童海濤(中鐵建大橋工程局集團第二工程有限公司,廣東 深圳 518035)
地下連續(xù)墻因適用于各種地層,且具備功效高、工期短、防滲性能好等優(yōu)點,作為地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。尤其是墻體接頭形式及施工方法的改進,使地下連續(xù)墻幾乎不透水,在富水地層中地下連續(xù)墻的止水功效更加顯著。由于城市地鐵線路建設(shè)的先后,在換乘車站線路交叉處的地下連續(xù)墻通常不會同時施工,新舊地連墻交界處混凝土一般很難達到結(jié)合密實,在基坑開挖過程中,接縫處易出現(xiàn)夾泥、滲水情況,對周邊環(huán)境和基坑安全會造成一定風(fēng)險。所以在基坑開挖前,必須對新舊地連墻交界位置進行止水加固處理,確?;娱_挖的安全。
安吉客運站是南寧地鐵3號線的第3個車站,為地下三層島式換乘車站,并設(shè)有聯(lián)絡(luò)線和單渡線。車站總長為317.90m,標準段寬23.1m,站臺寬14.0m。車站覆土約3.7m,基坑深度約25m,聯(lián)絡(luò)線基坑深為17-24m。本站設(shè)有5個出入口,4組風(fēng)亭及物業(yè)開發(fā)單層結(jié)構(gòu)。車站采用明挖順做法施工,基坑地下連續(xù)墻采用地下連續(xù)墻(墻厚為1.0m)+內(nèi)支撐體系,設(shè)有格構(gòu)柱63根,格構(gòu)柱樁基礎(chǔ)直徑為1m,樁基礎(chǔ)深入底板墊層以下10m,車站主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)設(shè)置外包防水層。
本工程場地屬邕江Ⅱ級階地,屬侵蝕堆積河谷階地區(qū)中的邕江低階地亞區(qū),場區(qū)地形平坦,地面高程80.40m-80.70m。本車站勘察揭露第四系及古近系地層:填土①、黏性土層②、粉土層③、砂土層④、礫石層⑤、新近系半成巖的泥巖⑥、砂巖地層⑦。
本站根據(jù)含水介質(zhì)和地下水的賦存狀況,可劃分為第四系松散巖類孔隙水(二)、第四系松散巖類孔隙水(三)和碎屑巖類孔隙裂隙水(四)三種類型。第四系松散巖類孔隙水(三)為承壓水,主要賦存于邕江低階地亞區(qū)(Ⅰ1)的圓礫⑤1-1層,以及其緊鄰的上部粉細砂④1-1層中,該含水層連續(xù)分布,水量豐富,含水層屬強透水層,滲透系數(shù)46.0~52.0m/d,與邕江水系水力聯(lián)系密切,呈互補關(guān)系。穩(wěn)定水位埋深9.9~13.5m,水位埋深標高為67.02m~69.48m,地下水位年變幅約3.0~5.0m。
本站與2號線換乘,由于2號線地連墻施工時在與3號線交界處未預(yù)留工字鋼接頭,在3號線地連墻成槽后,經(jīng)超聲側(cè)壁儀檢測發(fā)現(xiàn),新舊地連墻交界處為不規(guī)則鋸齒狀,最大凹陷處約25cm。該接觸面刷壁質(zhì)量難以保證,在水下混凝土澆筑后接縫處易出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象,在后期基坑開挖過程中易出現(xiàn)滲漏或者涌水涌砂現(xiàn)象,存在較大安全隱患,因此,在地連墻交界位置必須進行止水加固處理,保證基坑開挖的安全。
表1 泥漿性能參數(shù)指標(EN1538-2000)
結(jié)合本工程水文地質(zhì)及新舊地連墻接縫情況,采用素混凝土背墻+預(yù)埋袖閥管注漿的方法進行加固,輔助采用聲吶滲漏檢測技術(shù),對處理效果進行評價,保證基坑開挖安全。
在2#-4#點位處,以接縫為中心,在原有地連墻的外側(cè)設(shè)一幅3m×1m的素混凝土地連墻,深度為進入泥巖不小于2m,在素墻的兩端與原地連墻接縫處各埋設(shè)一根袖閥管進行后注漿處理;在1#點位處,將A58地連墻與2號線地連墻相交處向南擴大1.5m,擴大區(qū)采用素混凝土澆筑。在素混凝土背墻附近設(shè)一個Φ50水位觀測孔,兼作聲吶滲流檢測孔。加固區(qū)具體布置見圖1。
圖1 3號線安吉客運站相交處接縫加固方案
圖2 預(yù)埋袖閥管位置示意圖
素墻厚1000mm,寬3000mm,深度32m,混凝土標號為C20,采用成槽機抓斗法施工,導(dǎo)管法灌注水下混凝土,灌注至原地面以下1m處。
施工步驟:
成槽施工→清底→刷壁→成槽檢測驗收→導(dǎo)管氣密性試驗→水下混凝土澆筑→結(jié)束、清洗。
主要參數(shù):成槽護壁泥漿性能參數(shù)需滿足表1所示。
素背墻澆注完成后,在距離地連墻接縫200mm處各埋設(shè)一根Φ48袖閥管,深度與背墻深度相同,對素背墻和原地連墻之間的接縫進行注漿加固處理,見圖2。
施工步驟:
鉆孔→下袖閥管(套殼料、袖閥管、封口)→下鋅管(注漿頭、管路連接)→漿液拌制(水泥、水、緩凝劑)→開注漿機→-吸漿(混合)→按步距提管→結(jié)束、清洗。以下是主要的注漿參數(shù):
擴散方式:滲透~劈裂;
漿液擴散半徑:1~1.2m;
有效加固范圍:1.5m(間隔加固);
注漿油壓力:2~3Mpa;
注漿速度:10~20L/min;
凝結(jié)時間:60~120s;
漿液基準配比:A液為水/水泥=0.75~1.5:1,外加劑:緩凝劑/水泥:2%~3%。B液為水玻璃35~40Be′,單液漿為A液單液,雙液漿為A液和B液的混合液,雙液漿的配合比為A液:B液=2:1。
檢測前先在基坑外連續(xù)墻接縫外50cm處鉆孔,鉆孔深度32m,埋設(shè)φ48mmPVC檢測管,通過基坑內(nèi)降水,與基坑外形成水頭差,當連續(xù)墻存在滲漏水情況,即可利用聲納判斷滲水點位置及水流大小。如果檢測出地連墻接縫處還存在滲流,需重新對該部位進行袖閥管注漿,并重新檢測滲流情況。檢測孔保留,作為基坑開挖過程中的水位監(jiān)測孔。
泥漿質(zhì)量是成槽過程護壁防坍塌的關(guān)鍵[1]。本工程由于地連墻在圓礫、粉土、砂層等的復(fù)核地層環(huán)境下施工,根據(jù)相鄰地連墻成槽施工經(jīng)驗,較大的泥漿密度更有利于槽壁穩(wěn)定,素混凝土背墻采用 “高屈服型膨潤土+重晶石粉+CMC”配制的復(fù)合膨潤土泥漿,泥漿密度稍大于EN 1538標準的要求,但其它施工過程的泥漿指標符合該標準要求。泥漿性能指標控制為:制備后經(jīng)l2~24 h膨化的新漿密度控制在1.08~1.13 g/cm ,黏度控制在40一50S;循環(huán)泥漿的密度控制在1.15-1.25g/cm ,黏度40~60s[2]。泥漿制備流程為:原材料稱量投料一膨潤土加水充分攪拌10 min一靜置膨化4h一摻入重晶石粉攪拌l0min一泥漿性能指標測定一溶脹24 h后備用。泥漿在施工過程中由于土層變化及時調(diào)整泥漿指標,膨潤土摻量一般控制在4.5%~5.5%,重晶石的摻量一般控制在6%~8%,CMC摻量則控制在0.03%~0.10%;泥漿使用1個循環(huán)之后,利用泥漿凈化濾砂機進行分離凈化并補充新制泥漿,恢復(fù)原有的護壁性能,提高泥漿的重復(fù)使用率[3]。?
袖閥管注漿的密實度直接決定了地連墻接縫處的止水效果,必須嚴格控制質(zhì)量。首先在鉆孔操作上,必須要確保鉆孔的垂直度。下袖閥管、下鋅管必須要確保其通暢,且連接緊密,封口的長度至少要達到1.5m。對于漿液的制作,必須要嚴格按照設(shè)計參數(shù)進行拌制,確保達到施工需求。在注漿過程當中,必須有專人負責(zé)觀察注漿情況,控制好注漿量、注漿壓力[4]。雙液注漿的凝固時間一般控制在60s到120s左右,可根據(jù)施工要求合理調(diào)整水泥漿液的濃度。上提鋅管的過程當中,注意控制好力度、速度,并且要有節(jié)奏的進行。
實踐證明,經(jīng)過加固處理后,從聲吶滲流檢測及后期基坑開挖過程的墻面觀察情況看,本站地下連續(xù)墻4處交界位置基面基本無滲漏,接縫處止水效果顯著。通過在新舊地連墻交界處新增一道素混凝土背墻+袖閥管注漿處理的施工工藝對類似施工具有一定借鑒和參考價值。當然,地下工程的防滲漏施工技術(shù)非常復(fù)雜,我們還需進一步加強相關(guān)的研究和實踐,不斷總結(jié)經(jīng)驗,降低風(fēng)險,確保地鐵基坑開挖的安全。