尹 軍

(上海宏波工程咨詢管理有限公司 200232)

1 工程概況

軌道交通12號線漢中路站建址位于恒通路、恒豐路、光復(fù)路、梅園路圍成的地塊之間，是目前上海市最深的地鐵車站(見圖1)。

圖1 工程總平面圖

1.1 12號線站

12號線車站沿長安路設(shè)置，大致呈東西走向。車站為地下四層島式車站，開挖深度為24.01～26.01m;車站主體外包長度189.07m，標(biāo)準(zhǔn)段外包寬度21.2m。圍護(hù)采用1200mm厚地下連續(xù)墻，Ⅱa區(qū)墻深47m，Ⅱb區(qū)墻深49m。

1.2 13號線站

13號線車站位于地塊內(nèi)，大致呈南北走向。車站為地下五層島式車站，開挖深度為30.95～32.88m，車站主體外包長度206.4m，標(biāo)準(zhǔn)段外包寬度21.2m。圍護(hù)采用1200mm厚地下連續(xù)墻，標(biāo)準(zhǔn)段墻深 58m，端頭井墻深62m。

1.3 設(shè)備房基坑

13號線車站與12號線車站西北側(cè)相交區(qū)域為設(shè)備房，基坑呈三角形布置，面積約為2200m2，地下四層結(jié)構(gòu)，基坑開挖深度23.86m。圍護(hù)采用1200mm厚地下連續(xù)墻，墻深53m。

1.4 換乘大廳基坑

13號線車站與12號線車站東北側(cè)相交區(qū)域為換乘大廳，該基坑呈四邊形布置，面積約為4500m2，地下三層結(jié)構(gòu)。基坑開挖深度23.86m。圍護(hù)采用1200mm厚地下連續(xù)墻，墻深47m。

2 工程環(huán)境

該工程勘察成果表明:根據(jù)地基土的成因類型、土層結(jié)構(gòu)、性狀特征可劃分為9層，基本屬上海正常沉積區(qū)，除③、④層受②3層切割，③層缺失，④層局部缺失，其余各土層分布較穩(wěn)定。

淺層土主要含水層為②3和②3t層砂質(zhì)粉土層，根據(jù)勘察報告，該層厚度大(大于10m)，滲透系數(shù)大，含水量大，搖震反應(yīng)明顯。針對地下連續(xù)墻的施工，在圍護(hù)成槽過程中，若不采取措施降低②3和②3t層水位，容易造成泥漿比重過小，成槽時受該層重力水的影響，槽壁容易發(fā)生坍塌等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地下連續(xù)墻施工質(zhì)量，造成圍護(hù)缺陷。在后期基坑開挖后，由于圍護(hù)缺陷的存在，容易造成基坑滲水、管涌等危害，引發(fā)基坑周邊沉降、塌陷等問題。且最深的13號線主體基坑坑底均位于⑦1層草黃—灰黃色砂質(zhì)粉土中，圍護(hù)墻墻趾位于⑧1層灰色粘土及⑧2層灰色粉質(zhì)粘土夾砂中。以上工程環(huán)境特點給深槽壁的穩(wěn)定性控制帶來很大困難，對成槽設(shè)備要求較高，精度控制的難度加大。工程地質(zhì)情況參見下表。

漢中路站13號線南端頭井及部分標(biāo)準(zhǔn)段地下連續(xù)墻土層分布表

擬建車站12號線場地周圍以高層住宅及商務(wù)樓為主:

地鐵恒通大廈主樓25層建筑，地下室離基坑最近1.57m。原地下室圍護(hù)樁已局部侵入12號線車站地下墻范圍。

金峰大廈主樓29層，主樓離12號線最近15.7m，裙房最近6.3m。

兆安酒店主樓16層建筑，距離基坑最近45.7m。

上海青年文化活動中心，距離基坑最近65.6m。

地鐵1號線漢中路站為地下二層車站，離基坑最近為20m;1號線區(qū)間距離基坑最近為25m。

13號線車站南端頭井離蘇州河33.4m。

恒豐路主橋離基坑最近為10.6m。

周邊相鄰管線需對長安路上雨水、上水、煤氣管線進(jìn)行臨時搬遷。

漢中路站62m的地下連續(xù)墻與淺地下連續(xù)墻相比，存在著成槽精度、速度、穩(wěn)定性、防滲控制，超大噸位鋼籠起吊，周邊建筑保護(hù)等難題。

3 超重超長鋼籠吊裝技術(shù)

3.1 整體吊裝

13號線南端頭井62m的先行幅地下連續(xù)墻鋼籠約90t(包括起吊索具)，經(jīng)過計算，在場地允許的情況下可以采用350t和150t履帶吊抬吊，為確保鋼籠起吊的安全，在十字鋼板上開口設(shè)置吊點，對水平和縱向桁架進(jìn)行加強(qiáng)，主筋和分布筋全部點焊，并保證電焊質(zhì)量，最終保證62m鋼籠的順利起吊，這是目前上海地區(qū)最長鋼籠的整體起吊。

3.2 分段吊裝

采用整幅制作、分段對接的吊裝方式。在胎模上整體制作鋼籠，再將分段處分開(鋼籠對接處位于基坑開挖面以下10m左右)，先將下段鋼籠吊運到位，固定于導(dǎo)墻上方，再抬吊運上段鋼筋籠，鋼筋籠對接后下放。

以往對接采用電焊形式，由于時間比較長容易產(chǎn)生頸縮、坍方等問題。該工程鋼籠分段對接提出了采用滾軋直螺紋鋼筋連接器的連接形式。這種特制的連接器與一般的連接器相比進(jìn)行多方面的革新:?考慮鋼籠對接時主筋間隙，接駁器長度加長，根據(jù)間隙大小選擇不同規(guī)格;?鋼筋絲牙為同向加長絲牙，可以先擰到一邊的主筋上，再回擰來連接兩鋼筋，有效地保證了槽段穩(wěn)定和鋼筋籠的順利下放。

3.3 一槽兩籠

該工程地下連續(xù)墻接頭采用十字鋼板，鋼籠厚且大，對于L幅、T幅、Z幅整幅制作難度大且時間長，故采用了一槽兩籠的工藝，即整幅成槽、分籠吊裝。每個小鋼籠采用350t和150t履帶吊抬吊即可整幅吊裝入槽，小鋼籠間布置包角筋，為了保證澆筑混凝土?xí)r小鋼籠間混凝土的順利流動，對鋼籠的包角筋適當(dāng)調(diào)整。一槽兩籠槽段需要嚴(yán)格控制混凝土澆筑時兩個導(dǎo)管的同步性和導(dǎo)管的埋深，基坑開挖時，需要合理布置直撐或設(shè)置角撐。

4 超深地下連續(xù)墻防滲控制技術(shù)

保證地下連續(xù)墻的接縫質(zhì)量，是超深地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵所在，是今后基坑開挖的安全保證。在該工程中采用了以下措施來保證止水效果。

4.1 十字鋼板接頭

由于地下連續(xù)墻比較深，故該工程地下連續(xù)墻采用止水效果比較好的十字鋼板接頭，通過加長地下水透流路徑來加強(qiáng)止水效果，同時，調(diào)整后續(xù)幅包角筋的形式，盡量縮短幅間保護(hù)層，使防滲效果更好。

4.2 刮刀和鏟刀

在澆筑混凝土?xí)r，水泥漿液的繞流會在十字鋼板上粘附很多的混凝土塊，尤其是止水鋼板兩邊槽口內(nèi)液壓抓斗碰不到的范圍，混凝土塊的清除更為困難，針對此情況，先在抓斗上安裝特制刮刀，將刮刀伸向止水鋼板兩邊槽口內(nèi)將混凝土塊刮下，在刮刀刮不下的情況下，在反力箱底部焊接特制鏟刀，利用反力箱自重，用吊車將其吊到一定的高度后沿著鋼板壁位置沖擊下放，將大塊的頑固的硬塊清除(見圖2)。

圖2 液壓抓斗安裝刮刀清理接頭

4.3 重力導(dǎo)向刷

混凝土塊清除后，可能還存著淤泥，還需要再用專制的有重力導(dǎo)向的刷壁器刷壁，利用安裝在刷壁器上的高強(qiáng)橡皮將止水鋼板上的泥皮刷除，最終采用超聲波測十字鋼板的垂直度，發(fā)現(xiàn)有淤泥再次刷壁，一直到清除干凈后再清孔。

5 成槽精度和穩(wěn)定性的控制技術(shù)

5.1 高精度成槽機(jī)

該工程成槽難度大，一般的成槽機(jī)深度和精度都不能達(dá)到要求，故選用了德國利勃海爾 HS855HD、SG50E、SG40E型成槽機(jī)(具有成槽深度大、成槽精度高、成槽效率高等優(yōu)勢)，成槽采用液壓抓斗工法，配備有垂直度顯示儀表和自動糾偏裝置，可以做到隨挖隨測隨糾，有效地保證成槽的順利進(jìn)行。

5.2 泥漿質(zhì)量控制

本工程存在以下兩點不利因素:

地面以下為超過10m厚的滲透系數(shù)高的粉砂、砂質(zhì)粉土，在動水壓力作用下易液化產(chǎn)生流砂，造成成槽塌方;成槽深度最深62m，地下連續(xù)墻深，各道工序施工時間長，在槽孔長時間暴露中容易引起沉渣增厚和槽段失穩(wěn)等問題。

因此，為確保成槽穩(wěn)定和減少沉渣厚度，該工程選用新型的復(fù)合鈉基膨潤土(GTC4)泥漿。該膨潤土是一種高造漿率、添加特制聚合物的鈉基膨潤土，適合于各種土層，尤其是超深地下連續(xù)墻的護(hù)壁要求。清孔泥漿和澆灌混凝土過程中回收的泥漿必須通過泥漿分離系統(tǒng)進(jìn)行分離后再經(jīng)過調(diào)漿方可繼續(xù)使用。為確保泥漿分離效果，該工程專門引進(jìn)宜昌黑旋風(fēng)生產(chǎn)的泥漿分離系統(tǒng)，該分離系統(tǒng)每小時處理泥漿量達(dá)200m3，使得較大顆粒泥沙、垃圾和細(xì)微泥沙的分離效率提高，并且適當(dāng)提高泥漿比重和粘度，確保槽壁的穩(wěn)定。

5.3 成槽工藝控制

嚴(yán)格按工藝流程作業(yè)，先挖單孔，后挖隔墻，盡量保證抓斗平衡挖土;單元槽段的挖掘順序，用抓斗挖槽時，要使槽孔垂直，最關(guān)鍵的一條是要使抓斗在吃土阻力均衡的狀態(tài)下挖槽，切忌抓斗斗齒一邊吃在實土中，一邊落在空洞中。根據(jù)這個原則，采用的單元槽段挖掘順序如下:

a.先挖槽段兩端的單孔，或者采用挖好第一孔后，跳開一段距離再挖第二孔的方法，使兩個單孔之間留下未被挖掘過的隔墻，這就能使抓斗在挖單孔時吃力均衡，可以有效地糾偏，保證成槽垂直度。

b.先挖單孔，后挖隔墻。因為孔間隔墻的長度小于抓斗開斗長度，抓斗能套住隔墻挖掘，同樣能使抓斗吃力均衡，有效地糾偏，保證成槽垂直度。

c.沿槽長方向套挖

待單孔和孔間隔墻都挖到設(shè)計深度后，再沿槽長方向套挖幾斗，把抓斗挖單孔和隔墻時，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保證槽段橫向有良好的直線性。

6 護(hù)槽技術(shù)

該工程淺層土主要含水層為②3和②3t層砂質(zhì)粉土層，根據(jù)勘察報告，該層厚度大(大于10m)，滲透系數(shù)大，含水量大，搖震反應(yīng)明顯。

針對②3和②3t層影響成槽施工的風(fēng)險特點，為降低②3和②3t層水位，在地下連續(xù)墻成槽前，在槽壁外側(cè)布設(shè)止水帷幕，保證槽壁的穩(wěn)定性，圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕采用三軸攪拌樁施工，攪拌樁樁徑為 850mm，搭接長度為350mm，樁長為地面以下2m至地面以下19m;且在成槽過程中，沿著槽壁布設(shè)一定數(shù)量的降水井，降水井需進(jìn)行有效的活塞洗井以保證降水井質(zhì)量，故該工程成槽降水井考慮使用鋼質(zhì)井管。成槽時降低水位6m。降低成槽區(qū)域的②3和②3t層水位，以提高成槽質(zhì)量。

7 結(jié)語

漢中路站在目前最深的、離蘇州河最近(也是砂質(zhì)粉土最厚)的13號線南端頭井31幅地下連續(xù)墻施工過程中，未發(fā)生坍孔、散籠等質(zhì)量事故，地下連續(xù)墻施工過程中采用的一系列措施收到了良好的效果。

漢中路站13號線南端頭井在超深地下連續(xù)墻施工中的技術(shù)創(chuàng)新和工藝革新，保證了施工的順利進(jìn)行，為超深地下墻的施工摸索出一套行之有效的施工工藝，為今后類似工程積累了寶貴經(jīng)驗。

1 黃澤恩.地下連續(xù)墻泥漿槽的穩(wěn)定性分析［J］.地下工程，1986(20).

2 劉建航.上海地鐵一號線地下工程的技術(shù)概要［J］.地下工程與隧道，1995(3).

3 劉建航，候?qū)W淵.基坑工程手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997