地下连续墙施工技术应用

地下连续墙施工技术应用滕佳（中铁五局成都地铁工程指挥部通信地址：成都市武侯区核桃堰路51路宏庭酒店12层）摘要基于武汉地铁王家墩东站工程，对50.5m深地下连续墙在武汉复杂地质情况下的施工技术进行介绍，重点阐述了地下连续墙入岩技术、槽壁防坍塌技术、成槽垂直度控制技术、接头防绕流技术等关键技术，对类似工程具有一定的参考价值。

关键词地下连续墙施工技术应用一、前言地下连续墙施工技术自1950年首次应用于意大利米兰工程以来已有60多年的历史，我国1958年引进了此项技术。

由于地下连续墙具有整体刚度大、抗渗防漏性能好，无振动、噪音低等优点，目前在我国已被广泛应用于深厚软土地层且高地下水位的工程地区，作为城市高层、超高层建筑、工业建筑、地铁车站等地下工程的挡土防渗结构，以及水利、江防的防渗墙等，它不仅可以很好的用作施工期间的基坑挡土止水围护结构，还能较好地控制地面沉降，同时也作为永久结构的侧墙（或侧墙的一部分）使用。

二、工程概况王家墩东站是武汉市轨道交通二号线与三号线的换乘站，车站左、右线设计长度分别为198.5m、311.43m，为地下双柱三跨岛式车站，除换乘节点是三层外，其余均为两层。

车站采用明挖法分期施工，地下连续墙结合内支撑系统支护。

由于本站位于长江北岸I 级阶地，地下水位与长江、汉江相连，上层滞水埋藏浅，孔隙承压水水头高，因此地下连续墙采用全落底入岩设计，嵌入中风化泥岩2.0m。

车站地下连续墙共划分槽段158幅，墙厚800mm，墙深50.5m。

混凝土强度等级采用水下C30P8，接头采用Q235型钢700*350*10mm的工字钢（板）接头。

本工程地下水稳定水位埋深 1.6~4.5m，场地分布地层自上而下依次为杂填土、素填土、淤泥、淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹粉砂、粉质粘土粉土粉砂互层、粉细砂、细砂、中粗砂夹砾卵石、强风化泥岩、中风化泥岩。

（一）工程特点1.地质条件复杂施工深度范围内地层大部分为淤泥、淤泥质粉质粘土和细砂，墙底进入中风化泥岩层，成槽深度非常深，成槽和混凝土浇筑时的流砂、涌泥，对槽壁稳定性有很大的影响，易产生槽壁坍塌现象。

2.入岩问题地下连续墙底部进入中风化泥岩约2.0m，土质硬度较大，用成槽机无法正常挖掘。

3.成槽垂直度控制本工程地连墙槽深50.5m，成槽垂直度要求达到1/300、相邻两槽段中心线任一深度的偏差均不得大于60mm。

在施工中需要加强措施，才能保证成槽质量。

4.工字钢接头防绕流地连墙接头工字钢较长，其自身垂直度、曲度较难控制，并且槽段厚度为800mm，工字钢只有700mm，再加上槽位偏斜和其他不可预见的原因，在相邻槽间接头处形成绕流混凝土，造成接头受力不良和基坑开挖后渗漏水。

三、主要施工方法1.工艺流程地上地下障碍物的破除→测量放样→导墙制作→制备泥浆→绑扎钢筋笼→槽段挖掘→吊装钢筋笼→安装接头箱→浇筑墙体混凝土→拔出接头箱2.地上地下障碍物的破除本工程地连墙受影响的障碍物有市政路面、管线改移后废弃的管沟槽、房屋筏型基础、废弃桩基础和0.6m厚地连墙。

先测量放线出地下连续墙准确的平面位置，找出障碍物与地连墙的相交位置，然后用挖掘机配合液压破碎锤清除地表和浅层障碍物，用冲击钻机冲击破碎深层障碍物。

3.导墙制作导墙做成“┓┏”型现浇钢筋混凝土结构，深度为 2.5m，采用小型挖掘机开挖、人工配合清底、钢模板加木撑浇筑混凝土的施工工艺。

拆模后，纵向每隔1m加设上下两道方木做内撑，外侧空隙用回填土碾压密实，防止受压变形。

转角型槽段，因槽机抓斗宽度为2.8m，导墙需沿轴线方向外放尺寸，并对槽段尺寸作局部调整4.泥浆的制备与管理选用优质的高Ga+优质膨润土，在成槽过程中，控制好泥浆比重，遇不良地层提高泥浆液面及其粘度，以保证槽壁在有效泥浆护壁下保持稳定。

泥浆的配合比为：水：膨润土：纯碱：CMC=100ml：8～9g：0.2～0.3g：0.075～0.1g。

护壁泥浆使用前，进行室内性能试验，施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标，其主要技术指标见表1。

如果不能满足槽壁土体稳定，需对泥浆指标进行调整。

在成槽过程中，每槽两次抽查泥浆指标，新拌泥浆存放24h后方可使用，置换出的泥浆必须净化调整到需要的指标，与新鲜泥浆混合循环使用。

对不合格泥浆坚决废弃，以确保泥浆的护壁效果。

表1 成槽护壁泥浆性能指标表5.绑扎钢筋笼现场设两个52×7m钢筋笼制作平台，采用14号工字钢和Φ28螺纹钢筋拼装成“井”字形平台。

本工程钢筋笼比较特殊，墙体上部27.3m为钢筋混凝土，下部23.2m为素混凝土，下部工字钢使用钢筋横向支撑和纵向桁架与上部笼体连接，因此，钢筋笼在平台上分上部钢筋笼、下部工字钢桁架两节制作成型，预拼校核连接接头，保证连接成直线。

钢筋连接除四周两道钢筋交点全部点焊外，其余的50%交叉点焊，桁架、吊点、吊环的焊缝长度和厚度须满足要求，以防起吊过程中变形、散落。

钢筋加工顺序为：铺设横筋→铺设纵向筋→焊接底层保护垫块→焊接中间桁架→焊接上层纵向筋、中间连接筋和面层横向筋→焊接锁边筋、吊筋→焊接预埋件及保护垫块。

施工要点：（1）主筋采用直螺纹套筒连接，与水平筋用点焊连接；（2）用直线或经纬仪定位，上下两节接头连接准确；（3）增设箍筋和导向筋，预留导管插入通道；（4）设置纵、横向起吊桁架，吊点处用4根“［”形Φ28钢筋加强；（5）“L”“T”“Z”形笼增设“人”字桁架和斜拉杆（入槽时打掉）进行加强；（6）接驳器、预埋铁件注浆管、监测管等预埋件安装准确。

6.槽段挖掘、入岩及成槽垂直度控制中风化岩以上各地层选用成槽能力强、机斗容量重、具有强制纠偏装置的上海金泰SG40成槽机成槽，出渣采用自卸汽车经排水后运至弃渣场。

根据每幅地连墙和槽身的受力特点，结合机械性能，合理优化每循环作业时间，施工地连墙采用跳槽法和连续法开挖，槽段分幅长度一般为4~6m，槽段间采用刚度大、防水效果较好的“工”字钢接头连接。

首开幅开挖宽度=槽段分幅宽度b+2×接头箱宽度h+2×外放尺寸。

单元槽段采用两抓或三抓成槽，直线型采用先两侧后中间的顺序，转角型一般先长边后短边抓法，相邻幅槽段施工间隔时间≥24h。

成槽时，泥浆应随着出土补入，确保泥浆液面不低于导墙顶面下300mm，并高于地下水位0.5~1.0m。

成槽机挖掘进速度应控制在15m/h左右，导板抓斗不宜快速掘进，以防槽壁失稳。

进入中风化岩层后一般成槽机无法正常掘进，抓斗到岩面即停，并使槽底基本持平，为后续入岩冲孔创造条件，以免斜孔。

岩层采用CJF-20冲击反循环钻机进行排钻成槽，钻头直径用φ820mm，一则入槽时挤压槽壁有导向作用，二则在入岩过程中可防止由于钻头磨损，导致岩层槽段断面尺寸不够。

先以钻机配合牙轮钻头分三批钻孔入岩（钻孔步骤见图1，孔位间距为0.75m，再冲击破碎孔间“岩墙”，最后扫孔成槽。

成槽后，用液压抓斗抓除底部钻渣，并用泵吸反循环清除未被抓斗抓除的沉渣及置换泥浆清底，沉渣厚度要求小于100mm。

第一批钻孔清孔范围第三批钻孔第二批钻孔图1 冲击钻机排钻施工步骤图成槽垂直度控制注意以下几点：（1）液压抓斗每挖掘1~2次，将抓斗斗体旋转180°；（2）利用经纬仪、成槽机显示仪进行垂直度跟踪观测，随时测量孔斜和孔深，运用自带垂直纠偏系统及时纠偏；（3）合理安排每个槽段中的挖槽顺序，使抓斗两侧的阻力尽可能均衡；（4）钻机平台枕木垫平，按先后顺序依次钻孔，冲击时平稳、轻重适宜，放绳勤放少些；（5）发现偏斜超标，立即修孔，严格做到随挖随纠；（6）垂直度严重超标时，回填粘土、砂卵石等重新挖槽或钻孔；（7）单槽终孔后用超声波测斜仪测量孔壁和偏斜情况。

7.吊装钢筋笼钢筋笼按上、下两节分体吊装，采用一台150T 履带吊与一台50T 履带吊协同配合翻身起吊，并由150T 吊车以垂直状态吊装入槽。

先吊放下部素墙纵横向桁架和支撑钢筋至槽口插入横担固定之后，开始吊放上部钢筋笼，采用双机抬吊、空中回直的方式吊放入槽口，将钢筋笼内桁架与下部素墙钢筋桁架搭接焊接牢固后整体吊起、取出横担、入槽定位。

入槽后，用槽钢卡住吊筋，横担与导墙上，防止钢筋笼下沉，并用4组（8根）φ50钢管插在锚固筋上与灌注架焊接防止上浮。

为了保证安全，吊装必须经过专门的方案设计和验算，起吊时先根据计算的主副机吊点进行试吊，两机同时起吊使笼体离地30~50cm ，无明显变形和异常后正常起吊。

吊车配备专职起重指挥，严格按照技术安全交底进行操作。

吊装时钢筋笼下端系绳索用人力控制减少晃动，入槽时对准槽段中心、缓慢垂直放入，不得高起猛落强行冲击入槽。

钢筋笼下放就位要考虑吊点与测点不一致、吊筋会拉长等因素，根据实际情况调整，准确控制好笼顶和预埋件位置标高。

8.安装梯形接头箱用50T 履带吊分节吊装垂直插入槽底泥岩中固定，背侧空隙用砂或土袋回填密实。

接头箱与导墙之间间隙用木楔楔紧，防止混凝土浇灌时外移。

相邻槽段开挖后用刷壁器清刷工字钢接头凹槽，次数不少于5次，以防止夹泥，确保防水效果。

9.浇筑墙体混凝土及接头防绕流利用带有快速接头的密封导管进行水下混凝土浇灌，在“一”形和“L”形槽段设置2套导管，在“Z”形和大于6m长槽段设置3套导管，导管间距不大于3m，导管距离槽端头不大于1.5m。

浇灌混凝土应控制在钢筋笼入槽后的4h之内。

浇灌时导管在混凝土中的埋深应保证2～6m，以免造成夹渣，影响墙体质量。

混凝土最终浇灌高度应高于地下连续墙设计顶标高300～500mm。

浇筑施工要点：（1）灌注前进行泵吸反循环、二次清底换浆；（2）多根导管的充气球胆固定铁丝绑在一起，剪球同时下落；（3）各导管灌注同步进行，保持混凝土面水平上升，浇筑速度控制在3~5m/h，以防止塌孔和钢筋笼上浮；（3）按照水下混凝土浇筑要求进行施工。

工字钢接头防绕流措施：（1）工字钢延伸至槽底标高并插入泥岩中，以阻断混凝土底部绕流；（2）工字钢上增设1mm厚、宽200mm的止浆铁皮，固定于钢筋笼两侧，当有绕灌混凝土时，止浆铁皮受压张开后紧贴槽壁，阻断两侧绕流路径；（3）采用梯形接头箱，接头箱宽780mm，凸出端紧贴工字钢，既能保证在工字钢发生曲度时接头箱顺利插入，又能有效防止混凝土绕流；（4）在接头箱背后回填砂袋或土袋，充填密实。

10.槽壁防坍塌淤泥、淤泥质粉质粘土和细砂层在成槽和混凝土浇筑中，由于土层扰动和承压水头作用，易发生坍槽现象，为此采取如下措施：（1）强化泥浆工艺，形成致密而有韧性的泥浆护壁；（2）砂层对泥浆污染较严重，在泥浆配置和回收泥浆调整时，配置与之相适应的泥浆；（3）抓斗提出槽内时，及时补浆，减少泥浆液面的落差，始终维持稳定液位高度；（4）开挖时适当提高泥浆比重和液面高度，浇筑中降低浇筑速度，加大导管埋深，减少每斗方量，使混凝土面均匀上升；（5）减少地面附加荷载，防止附近有动荷载；（6）抓斗掘进慢提慢放、严禁满抓，减弱对土体的扰动；（7）清孔换浆时，严格控制泥浆指标；（8）缩短裸槽时间，抓好工序间的衔接，从成槽至浇筑完混凝土的时间控制在24h内；（9）对“L”、“T”、“Z”型槽段易塌阳角部位采用预注浆处理。