湯毅敏（上海隧道工程有限公司地基基礎(chǔ)工程分公司，上海 200237 )

地下連續(xù)墻開挖技術(shù)是從打井和石油鉆井使用泥漿和水下澆筑混凝土的方法發(fā)展起來的。20 世紀(jì)五六十年代這項(xiàng)技術(shù)得到推廣，成為地下工程和深基礎(chǔ)施工中有效的技術(shù)方法。

隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，隧道交通的需求也隨之增大。由于上海是典型的軟土地質(zhì)，所以對(duì)隧道支護(hù)的要求也更高。上海市沿江通道越江隧道浦東段地下連續(xù)墻需穿越填土、江灘土、粉土、黏土等不良地質(zhì)層，同時(shí)還面臨多層承壓水等對(duì)成槽穩(wěn)定造成的不利影響。在上海市沿江通道越江隧道浦東段地下連續(xù)墻施工中遇到的主要問題如下：如何在富含水砂粉地層中減少槽壁塌方，保證工程質(zhì)量；如何確保止水接頭無滲漏等。本文針對(duì)上述問題進(jìn)行分析，提出解決措施。這些措施可以提高施工質(zhì)量，保障工程順利實(shí)施。

1 工程背景

1.1 工程情況及地質(zhì)、水文特點(diǎn)

（1）工程情況。上海市沿江通道越江隧道（浦西牡丹江路—浦東外環(huán)線)新建工程處于吳淞江口的寶山和浦東新區(qū)濱江帶，穿越長江口水域和吳淞江水域。工程主要包括浦西接線道路、浦西岸邊段、江中段、浦東岸邊段、浦東接線道路。浦西側(cè)工程起點(diǎn)為寶山區(qū)牡丹江路和富錦路交叉口，在浦東側(cè)接入外環(huán)高速公路。

浦東岸邊段深基坑位于崇景路北側(cè)的濱江森林公園內(nèi)。公園內(nèi)人工造景現(xiàn)狀場地標(biāo)高起伏較大，在 +5～+9 m之間。浦東岸邊段里程范圍為 LK9+823～LK10+233，其中工作井至 PD09 采用地下連續(xù)墻圍護(hù)，厚度為1 200～600 mm，深度 47.5～24.0 m，采用 GXJ 橡膠止水帶接頭形式。

（2）地質(zhì)、水文特點(diǎn)。經(jīng)勘察發(fā)現(xiàn)，本區(qū)段場地在標(biāo)高－79.740 m 范圍內(nèi)土層由第四系全新統(tǒng)至上更新統(tǒng)沉積地層組成。沿線場區(qū)地處古河道切割區(qū)，⑥層暗綠色黏性土缺失，沉積了濱海、沼澤相的⑤2層灰色黏質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土、⑤2t層灰色粉質(zhì)黏土和溺谷相的⑤3-1層灰色粉質(zhì)黏土，各土層分布較穩(wěn)定，局部略有起伏。實(shí)際現(xiàn)場主要為雜填土，施工前進(jìn)行了整平，標(biāo)高控制在 +6.000 m 左右，至下部 3.000 m 左右為江灘土層，土層含水量較高。再往下主要遇到②-3和③-2粉土及粉砂性土層，在地下連續(xù)墻成槽過程中極易發(fā)生塌方，可能給周邊環(huán)境造成不良影響。至基坑底部則會(huì)遇到⑤2層灰色黏質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土、⑤2t層灰色粉質(zhì)黏土， 這兩個(gè)土層為承壓水層。

在基坑開挖過程中，地下連續(xù)墻接縫一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，極易發(fā)生管涌及涌砂現(xiàn)象，給基坑開挖造成較大風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 周邊環(huán)境及地下障礙物

（1）周邊環(huán)境。本工程位于上海浦東新區(qū)崇景路北側(cè)濱江森林公園內(nèi)，相鄰上海公安學(xué)院，周邊空曠，施工過程中對(duì)周邊環(huán)境無較明顯影響。

（2）地下障礙物?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，場區(qū)內(nèi)對(duì)工程建設(shè)有影響的地下障礙物較少，主要地下障礙物是場地內(nèi)待拆建筑物基礎(chǔ)、景觀河道上的橋涵基礎(chǔ)及現(xiàn)有道路兩側(cè)存在的地下管線等。

2 本工程主要難點(diǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

2.1 主要難點(diǎn)

（1）復(fù)雜地層圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工難度大。地下連續(xù)墻需穿越江灘土、②-3層灰色黏質(zhì)粉土及③-2層粉土及粉砂性土（厚度 2～16 m），在地下水動(dòng)水壓力作用下自穩(wěn)能力差、易塌陷，產(chǎn)生潛蝕、管涌、流沙等危害，因此施工控制要求嚴(yán)格。

（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)體接縫的防滲控制難度大。圍護(hù)結(jié)構(gòu)體的防滲能力直接影響著永久結(jié)構(gòu)的防滲能力，一般地，圍護(hù)結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生滲漏，永久結(jié)構(gòu)在該部位發(fā)生滲漏的概率非常大。在相鄰槽壁的接縫處、不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)的接合部極易發(fā)生滲漏，并易引發(fā)工程事故。因此，必須采取有效措施來確保地下連續(xù)墻接頭防滲效果。具體措施如下：①制作深導(dǎo)墻，避免上層不良土層塌方；②本工程地下連續(xù)墻采用止水效果出色的橡膠止水帶防水接頭；③選用優(yōu)質(zhì)膨潤土，嚴(yán)格按規(guī)范指標(biāo)配置泥漿，并大力加強(qiáng)清孔力度；④采用噴射井點(diǎn)預(yù)降水措施。

2.2 針對(duì)復(fù)雜地層的地下連續(xù)墻施工措施

針對(duì)砂質(zhì)粉土對(duì)成槽施工可能造成的塌方影響，本工程在地下連續(xù)墻施工時(shí)采取了以下措施。

2.2.1 深導(dǎo)墻施工措施

目前，導(dǎo)墻的常規(guī)深度一般為 1.5～1.8 m，但是規(guī)范要求導(dǎo)墻必須進(jìn)入原狀土，而本工程地下淺層為雜填土及江灘土，深度為地下 3 m 左右。這兩個(gè)土層較松散，成槽過程中極易發(fā)生塌方，不僅會(huì)造成地下連續(xù)墻露筋等質(zhì)量影響，而且還會(huì)造成原地面沉降及脫空等安全隱患。因此，本工程采取深導(dǎo)墻施工措施，導(dǎo)墻進(jìn)入原狀土的深度為 3 m，遇到較厚的雜填土或者原管線檢查井，則采取水泥土換填養(yǎng)護(hù)后再進(jìn)行導(dǎo)墻施工的措施。

另外，在導(dǎo)墻施工過程中，由于江灘土含水量較高，土質(zhì)松散，導(dǎo)墻的立模難度較大，因此采取了輕型井點(diǎn)降淺層地表水的措施：底部鋪粗粒砂以加固導(dǎo)墻底模，防止混凝土澆筑過程中跑模，影響后續(xù)成槽質(zhì)量，如圖1所示。

圖1 導(dǎo)墻施工前輕型井點(diǎn)降水措施圖

2.2.2 井點(diǎn)降水施工措施

本工程地下土層內(nèi)含砂質(zhì)粉土層，在動(dòng)水情況下可能產(chǎn)生槽壁塌方。為了防止在成槽開挖過程中發(fā)生塌方，須降低該土層內(nèi)的水頭高度，以保證槽壁穩(wěn)定。因此，采用噴射井點(diǎn)進(jìn)行降水。

噴射井點(diǎn)沿地下連續(xù)墻一周于基坑內(nèi)側(cè)布置，轉(zhuǎn)角幅和嵌幅的外側(cè)需增加一個(gè)井點(diǎn)，井點(diǎn)深度隨地質(zhì)剖面圖的變化而變化，井點(diǎn)管長度和井點(diǎn)鉆孔深度按各區(qū)域地下連續(xù)墻穿越的粉砂土層厚度不同而分別確定。降水管底部必須位于砂層內(nèi)，每幅地下連續(xù)墻布設(shè) 1 個(gè)井點(diǎn)（根據(jù)地下連續(xù)墻地層情況，確定井點(diǎn)長度 12 m，濾管長度 6 m，鉆孔深度 14 m）。井點(diǎn)間距為 5～ 6 m，井點(diǎn)鉆孔直徑為 400 mm。井點(diǎn)布置如圖2所示。

圖2 井點(diǎn)布置示意圖

噴射井點(diǎn)采取短促降水的措施，即在某一幅地下連續(xù)墻施工前 4～5 d，在該位置設(shè)置相對(duì)應(yīng)的 3 個(gè)井點(diǎn)開始抽水。這樣在土體滲透性良好的前提下，短促降水既可以滿足地下連續(xù)墻穩(wěn)定要求，又可將周圍沉降降低到最低限度，直至該幅地下連續(xù)墻施工完成后，將井點(diǎn)關(guān)閉。

在兩幅地下連續(xù)墻之間設(shè) 1 個(gè)觀測井，通過試抽觀測井，監(jiān)測地下水位的高度，嚴(yán)禁過度降水，保持地下水位在地面下 4～ 5 m。通過觀測井記錄的水位變化來重新確定后期井點(diǎn)的深度、降水時(shí)間、井點(diǎn)間距等參數(shù)。

2.2.3 泥漿質(zhì)量控制措施

（1）控制泥漿指標(biāo)，確保泥漿質(zhì)量。本工程在泥漿指標(biāo)控制上要適當(dāng)提高泥漿的黏度和密度，選用黏度大、失水量小、形成護(hù)壁泥皮薄而韌性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)泥漿，以增加泥漿護(hù)壁能力和懸浮沉渣能力，降低沉渣厚度，避免縮徑現(xiàn)象，確保槽段在成槽機(jī)械反復(fù)上下運(yùn)動(dòng)過程中土壁穩(wěn)定。

為解決常規(guī)泥漿在地下連續(xù)墻施工中護(hù)壁性能、攜渣能力、穩(wěn)定性、回收處理等種種方面的不足，選用新型的復(fù)合鈉基膨潤土。

地下連續(xù)墻施工時(shí)合理調(diào)整成槽過程中使用的新鮮泥漿配比和指標(biāo)：成槽時(shí)泥漿密度≥ 1.10 g/cm3，黏度≥ 25 s，成槽中泥漿能夠更加有效地護(hù)壁，減少地下連續(xù)墻施工對(duì)周邊環(huán)境的影響；澆灌混凝土?xí)r泥漿密度控制在 1.10 g/cm3左右，以保證混凝土澆筑質(zhì)量。泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)見表1。

表1 泥漿性能指標(biāo)表

（2）嚴(yán)格劃分清孔泥漿與成槽泥漿，加大清孔力度，提高清孔質(zhì)量。由于本工程地下連續(xù)墻施工條件復(fù)雜，地下含砂質(zhì)粉土層較厚，泥漿中含砂量較高，沉渣較厚，可能在混凝土澆筑過程中存在夾泥夾砂現(xiàn)象，所以在基坑開挖過程中易發(fā)生露筋及接縫滲漏水現(xiàn)象。為了確保施工質(zhì)量，提高泥漿質(zhì)量，降低含砂量，成槽后必須進(jìn)行 100% 清孔換漿?？紤]現(xiàn)場場地、施工工期及施工成本的綜合影響，泥漿系統(tǒng)布置為單幅最大地下連續(xù)墻方量的 3 倍，且嚴(yán)格劃分清孔、成槽及廢棄泥漿，提高泥漿質(zhì)量及泥漿循環(huán)使用量。泥漿系統(tǒng)平面布置見圖3。

圖3 泥漿系統(tǒng)平面布置示意圖

2.2.4 接頭處理技術(shù)措施

本工程地下連續(xù)墻接頭形式采用新型的 GXJ橡膠止水帶接頭，如圖4所示。橡膠止水接頭板，如圖5所示。施工完成后的橡膠止水帶接頭形式，如圖6所示。

圖4 GXJ橡膠止水帶

圖5 橡膠止水接頭板

圖6 施工完成后的橡膠止水接頭形式

在混凝土澆筑過程中，橡膠止水接頭板就如同放置的鋼模板，不會(huì)發(fā)生混凝土繞灌、坍塌、埋管等問題。橡膠止水接頭板的背面緊貼未開挖的原土，受力合理。一期槽在開挖完成并進(jìn)行清孔換漿后，下放鋼筋籠、澆注混凝土。完成此槽段的施工后，在下一幅相鄰槽段施工前，不用取出橡膠止水接頭板。

繼續(xù)用抓斗進(jìn)行相鄰后繼槽段施工，開挖時(shí)不用取出橡膠止水接頭板，不會(huì)影響已經(jīng)完成的一期槽的混凝土質(zhì)量。在后繼槽開挖完成并清孔后，使用專門用于剝離橡膠止水接頭板的工具，將橡膠止水接頭板從側(cè)壁上剝離下來，也可配合千斤頂和履帶吊將橡膠止水接頭板取出。此時(shí)，原有的橡膠止水帶被凝固的混凝土固定在已完成的一期槽的側(cè)壁上，突起部分將在澆筑二期槽段混凝土?xí)r埋入到混凝土中，起到止水密封作用。

由于橡膠止水帶具有良好的彈性，因此在地下連續(xù)墻接縫處，當(dāng)混凝土凝固收縮時(shí)，橡膠止水帶會(huì)有非常好的密合性和止水效果。而且，由于橡膠止水接頭板在相鄰槽開挖完成后才剝除，所以混凝土面新鮮且完整，絕非一般工法事后清理所能比擬的。此外，開挖完成后立即開始清孔換漿，將膨潤土泥漿全部換成新鮮泥漿，泥皮附著在接縫的概率近乎為零。這對(duì)于地下連續(xù)墻完成后的品質(zhì)有絕對(duì)正面意義。也就是說，使用橡膠止水接頭形式的地下連續(xù)墻擁有絕佳的防水效果和完整性。

2.3 其他處理措施

另外，還采取了如下措施：合理籌劃，做好各工序之間的銜接；合理安排各項(xiàng)施工流程，端頭井及標(biāo)準(zhǔn)段地下連續(xù)墻成槽作業(yè)同時(shí)施工；合理安排鋼筋籠起吊時(shí)間及混凝土澆注時(shí)間，確保整個(gè)工程的施工進(jìn)度。

3 結(jié) 語

本文對(duì)上海沿江通道越江隧道復(fù)雜性地質(zhì)地下連續(xù)墻施工過程中的成槽工藝、泥漿控制工藝、輕型井點(diǎn)降水工藝和接頭防水技術(shù)進(jìn)行匯總分析。該工程總土方量為 23 423 m3，實(shí)際澆筑 24 032 m3，充盈系數(shù) 1.02，完全滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。本工程施工成果證明：采用液壓抓斗成槽機(jī)并控制泥漿各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，能夠順利完成復(fù)雜地質(zhì)下地下連續(xù)墻的超深施工，并能夠保證其成槽效率和質(zhì)量；采用噴射井點(diǎn)降水能夠有效防止槽壁塌方，GXJ 橡膠止水帶接頭形式能夠有效保障接頭的防水性能。本工程的順利實(shí)施為后續(xù)類似復(fù)雜地質(zhì)工程的施工提供了技術(shù)儲(chǔ)備，對(duì)穿越土質(zhì)差、潛水位高的地質(zhì)的地下連續(xù)墻施工項(xiàng)目具有一定參考價(jià)值。