【摘 要】近幾年，我國地鐵建設(shè)得到了突飛猛進的發(fā)展，地鐵建設(shè)過程中基坑圍護方法主要以建造地下連續(xù)墻及輔助防滲墻為主。因此，城市地下連續(xù)墻建造是地鐵建設(shè)能否成功的關(guān)鍵，其建造的難度日益增大，技術(shù)要求越來越高。本文主要介紹武漢地鐵2號線越江隧道武昌風井基坑圍護結(jié)構(gòu)中內(nèi)側(cè)鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的施工情況。

【關(guān)鍵詞】地鐵；隧道； 地下連續(xù)墻；施工

1工程概況

武漢軌道交通二號線一期工程越江隧道西起江漢路站，在武漢關(guān)輪渡碼頭附近越江，東岸在武昌新生路、江南明珠園附近轉(zhuǎn)向南，沿和平大道到達積玉橋站，全長約3100m。根據(jù)施工要求，本越江隧道段南、北兩端各設(shè)一風井分別為武昌風井和漢口風井。

武昌風井基坑圍結(jié)構(gòu)包括內(nèi)側(cè)地下連續(xù)墻和外側(cè)素混凝土墻，內(nèi)側(cè)地下連續(xù)墻軸線呈長方形布置，長26.4m，寬10.0m，墻厚1.5m，設(shè)計墻深60m，入巖8～10m，墻體材料為水下C30混凝土，抗?jié)B等級S10，下設(shè)鋼筋籠，槽段連接方式為平接，即采用液壓雙輪銑銑削混凝土輔以接頭板形成“銑接頭”。采用液壓銑和抓斗聯(lián)合施工成槽。內(nèi)、外側(cè)混凝土地下連續(xù)墻平面設(shè)計見圖1。

2施工條件

2.1施工現(xiàn)場情況

武昌風井施工區(qū)位于原武漢市裕大華水廠廠房內(nèi)，主要交通干道、風井施工平臺頂施工道路和施工場地均采用C25混凝土硬化，滿足液壓雙輪銑、抓斗、履帶吊車等設(shè)備施工要求。地下連續(xù)墻施工時注意現(xiàn)場的環(huán)境衛(wèi)生管理及施工場地內(nèi)地下管線、鄰近建筑物、地下文物的保護工作。

2.2施工地質(zhì)情況

2.3施工水文情況

武昌風井地下連續(xù)墻所處地區(qū)地表水系主要有長江水系、漢江水系和沙湖水系。長江水系為區(qū)內(nèi)主要地表水系，也是對擬建武漢市軌道交通二號線越江隧道有直接影響的地表水系。主要接受上游及漢江補給，向下游排泄。武昌風井施工地點距離長江約300米，長江水位對成槽施工造成較為明顯影響。

3地下連續(xù)墻施工

3.1施工準備

（1）臨時工程

本工程主體地下連續(xù)墻施工前進行了道路修建、水、電、漿、鋼筋籠制安系統(tǒng)布置以及導墻平臺建造等臨時工程。其中現(xiàn)場主要交通干道采用C20素混凝土澆筑而成，地下連續(xù)墻施工平臺采用C30混凝土澆筑，底部鋪設(shè)直徑14mm鋼筋，鋼筋網(wǎng)格尺寸為30cm×30cm，滿足液壓銑等成槽設(shè)備和鋼筋籠吊裝設(shè)備的承載力要求。其他通往泥漿站、泥漿凈化系統(tǒng)和鋼筋加工場等地的便道使用石渣鋪墊壓實而成。

（2）導墻下部粉細砂層加固

在內(nèi)側(cè)地下連續(xù)墻的導墻建造前，對其下部的粉細砂層進行了深攪拌樁加固，加固方法為三軸深層攪拌樁，其布置及施工形式見圖2所示，分別布置了兩排攪拌樁，樁徑85cm，靠近導墻側(cè)攪拌樁樁深19m，水泥摻量8%，遠離導墻側(cè)攪拌樁樁深為8m，水泥摻量6%，樁間搭接25cm，形成地下連續(xù)墻兩側(cè)環(huán)狀加固體。

3.2施工墻體指標

本工程設(shè)計內(nèi)、外兩道墻，內(nèi)側(cè)為鋼筋籠混凝土地下連續(xù)墻，設(shè)計墻厚1.5m，混凝土標號水下C30，抗?jié)B等級S10，坍落度：180～220mm，坍落度損失：保持150mm的時間不小于1小時，凝結(jié)時間：初凝≥9h，終凝≤24h。

3.3施工方法

3.3.1施工設(shè)備及其成槽方法

本工程內(nèi)側(cè)鋼筋混凝土地下連續(xù)墻采用一臺CBC25/MBC30型液壓銑槽機和一臺SG40型液壓抓斗配套進行地連續(xù)墻成槽施工。

其聯(lián)合成槽方法如下：

①上部土層或粘土粉細砂互層純抓法

上部在土層或粘土粉細砂互層，用抓斗直接抓取。

②中部粉細砂層純抓法或純銑法

根據(jù)地質(zhì)報告，中部粉細砂層可在抓斗抓取上部粘土層后，繼續(xù)抓取粉細砂層，若能成槽，即可用抓斗連續(xù)施工，否則改用液壓銑銑削成槽。

③下部基巖純銑法

用液壓銑槽機銑削下部中風化泥質(zhì)粉砂巖或礫巖，直至終孔。

④二期銑接頭

二期槽孔劃分長度為2.2m，兩邊各銑削30cmC35混凝土后，形成寬2.8m，厚度為1.5m的槽孔。

3.3.2槽孔劃分

本工程采用液壓銑槽機和液壓抓斗聯(lián)合施工，成（銑）槽機一次成槽長度為2.8m，根據(jù)工藝及銑接頭的需要，內(nèi)墻一期槽孔采用三抓或三銑成槽，二期采用液壓銑一銑成槽，槽長2.8m，轉(zhuǎn)角處劃分4個異形槽，內(nèi)側(cè)地下連續(xù)墻槽孔劃分共有N1、N2、N3三種形式，共劃分16個槽孔，其中N1為直段一期槽孔4個，N2為二期槽孔8個，N3為轉(zhuǎn)角處一期槽孔4個。一、二期槽孔間采用銑削混凝土形成銑接頭，從而實現(xiàn)墻體連接。槽孔劃分詳見圖5所示。

3.3.3關(guān)鍵技術(shù)控制措施

（1）減少重型設(shè)備對槽壁影響的施工措施

①加大槽壁周圍的地基承載力（如加強道路及導墻的剛度），加大道路的寬度以更大程度分散重型設(shè)備對槽壁的壓力。②在施工過程中注意控制泥漿液面，成槽時抓斗輕放慢提，并在大型設(shè)備下鋪設(shè)路基鋼板以分散應(yīng)力。部分位置可以采用加鋪路基鋼板或路基箱的辦法來減少重型設(shè)備對槽壁的影響。③盡量使重型設(shè)備遠離施工位置，同時重型設(shè)備經(jīng)過地墻施工位置處時減慢速度。

（2）成槽垂直度施工措施

①液壓銑和液壓抓斗成槽，必須在現(xiàn)場質(zhì)檢員的監(jiān)督下，由機組負責人指揮，嚴格按照設(shè)計槽孔偏差控制液壓銑銑頭和抓斗斗體下放位置，將斗體和液壓銑銑頭中心線對正槽孔中心線，緩慢下放斗體和液壓銑銑頭施工成槽；②抓斗每抓取5～10m即測量孔斜情況，直至巖層以上，配備一臺KODEN（DM-684型）超聲波測井儀隨機檢測，并滿足設(shè)計1/500要求；③到達巖層后，由液壓銑銑削下部砂層至終孔深度，在銑削砂層前，緩慢下放銑頭，自上而下對抓斗抓取的孔段慢掃一次，起到修正孔形的作用；④液壓銑的銑削導架上配備有測斜儀，隨時可以監(jiān)測成槽的偏斜情況，從而指導操作手調(diào)整施工，控制成槽偏斜率滿足設(shè)計1/500要求；⑤成槽達到設(shè)計深度后，進行槽孔驗收，驗收項目包括槽孔深度、寬度和偏斜情況。采用KODEN（DM-684型）超聲波測井儀進行測量。該儀器同時測繪X軸和Y軸兩個方向的孔形，并繪制地連墻槽形曲線圖，快捷方便。⑥抓斗在抓取上部粘土層過程中，由于本工程粘土層大部分屬飽和軟塑，可能會出現(xiàn)孔斜偏大的情況，液壓銑槽機采用吊放自上而下慢銑修正孔形，但槽孔偏斜關(guān)鍵在抓斗抓取過程中控制。⑦液壓銑在銑削槽孔時，兩邊兩銑2.8m，在銑削兩邊過程中，可能會出現(xiàn)銑頭偏向一側(cè)的現(xiàn)象，為減少此類現(xiàn)象發(fā)生，采用吊銑的辦法，且在出現(xiàn)此類現(xiàn)象后，可將液壓銑頭提至孔口，向另一側(cè)偏移一定距離后，重新慢放銑削。

（3）內(nèi)墻銑接頭的技術(shù)保證措施

本工程分內(nèi)、外兩道矩形地下連續(xù)墻，其中內(nèi)墻采用銑接頭實現(xiàn)墻體連接，目前此工藝在國內(nèi)類似工程實例很少，存在著接頭混凝土強度增大銑削困難、極易銑削到兩側(cè)鋼筋籠等較大的施工風險，在施工過程中必須對混凝土性能（添加緩凝劑）、端孔垂直度、鋼筋籠下設(shè)定位以及一、二期槽孔的施工順序進行嚴格控制和周密計劃，同時對上述各環(huán)節(jié)提出相應(yīng)技術(shù)保證措施和實施方法。

①接頭混凝土強度增大銑削困難

分一、二期進行槽孔成槽施工，勢必會出現(xiàn)一期槽孔兩側(cè)混凝土凝結(jié)時間不同強度差異的情況，為減小二期銑接頭的難度，必須在混凝土中添加緩凝劑，使一期槽孔澆筑的混凝土凝結(jié)時間加長，強度增加緩慢，為二期銑接頭贏得更多的純作業(yè)時間，否則因接頭混凝土在短時間內(nèi)即達到較高的強度而致使二期銑接頭銑削困難，甚至會出現(xiàn)無法繼續(xù)銑削成槽的現(xiàn)象，后果將非常嚴重。

同時，可以根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)區(qū)域的空間范圍情況，先安排相鄰兩個一期槽孔的成槽成墻施工，然后施工這兩個一期槽孔之間的二期槽孔，再施工相鄰的一期槽孔，然后施工相鄰的二期槽孔，總體原則為：盡快完成兩個相鄰一期槽孔的施工，立即施工之間的二期槽孔。

②一期槽孔鋼筋籠的下設(shè)定位

一期槽孔鋼筋籠在下設(shè)過程中必須嚴格控制下放速度，同時必須安排專人（鋼筋籠負責人、值班工程師等技術(shù)人員）對鋼筋籠的水平位置進行全過程監(jiān)控，嚴格按照設(shè)計要求將鋼筋籠擱置在一期槽孔的中間位置，保證鋼筋籠與兩側(cè)端孔的距離一致或基本一致，從而確保鋼筋籠兩端外側(cè)混凝土厚度。

同時，為保證一期槽孔鋼筋籠下設(shè)位置準確，我方建議沿一期槽孔鋼筋籠兩端縱向布置孔內(nèi)定位裝置，方法是：選用∮400mm的PVC管，每節(jié)長度0.5m，豎直綁縛在鋼筋籠兩端，自孔深12m處向下縱向間距3m布置。在下設(shè)一期槽孔鋼筋籠時，兩側(cè)的PVC管將起水平定位的作用，PVC管端口與孔壁距離為10cm，可以保證混凝土順利筑滿PVC管內(nèi)。在施工二期槽孔（銑接頭）時，液壓銑完全可以銑削掉超出一期槽孔邊線的PVC管，不會對墻體連續(xù)性和混凝土質(zhì)量產(chǎn)生影響。

③施工二期槽孔時易銑削到兩側(cè)鋼筋籠

受一、二期槽孔交替施工的影響，二期槽孔兩側(cè)混凝土接頭凝結(jié)時間不同，強度有高有低，液壓銑在銑削二期槽孔過程中，兩個銑輪銑削不同強度的混凝土，受力不均，勢必會產(chǎn)生向一側(cè)偏斜的問題，由于鋼筋籠的保護層理論上只有20cm，考慮到成槽和下設(shè)鋼筋籠的垂直度均應(yīng)滿足1/500，按孔深60m計算，相向最大偏斜24cm，因此，液壓銑銑接頭時易銑削到其中一側(cè)的鋼筋籠，一旦銑削到鋼筋籠，不但破壞了已下設(shè)的鋼筋籠的質(zhì)量，改變了鋼筋籠原有的規(guī)格尺寸，同時也使銑削難度大大增加，極有可能無法繼續(xù)成槽。雖然用于本工程的CBC25/MBC30液壓銑安裝有糾偏板，但在混凝土中糾偏效果不是很明顯，在成槽過程中必須嚴格控制銑槽速度，精心操作，及時發(fā)現(xiàn)孔斜趨勢立即采取措施控制孔斜繼續(xù)發(fā)展。

④二期槽孔上部10～12m成槽措施

二期槽孔即為銑接頭，開孔及上部10～12m的孔斜情況至關(guān)重要，如果開孔不正或上部孔壁偏斜趨勢較大，就會直接影響下一步銑槽施工，必須采取有效措施保證開孔準確上部槽孔垂直。

根據(jù)以往類似工程施工經(jīng)驗，可在一期槽孔鋼筋籠下設(shè)完畢后，在鋼筋籠與孔壁之間下設(shè)特制的“接頭板箱”，在保證一期槽孔鋼筋籠保護層的前提下，在兩端形成空腔，同時形成楔形混凝土凸臺，在液壓銑施工二期槽孔（銑接頭）時，抓斗開孔后，可直接下放至10～12m位置，坐落于楔形混凝土凸臺之上，開始銑削。

接頭板箱的形式如圖7所示，在一期槽孔鋼筋籠下設(shè)完畢后，再下設(shè)接頭板箱。

4工程完成情況

武昌風井內(nèi)側(cè)鋼筋混凝土地下連續(xù)墻自2009年1月13日正式開工，7月21日完成內(nèi)墻最后一個槽段的成槽和混凝土澆筑任務(wù)，實際完成8個一期槽，8個二期槽，累計成槽6357.94m3，澆筑混凝土6635m3，綜合擴孔系數(shù)1.044，混凝土面上升速度4.4～10.9m/h。

由于基巖強度變化，設(shè)計單位對原設(shè)計槽深60m進行變更，除N1-1槽深為60m、N2-7槽深為56m外，其他14個槽孔槽深均為58m，入巖深度7.55～9.58m。

5工效分析

武昌風井內(nèi)側(cè)鋼筋混凝土地下連續(xù)墻采用液壓銑和抓斗聯(lián)合作業(yè)的方式施工，抓斗主要施工一期槽孔上部覆蓋層，液壓銑主要施工一期槽孔底部基巖和二期槽孔，成槽工效情況見表2。

6結(jié)束語

6.1本工程內(nèi)側(cè)墻體用液壓雙輪銑槽機與抓斗成槽機聯(lián)合施工是成功的，很好地保證了成槽的連續(xù)性和垂直度，為鋼筋籠的順利下設(shè)和后續(xù)外側(cè)墻體的成槽施工提供了良好的施工條件，同時，也為風井的開挖做好了充分的準備。

6.2本工程中為保證一期槽孔鋼筋籠下設(shè)位置準確，施工中一期槽孔鋼筋籠兩端縱向布置PVC管孔內(nèi)定位裝置，下設(shè)過程中確保了鋼筋籠的整體垂直度，同時，保證在混凝土澆筑過程中，鋼筋籠的整體穩(wěn)定性，在今后的實際工程施工中可以推廣應(yīng)用。

6.3本工程中應(yīng)用的接頭板箱形式雖然不是初次在類似工程中使用，但在本工程中的應(yīng)用為今后城市地下連續(xù)墻的施工以及超過50米深的成墻施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗。