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杭州运河隧道地下连续墙施工技术

唐益波 徐蓉

【摘要】地下连续墙为较为常见的围护结构形式，其以刚度大、整体性强、位移控制效果好等优点得到了越来越多的应用。本文结合杭州运河隧道工程实例较全面论述了地下连续墙的施工工艺及针对性技术措施。
【关键词】地下连续墙、施工工艺、技术措施。
前言
地下连续墙技术起源于欧洲，1950年意大利最先在工程中应用，我国在二十世纪五十年代后期开始应用这项技术。地下连续墙是通过专用的挖（冲）槽设备，沿着地下建筑物或构筑物的周边，按预定的位置，开挖出或冲钻出具有一定宽度与深度的沟槽，用泥浆护壁，并在槽内设置具有一定刚度的钢筋笼结构，然后用导管浇灌水下混凝土，分段施工，用特殊方法接头，使之连成地下连学的钢筋混凝土墙体，其主要用于：基坑开挖和地下建筑的临时性和永久性的挡土结构；地下水位以下的截水、防渗；部分工程的墙体还承受上部建筑的永久性荷载兼有挡土墙和承重基础作用；邻近建筑物的支护；具有振动相邻影响的隔振墙等。？
一、杭州运河隧道工程概述
杭州运河隧道位于钱塘江岸与京杭运河交接处，距钱塘江大堤约30m，沿钱塘江大堤方向向东穿越京杭运河。隧道区河面宽约220m，两岸地形平坦，地面高程为8.6～11.4m，河床高程为-0.18～3.4m。隧道穿越段所处为京杭运河与钱塘江交叉口段，受江河交匯水流影响，在迳流、潮汐反复交替作用下，河床冲刷剧烈。
河东岸边段隧道北线长度302.36m；南线长度302m。结构分暗埋段长度146m、敞开段长度约156m。基坑开挖主要位于①层填土、②-2层粉质粉土砂质粉土、②-3层砂质粉土、③-1层粉砂、⑤层（淤泥质）粉质粘土中。围护结构采用地下连续墙和钻孔灌注桩+水泥搅拌桩。
河西岸边段隧道北线长度292.37m；南线长度292m。结构分暗埋段长度131m、敞开段长度约161m。基坑开挖主要位于①层填土、②-2层粉质粉土砂质粉土、②-3、②-4层砂质粉土、③-1层粉砂。围护结构采用地下连续墙和钻孔灌注桩+水泥搅拌桩。
岸边段的地下连续墙围护结构主要有800mm厚和600mm厚两种形式。连续墙各幅间接头处采用Φ1000mm摆喷止水加固。成槽采用液压槽壁机成槽，泥浆护壁。
二、地下连续墙施工工艺
（1） 测量放线
在施工场地内引测施工用平面控制点和水准点（要做好二个以上的水准点）。
（2）导墙制作
在地下连续墙成槽前，先进行导墙施工。导墙的质量直接影响地下连续墙的施工质量，导墙是对成槽设备进行导向，并具有存储泥浆稳定液位，围护上部土体稳定等作用，是防止土体坍落的重要措施。导墙结构见图1地下连续墙导墙结构示意图。
（3）泥浆工艺
泥浆性能的优劣将直接影响到地下连续墙成槽施工时槽壁的稳定性，是地下连续墙施工中的一个重要的因素。新泥浆采用经过室内实验，性能指标优良的膨润土、纯碱、高浓度CMC和自来水作原材料。通过清浆冲拌和混合搅拌拌合而成。新鲜泥浆的比重一般宜为1.05～1.1。
泥浆系统的参数根据本工程的地质情况及以往地下连续墙的施工经验，本工程新的泥浆级配及控制指标见表1泥浆性能指标。
图1 地下连续墙导墙结构示意图
（4）成槽施工
① 槽段放样：测量控制桩点在导墙上精确划出分段标记线。
② 槽段开挖：标准槽段采取三序成槽，先挖两边，再挖中间。
③ 槽段成槽检查：槽段开挖质量标准见表2槽段开挖质量标准表。
表1 泥浆性能指标
泥浆性能 新配制 循环泥浆 废弃泥浆 检验
方法
粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土
比重（g/cm3） 1.04～1.05 1.06～1.08 1.25 >1.35 比重计
粘度（s） 20～24 25～30 50 >60 漏斗计
含砂率（%） 8 >11 洗砂瓶
PH值 8～9 8～9 >8 >8 >14 >14 试纸
表2 槽段开挖质量标准表
序号 项 目 单 位 允许偏差 检验方法
1 槽宽 mm 0～+50 超声波测井仪
2 垂直度 % 0.3 超声波测井仪
3 槽深 mm +100～+200 超声波测井仪
④ 清底换浆：采用反循环置换法及撩抓法清基，在成槽完毕之后进行。当槽底沉渣已经清除干净时即时换浆，保证槽底沉渣≤100mm及槽底泥浆比重≤1.15g/cm3。
（5）钢筋笼的制作及吊装
钢筋笼制作质量标准：见表3地下连续墙钢筋笼制作的允许偏差表。吊装时合理布置吊点。
表3 地下连续墙钢筋笼制作的允许偏差表
项 目 偏差（mm） 检验方法
钢筋笼长度 ±50 钢尺量，每片钢筋网检查上、中、下三处
钢筋笼宽度 ±20
钢筋笼厚度 0，-10
主筋间距 ±10 任取一断面，连续量取间距，取平均值作为一点每片钢筋网上测四点
分部筋间距 ±20
预埋中心位置 ±10 抽查
（6）水下混凝土灌注
见图2地下连续墙混凝土浇筑示意图。
（7）起拔接头管
接头管起拔采用液压顶拔机，待浇注混凝土初凝（2～3h）后，用起拔千斤顶进行第一次起拔，但顶升高度不可使管脚脱离插入的槽底土体，以后每30min提升一次，每次50～100mm，直到终凝后全部拔出，起拔接头管见图3《液压顶拔机作业示意图》。
图2 地下连续墙混凝土浇筑示意图
图3 液压顶拔机作业示意图
（8）地下连续墙施工质量标准见表4。
表4 地下连续墙施工质量标准表
允许偏差项目 临时支护墙体 单一或复合结构墙体
平面位置 ±50mm ±30mm或0
平整度 50mm 30mm
垂直度 0.5% 0.3%
预留孔洞 50mm 30mm
预埋件 — 30mm
预埋连接钢筋 — 30mm
变形缝，透导缝 — 20mm
三、针对性技术措施
（1） 穿砂层技术措施
②层砂质粉土、③层粉砂，振动易液化，易坍塌变形，在动水压力条件下易产生流砂现象。鉴于此，采取以下技术措施：
1）采用深导墙和高导墙技术，深导墙对保持上部土体稳定具有很好的作用，導墙加高后，增加了泥浆液面高度，增加水头压力。
2）在成槽时，增大泥浆比重，并保持泥浆液面高度不大于导墙下15cm。
3）在场地宽敞地段，可采用导墙内轻开型井点降水技术措施，提高土体固结。
4）成槽时，放慢抓斗的提升和下放速度，减少对土层的冲击。
（2）地下连续墙稳定与垂直度控制
1）在地下连续墙施工期间，在附近严禁非作业机械设备行走。
2）保证泥浆质量，泥浆液面高度不得低于导墙下15cm。
3）控制地下墙的竖向沉降量，在每幅地下墙内布置2根压浆管插至墙底，压浆范围为地下墙地下1.5m，墙址注浆注浆压力不得大于0.2mpa，连续墙抬高不得大于1cm。
4）采用带有自动纠偏系统的液压成槽机成槽。
5）精确定位导墙的平面位置，确保其垂直度满足规范要求。
（3） 地下连续墙分幅接头缝防渗措施
1）成槽时严格按技术交底施工，保证槽段开挖的平面位置正确性。
2）刷壁采用新制钢刷，加密钢刷上的钢丝，加长钢刷，增大与钢筋笼受力面积。
3）下放锁口管时，确保平面位置准确，锁口管上下垂直，严禁锁口倾斜下放。
4）刷壁时，要反复将钢刷上下提升，并用清水将钢刷清洗干净，直至提升后无泥土为主。
5）浇筑时，按要求提升导管，严禁一次提升高度过大产生夹层，造成质量隐患。
（4）与结构连接
制作内衬时，将与之接触的地下墙表面凿毛，清洗干净，预埋抗剪钢筋的范围需将抗剪钢筋按设计要求扳入内衬。制作混凝土围囹时，将与之接触的地下墙混凝土保护层凿除。制作内衬前，地下墙若有渗漏，必须先进行堵漏。
（5）地下连续墙质量控制和预防措施
1）地下连续墙露筋现象的预防措施
钢筋笼制作时必须保证有足够的刚度，架设型钢固定，防止起吊变形。必须按设计和规范要求放置保护层垫块，严禁遗漏。吊放钢筋笼时发现槽壁有塌方现象，应立即停止吊放，重新成槽清渣后再吊放钢筋笼。
2）对地下障碍物的处理：
及时拦截施工过程中发现的流至槽内的地下水流。障碍物在较深位置时，采用自制的钢箱套入槽段内，然后处理各种障碍，确保挖槽正常施工。
3）防止塌槽措施
成槽时使用粘度大、失水量小形成护壁泥皮薄而韧性强的优质泥浆，确保槽段在成槽机械反复上下运动过程中土壁稳定，并根据成槽过程中土壁的情况变化选用外加剂，调整泥浆指标，以适应其变化。
施工中防止泥浆漏失并及时补浆，始终维持稳定槽段所必须的液位高度，保证泥浆液面比地下水位高。
雨天地下水位上升时及时加大泥浆比重和粘度，雨量较大时暂停挖槽并封盖槽口。
施工过程中严格控制地面重载，不使土壁受到施工附近荷载作用影响而造成塌方。
安放钢筋笼做到稳、准、平，防止因钢筋笼上下移动而引起槽壁坍方。
参考文献：
1、陆震铨、祝国荣. 地下连续墙的理论与实践 1987
2、建设部《地下铁道工程施工与验收规范》GB50299-2003。

-全文完-