渗水问题，以保证连续墙钢筋笼稳定，有效控制混凝土的流动性。

3.2.3 规范接头冲洗步骤

为改进接头施工质量，应规范接头冲洗步骤，以标准化流程冲洗方法，确保接头与墙体形成完整的结构。接头冲洗步骤如下：放置成槽设备→铣进结束后，上提刀架→斜下方连接高压冲洗设备→开启冲洗设备，连接高压泵→开启高压泵后，收放刀架→观察槽段接头冲洗情况→关闭冲洗设备。通过试验段，确定冲洗作业最佳参数区间。例如，某基坑地下连续墙施工，高压冲洗泵压力范围控制在0.8～1MPa，流量值为75L/min。施工人员应把控好施工细节，以达到接头施工的预期效果。

4 结语

地下连续墙接头具备止水与连接作用，常包含预制桩接头、十字钢板接头、锁口管接头施工形式。为获取可靠的检测数据，可参照工况标准，选择跨孔雷达检测、声呐渗流检测、分布式光纤温度感测等检测施工方法，检测接头病害情况，从接头材料质量、配套防水接头、接头冲洗等方面着手，保证接头质量，以及地下连续墙接头处的止水效果和结构性能。