浅析超宽超深地下连续墙施工工艺

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【摘 要】超宽超深地下连续墙施工工艺问世以来，迅速的占有了广阔的市场，有很多实用的优点，介绍了它的施工方法及操作控制要点。

【关键词】超宽超深地下连续墙施工工艺特点；施工方法及操作控制要点?

wide deep underground continuous wall construction technology

li gang-zhu

(china railway third bureau group bridge and tunnel engineering branch co., ltd handan hebei 056000)

【abstract】wide deep underground continuous wall construction technology since the advent of rapid share a broad market, there are many practical advantages, it introduces the construction method and operation control points.

【key words】wide deep underground continuous wall construction technology features; construction method and operation control points

1. 概述

武林广场站位于杭州市中心广场—武林广场东北角，是地铁1号线与3号线的换乘车站，车站长161.75m，标准段宽36.6 m,底板埋深约26.4m，车站为地下三层四柱五跨三层结构，采用盖挖逆作法施工。车站围护结构采用1200mm厚地下连续墙，墙幅宽度为6.0m，深度为48m左右，十字钢板接头形式，单幅钢筋笼重约70t，设计要求进入中风化岩0.5m。

2.工法特点

2.1 地下连续墙工法问世以来，迅速的占有了广阔的市场，地下连续墙工法主要有以下几方面的优点。

2.1.1 施工时振动小，噪声低，非常适于在城市施工。

2.1.2 墙体刚度大，用于基坑开挖时，极少发生地基沉降或塌方事故。

2.1.3 防渗性能好。

2.1.4 可以贴近施工，由于上述几项优点，我们可以紧贴原有建筑物施工。

2.1.5 可用于逆作法施工。

2.1.6 适用于多种地基条件。

2.1.7 可用作刚性基础。

2.1.8 占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。

2.1.9 功效高、工期短，质量可靠。

2.2 当然，所有的事物都有两面性，地连墙工法也存在以下缺点：

2.2.1 在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大。

2.2.2 如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题。

2.2.3 地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其他方法的费用高。

2.2.4 在城市施工时，废弃泥浆的处理比较麻烦。

3. 施工方法及操作控制要点

3.1 施工优化控制的要点。

3.1.1 地下连续墙一般宽为6m，墙厚1.2m属于超宽地连墙，在施工技术方面还不是很成熟，机械方面相应的成槽机、反力箱、大型起重设备等的应用都是经过反复计算在经济安全的前提下确定的。

3.1.2 在成槽过程中机械自身的垂直控制系统。

3.1.3 由于采用十字钢板对刷壁造成一定难度，在经过研究后采用在成槽机抓斗上安装侧铲进行刷壁然后再用钢刷刷壁器进行刷壁。

3.1.4 在地连墙施作过程中要穿越承压水层，为防止开挖过程中承压水绕流，在地连墙内预埋注浆管，在地连墙全部达到强度后进行墙趾注浆。

3.1.5 本工程反力箱放置深度达到43～52m，混凝土浇筑时间也长达8小时左右，反力箱自重、混凝土的握裹力和土体的摩擦力极大，为顺利拔出反力箱在混凝土浇筑完3～4小时后，先用液压油顶对其进行松动，在混凝土初凝后在进行起拔。

3.2 关键工序施工方法及控制要点。

3.2.1 道路硬化。

因地下连续墙施工过程中，成槽机械及吊运钢筋笼的大型履带式起重机需要在场地内来回行走，我单位根据以往的经验并结合本工程的实际情况，对结构内侧及导墙外侧1m的范围内浇筑30cm厚c20钢筋混凝土路面，配筋采用?16的螺纹钢横向间距200 mm、纵向200mm，双层双向布置，并与导墙筑成一体。

3.2.2 导墙的施工。

导墙采用钢筋混凝土结构，壁厚20cm，配筋为单层双向?14@200mm，导墙净宽1250mm，导墙应和附近路面一体浇捣.

导墙沟（放坡比为1:0.5）采用挖掘机开挖，人工配合修整清底，导墙开挖好一段后，在沟槽底按地连墙尺寸制作木模，架立模板，经测量检查位置符合规范偏差要求后，进行c20混凝土灌筑，泵送入仓。

如果导墙施作过程中遇到障碍物、软弱地层或其它废弃管线导致开挖深度过大，则可把导墙加深以满足施工要求。

导墙施工工艺流程图见图1。

图1 导墙施工工艺流程图

图2 泥浆系统工艺流程图

导墙施工注意要点

3.2.2.1 在导墙施工全过程中，保持导墙沟内不积水。

3.2.2.2 横贯或靠近导墙沟的废弃管道需封堵密实，以免成为漏浆通道。

3.2.2.3 导墙沟侧壁土体是导墙浇捣混凝土时的外侧土模，防止导墙沟宽度超挖或土壁坍塌。

3.2.2.4 现浇导墙分段施工，水平钢筋应预留连接钢筋与邻接段导墙的水平钢筋相连接。

3.2.2.5 必须保证导墙的内净宽度尺寸与内壁面的垂直精度达。

3.2.2.6 导墙立模结束之后，应对导墙放样成果进行最终复核。

3.2.2.7 导墙混凝土强度达到50％时，方可进行成槽作业，在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙。

3.2.3 泥浆制备与管理。

泥浆在地下连续墙成槽过程中起到护壁作用，泥浆护壁是地下连续墙施工的基础，其质量好坏直接影响到地下连续墙的质量与施工安全，泥浆系统工艺流程见图2。

3.2.3.1 泥浆配合比。

根据地质条件，泥浆采用膨润土制备，泥浆配合比如下：（每立方米泥浆材料用量kg）

膨润土:80 纯碱:4 水:950 cmc:5

上述配合比在施工中根据试验槽段及实际情况可进行适当调整。

泥浆制备的性能指标如表1：

3.2.3.2 泥浆储存。

泥浆储存采用半埋式砖砌泥浆池储存。

3.2.3.3 泥浆循环。

泥浆循环采用3lm型泥浆泵输送，4pl型泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。

3.2.3.4 泥浆的分离净化。

在地下墙施工过程中，因为泥浆要与地下水、泥土、砂石、混凝土接触，其中难免会混入细微的泥沙颗粒、水泥成分与有害离子，必然会使泥浆受到污染而变质。因此，泥浆使用一个循环之后，要对泥浆进行分离净化，提高泥浆的重复使用率。槽内回收泥浆的分离净化过程是：先经过土碴分离筛，把粒径大于10mm的泥土颗粒分出来，防止其堵塞旋流除碴器下泄口，然后依次经过沉淀池、旋流除碴器、双层振动筛多级分离净化，使泥浆的比重与含砂量减小，如经第一循环分离后的泥浆比重仍大于1.15，含砂量仍大于4%，则用旋流除碴器和双层振动筛作第二、第三循规蹈矩环分离，直至泥浆比重小于1.15，含砂量小于4%为止。

3.2.3.5 泥浆池设计。

泥浆池容量设计（以成槽开挖宽度6m计）

地下墙的标准槽段挖土量：v1=长6m×深47m×厚1.2m=339m?3

新浆储备量：v2=v1×80%=271m?3

泥浆循环再生处理池容量：v3=v1×1.5=509m?3

砼灌筑产生废浆量：v4=6m×4m×1.2m =29m?3

泥浆池总容量：v≥v3+v4=538m?3

3.2.4 连续墙成槽施工。

成槽是地连续墙施工的关键工序，成槽约占地下连续墙工期的一半，因此提高成槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状决定墙体的外形，所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键，单元槽段之间的接头尽量避免设在转角处。

3.2.4.1 成槽施工。

连续墙施工采用跳槽法，施工根据槽段长度与成槽机的开口宽度，确定出首开幅和闭合幅，保证成槽机挖土时两侧邻界条件的均衡性，以确保槽壁垂直，部分槽段采取两钻一抓。成槽后用超声波检测仪检查成槽质量。

在成槽过程中，严格控制抓斗的垂直度和平面位置，在开挖槽段时，操作手要仔细观察成槽机的监测系统，当x，y轴任一方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏，抓斗贴基坑侧导墙入槽，机械操作要平稳,抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面和后面的土层稳定,并及时补入泥浆，维持槽段中泥浆液面稳定。成槽施工见图4“成槽施工图”。

3.2.4.2 成槽注意事项及操作要领。

（1）根据设计图纸确定的地连墙位置，在导墙顶面上测量放线并按编号分段。

（2）将抓斗就位，就位前要求场地平整坚实，以满足施工垂直度要求，吊车履带与导墙垂直，抓斗要对准导墙中心线,为减少抓斗施工的循环时间，提高功效，每台成槽机配置2台短驳车，将泥渣运至堆料场暂存。

（3）成槽垂直度控制是关键，成槽施工中注意观察车载测斜仪器图形，发现偏斜随时采用纠偏导板来纠偏，遇到严重不均匀的地层，或纠偏困难的地层时，回填槽孔，重新挖掘。

（4）边开挖边向导墙内泵送泥浆，保持液面在导墙顶面下30cm?50cm，挖槽过程中随着孔深的向下延伸，要随时向槽内补浆，使泥浆面始终位于泥浆面标高，直至成槽完成。

（5）灌筑砼前，要测定泥浆面下1m及槽底以上1m处泥浆比重和含砂量，若比重大于1.20，则采取置换泥浆清孔，成槽后沉淀30分钟，然后用抓斗直接捞渣清淤。

（6）为避免对新浇槽段的混凝土产生扰动，开挖采取跳槽施工。

（7）成槽过程中，导杆应垂直槽段，抓斗张开，照准标志徐徐入槽抓土，严禁迅速下斗，快速提升，以防破坏槽壁和坍塌，垂直度应控制在设计要求之内，抓斗挖出土直接卸到自卸车上，转运到堆土场。随着开挖深度增加，连续不断向槽内供给新鲜泥浆，保证泥浆高度，各项泥浆指标要符合技术要求，使泥浆起到良好的护壁作用，防止槽壁坍塌，在遇到含砂量较大的土层，槽壁易塌时，注意加大泥浆比重，适当加入加重剂，当接近槽底时，放慢开挖速度，仔细测量槽深，防止超挖和欠挖。

（8）挖槽机操作要领。

抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面、后面的土层稳定。不论使用何种机具挖槽，在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。挖槽作业中，要时刻关注测斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差。单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。

3.2.4.3 成槽开挖精度（见表2）。

3.2.5 刷壁施工。

成槽完成后在相邻一幅已经完成地下墙的接头上必然有黏附的淤泥，如不及时清除会产生夹泥现象，造成基坑开挖过程中地下墙渗水，为此必须采取刷壁措施，首先采用成槽机上的侧铲进行清除，然后采用刷壁器，用吊车吊入槽内紧贴接头混凝土面上下刷2?3遍，认真仔细地清刷干净，清刷应在清槽换浆前进行，使新老混凝土接合处干净，确保砼密实。成槽完成后利用履带吊，起吊专用的刷壁器，在接头上上下反复清刷，确保接头干净，防止渗漏水现象的发生。（见图5）

3.2.6 清底换浆。

清槽先采用泵吸反循环法清底，而后采用导管吸泥浆，循环清底，确保清槽质量，清底后槽底泥浆比重小应于1.20，沉渣厚度不大于100mm。 清槽结束后1h，测定槽底沉淀物淤积厚度不大于10cm，槽底0.5?1.0cm处泥浆密度不大于1.2为合格。在清底换浆全过程中，控制好吸浆量和补浆量的平衡，不能让泥浆溢出槽外或让浆面落低到导墙顶面以下30厘米，清槽结束后，需请监理工程师检验槽深和泥浆比重，合格后方可下钢筋笼。

3.2.7 钢筋笼施工。

钢筋笼根据地下连续墙墙体设计配筋和单元槽段的划分来制作。钢筋笼制作在专门搭设的加工平台上进行，拟搭设50m×7.5m的一个加工平台，且保证平台面水平，四个角成直角，并在四个角点作好标志，以保证钢筋笼加工时钢筋能准确定位，钢筋间距符合规范和设计的要求。钢筋笼施工要点

3.2.7.1 纵向钢筋的底端50cm范围内稍向内侧弯折以避免吊放钢筋笼时擦伤槽壁，但向内侧弯折的程度不影响浇灌混凝土的导管插入。

3.2.7.2 在密集的钢筋中预留出导管仓位置，以便于灌筑水下混凝土时插入导管，同时周围增设箍筋和连接筋进行加固。为防止横向钢筋有时会阻碍导管插入，钢筋笼制作时把主筋放在内侧，横向钢筋放在外侧，槽段的每幅预留两个砼浇注的导管通道口，两根导管相距2～3m，导管距两边1～1.5m，每个导管口设4根通长的φ16mm导向筋，以利于砼灌筑时导管上下顺利。

3.2.7.3 预埋件控制

（1）钢板预埋件。

支撑在基坑开挖时架设在预埋钢板焊接后的钢牛腿上。支撑预埋钢板尺寸为1300mm×1300mm和1000mm×1000mm两种，壁厚20mm。

（2）接驳器预埋件。

地下连续墙施工在连续墙钢筋笼加工时预埋连续墙与内衬墙连接钢筋，连续墙与混凝土围檩钢筋，钢筋接头均采用接驳器连接方式连接。

由于接驳器及预埋筋位置要求精度高，在钢筋笼制作过程中，根据吊筋位置，测出吊筋处导墙高程，确定出吊筋长度，以此作为基点，控制预埋件位置。在接驳筋后焊一道水平筋，以便固定接驳筋，水平筋与主筋间通过短筋连接。接驳器或预埋筋处钢筋笼的水平筋及中间加设的固定水平筋按3%坡度设置，以确保接驳器及预埋筋的预埋精度。

（3）钢筋笼与十字钢板的连接。

地下连续墙墙幅间采用十字钢板接头止水，十字钢板厚10mm,与钢筋笼采用焊接连接，地下连续墙钢筋笼与十字钢板连接见图6。

3.2.8 钢筋笼吊装。

钢筋笼起吊采用280t履带吊作为主吊，150t履带吊做副吊（吊车距槽口边不小于2.5m），直立后由280t履带吊车吊入槽内，在入槽过程中，缓缓放入，不得高起猛落，强行放入，并在导墙上提前标出钢筋笼顶标高及槽段位置线，确保预埋件位置准确，钢筋笼起吊见图7“钢筋笼起吊示意图”。

图7 钢筋笼起吊示意图

图8 下放反力箱

钢筋笼入槽定位后，用槽钢卡住吊筋，横担于导墙上。

3.2.8.1 平抬起吊。

将280t和150t履带吊吊具与钢筋笼的各吊点连接。

将钢丝绳拉紧，检查280t及150t履带吊的钢丝绳是否垂直于钢筋笼的中心线，如果不垂直则移动吊车，直到吊车的钢丝绳垂直为止。

将钢筋笼提离地面1m左右，检查吊点附近焊点情况和钢筋有无弯曲。

3.2.8.2 倾斜提升。

280t与150t履带吊同时提升钢筋笼，150t履带吊小幅度提升到10m，然后280t履带吊提高到12m～25m，使钢筋笼倾斜直至将钢筋笼垂直立起，最后150t履带吊车放绳，在地面摘掉大钩。

3.2.8.3 在钢筋笼上设置对位钢筋，在导墙上设置对位点，以保证预埋的接驳器对位准确。

3.2.8.4 吊放钢筋笼必须垂直对准槽中心，吊放速度要慢，不得强行压入槽内，发现受阻及时吊起经处理后重新吊放，将钢筋笼固定后，下导管，进行砼灌筑。

3.2.9 反力箱吊放(见图8)。

槽段清底合格后，立刻吊放墙端反力箱，由履带吊吊装垂直插入槽内。施工采用两块500mm宽反力箱夹住已经焊接在钢筋笼上的十字止水钢板，并保证反力箱的中心与设计中心线相吻合，底部插入槽底以下30～50cm，以保证密贴，防止混凝土倒灌，上端口与导墙连接处用木榫楔尖，反力箱后侧填砂，防止倾斜。

3.2.10 砼灌筑。

地下连续墙砼采用商品砼，导管下放前在地面作密封性实验，压力控制在0.6?0.7mpa。在“-”型槽段设置2套导管，在“z”型和“t”型槽段拟设置3套导管，两套导管间距不宜大于3m，导管距槽端头不宜大于1.5m,导管提离槽底控制在25cm?30cm之间,导管在钢筋笼内要上下活动顺畅，灌筑前利用导管进行泵吸反循环二次清底换浆，并在槽口上设置挡板，以免砼落入槽内而污染泥浆。

灌筑砼时，以充气球胆作为隔水栓，砼罐车直接把砼送到导管上的漏斗内，,灌筑时各导管要同步灌筑，保持砼面水平上升，灌筑过程中，灌筑中技术人员应及时量测砼面高度，其砼面高差不得大于300mm。控制导管埋深控制在2～6 m内，灌筑过程要连续进行，中断时间不得超过30分钟，墙顶位置要超灌0.3～0.5m。钢筋笼入槽后至灌筑砼时总停置时间不应超过4小时，砼要连续灌筑，不能长时间中断。

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［文章编号］1006-7619（2011）01-19-035

［作者简介］ 李刚柱（1980-），男，助工，工作单位：中铁三局桥隧分公司，2005年毕业于黑龙江工程学院道路与桥梁工程专业。