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横跨城市管线的地下连续墙施工技术

冯志魏
摘要:介绍了深圳地铁7号线珠光站横跨城市管线的地下连续墙施工技术,对该种地下连续墙的施工步骤:管线加固与导墙施工、地下连续墙的分幅原则、泥浆制备、成槽工艺、钢筋笼加工安装、混凝土灌注等进行论述,为同类工程提供了一种全新的理念。
关键字：横跨管线;地下连续墙;施工技术
中图分类号：TU74文献标识码： A
1.工程概况
1.1工程位置
深圳地铁7号线珠光站位于龙珠大道与龙珠二路“丁”字交叉口，沿龙珠大道东西方向布站。车站北侧为龙都花园、龙联花园居住小区，南侧为龙辉花园居住小区。
1.2工程概况
珠光站位于深圳市南山区龙珠大道与龙珠二路交口处，车站为2层地下站，岛式站台，车站中心里程为DK4+271.725，设计起点里程为DK4+125.725，左线设计起点里程为DK4+057.975，终点设计里程为DK4+365.625，车站长239.9m（不含站前渡线）,标准段宽19.4m，站台宽10.4m，线间距13.6m，站前渡线长67.75m。采用明挖法施工，基坑深度为16.48～17.79m，围护结构采用800mm厚工字钢接口的地下连续墙。
珠光站场地范围内地下管线众多，埋设有污水管线、雨水管线、给水管线、燃气管、电信及电力管线等，管线大部分沿龙珠大道两侧东西方向布置。车站主体北侧主要管线有直径200mm的燃气管、920×580mm的电信管沟、直径250mm的给水管、直径900mm的污水管、3800×2200mm的雨水箱涵等，尤其是3800×2200mm的雨水箱涵对车站围护结构施工影响极大。车站主体南侧的主要管线有直径1650mm的雨水管、直径600mm污水管、直径250的给水管、1000×1000mm的10kV的电力管沟等。车站主体围护施工前，需先进行管线物探（已经完成），完整调查基坑施工影响范围内管线位置、材质、接口适应变形能力、修建年代及基础形式，并与管线资料进行对比，尤其注意3800×2200雨水箱涵等主要管线的位置、材质等，施工前需首先确定雨水箱涵壁厚、位置及深度，若发现现场情况与设计资料不符，必须上报业主、监理、设计等有关单位协调、研究地下管线的改迁、加固和悬吊方案，确保管线的安全和正常使用。站址区域的部分管线需改移或废除，第一阶段施工期间将管线改移到风亭及北侧的绿化带中，部分管线在附属结构施工阶段回迁至原位置。
2.横跨地下管线连续墙施工工艺
地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械, 沿着深开挖工程的周边轴线, 在泥浆护壁条件下, 开挖一条狭长的深槽, 清槽后在槽内吊放钢筋笼, 然后用导管法浇筑水下混凝土, 筑成一个单元槽段, 如此逐段进行, 在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁, 作为防水、防渗、承重和挡土结构。
2.1管线的刨验、加固和导墙施工
沿连续墙位置进行人工刨验、开挖导墙。为便于地下管线的保护以及钢筋笼下放后位置调整，导墙宽度适当加大，开挖宽120em、深120一200em的深槽，
深度根据管线埋深不同进行调整，对有管线的地方，在管线以下50cm处，加钢管或型钢对管线进行加固保护，以保证施工时不被碰坏。导墙采用C20现浇钢筋
混凝土结构，厚度200mm，分段浇筑。导墙施工后视土层及地下水位高低情况适当加撑，挖土后立即回填土，以防止塌孔。
2．2管线集中区地下连续墙的分幅原则
原则上根据已探明的管线分幅，为了便于施工，保证施工质量及以后基坑开挖的安全性，对于横跨管线特殊施工的地下连续墙分幅必须满足以下原则:
①特殊段地连墙结构整体刚性相对减弱，基坑开挖时应采取架设腰梁措施来保证结构的整体刚度，并加强基坑监测;②为加强地连墙的整体刚度及保证接头的止水效果，地连墙接头方式采用工字钢板;③为保证特殊段地连墙成槽时间和成槽质量，槽段长度应控制在9m以内;④管线间距较大的地方尽量安排正常幅段;⑤槽段分幅要相对一致，以便于施工和保证施工安全;⑥为保证接头的处理质量，特殊段与正常段地连墙的接头处距管线应控制在2.5-3.0m。
2.3泥浆制备
在成槽施工时须及时灌入护壁泥浆。由于本站地质结构中砂层较厚，其透水性强，施工中必须使用护壁效果较好的膨润土作为制备泥浆的材料，为提高泥浆的粘度和屈服值，提高泥皮的形成能力，维护槽壁的稳定性，同时防止水泥或盐类污染泥浆，在膨润土泥浆中加入增粘剂CMC，但CMC会有降低钢筋与混凝土间的握裹力，因此在加CMC的同时加入分散剂碳酸钠（Na2CO3）。泥浆对槽壁产生一定的静水压力，可抵抗作用在槽壁上的侧向土压力和水压力，防止槽壁坍塌和
剥落。泥浆在槽壁上会形成一层透水性很低的泥皮，可防止地下水渗人，泥皮厚度控制在1.0一3.0mm。
2.4 成槽施工
标准槽段地层采用液压抓斗槽机抓土，三序成槽，先挖两边，再挖中间，开挖过程中要实测垂直度，并及时纠偏开挖出的渣土装入自卸汽车运至临时弃渣场集中堆放。根据本站的地质结构情况，部分单元槽段成槽采用“抓冲结合”的方法，用抓斗槽壁机进行挖槽，槽壁机上有垂直最小显示装置，当偏差大于1/300时，则进行纠偏工作，纠偏可采取两种方法，一种是将槽段用砂土或碎石土回填，再利用槽壁机挖槽，二是根据槽壁机上垂直度的显示装置，特别偏差大于1/300开始位置，逐步向下抓或空挖修整槽壁的倾斜。
2.5钢筋笼制作、吊装
由于连续墙特殊的工艺和精度要求，钢筋笼制作精度必须满足设计和施工要求，因此将钢筋笼在平整度≤5mm的钢筋砼（C20）平台上制作加工。本站钢筋笼制作平台直接采用原龙珠大道路面，根据施工需要在场地A、B区各设置一个，制作平台平面尺寸7.0×26m，平台横向敷设10cm槽钢，螺栓固定，槽钢之间采用钢筋连接，。
3.6混凝土灌注
3.6.1 清槽
槽段开挖到设计标高后，采用置换法对槽底进行认真清理，将尚未沉淀的土碴从槽段上口同泥浆一道带出来，使槽内底部上来0.2米处的泥浆比重调整到1.10以下，泥浆含砂率≤4%，沉渣厚度小于100mm，再静止1h的时间，等剩余泥碴沉到槽底，再采用槽底砂石吸力泵将沉碴集中吸出处理，槽口同时注入调整合格的泥浆，使槽段内泥浆最终达到各项指标。
3.6.2混凝土灌注
① 清槽完毕，泥浆经检查合格后（比重≤1.10，含砂率≤4%，PH值＞8，粘度＜25S），4h内开始灌注砼。
② 为保证水下混凝土的灌注能顺利进行，灌注前应拟定灌注方案，主要机具应留有备用，灌注前应进行试运转。
③ 灌注前应复测沉碴厚度，办理隐蔽工程检查，合格后及时灌注，其间歇时间不宜超过4h。
④ 开始灌注时，隔水栓吊放的位置应临近水面，导管底端到槽底的距离0.3～0.5m。
⑤ 开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.5m以上深度的混凝土储存量V≥3.6m3。
⑥ 混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h，每个单元槽段的每个导管灌注间歇时间不得超过30min，灌注宜连续灌注，不得中断。
⑦ 随着混凝土的上升，要适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下一般保持2～6m，严禁将导管底端提出混凝土面。提升导管时应避免碰撞挂钢筋笼。
⑧ 设专人每30min测量一次导管埋深及管外混凝土面高度，以此判断两根导管周围砼面的高差（要小于0.5米），并确定导管埋入砼中的深度和拆管数量。
⑨ 在一个槽段内同时使用两根导管灌注时，其间距应不大于3m，导管距槽段端头不宜大于1.5m，槽内混凝土面应均衡上升，各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.5m，混凝土浇注面应高出设计标高50cm。
3结语
在建深圳地铁7号线珠光站车站地质条件复杂多变,基坑周边环境复杂。珠光站场地范围内地下管线众多，埋设有污水管线、雨水管线、给水管线、燃气管、电信及电力管线等，复杂工程地质和环境条件是我项目部地下工程建设中首次遇到。论文详细论述了深圳地铁7号线横跨城市管线的连续墙施工关键技术，以期对今后相关或类似的工程施工提供参考或指导。
参考文献：
[1]刘建航,候学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]GB50299-1999地下铁道工程施工及验收规范[S].北京:中国计划出社,2003.
[3]陈忠汉,黄书秩,程丽萍.深基坑工程[M].北京:机械工业出版社,1999.

-全文完-