刘忠海

摘 要：随着城市建设的发展，地下连续墙结构已经成为城市各工程基础结构的主要形式，地下连续墙具有结构刚度大，整体性好，防渗性能好，结构安全可靠，可以根据工程需要作为临时维护或者结构物使用。地连墙同时具有施工速度快，对临近建筑物、地下管线影响小，施工安全性高，适用于除砂夹大径卵石层和硬质岩层外的各种复杂的地质条件和较深的基坑。本论文结合南水北调配套工程北京市南水北调工程竖井地下连续墙施工，对地下连续墙施工质量控制进行讨论，以导墙、钢筋笼、成槽和水下混凝土的灌注施工为施工论证点，结合该标段的地理位置和地质条件，分析地下连续墙施工关键工序的控制要点和控制方法，为工程施工质量和安全提供保障，为类似工程施工提供参考依据。

关键词：地下连续墙；槽段划分；混凝土；钢筋笼；接头管

1 工程简介

南水北调东干渠配套工程位于东五环沿线，工程施工起点位于广渠路北侧约400m的12#盾构始发井，沿五环路东侧穿越规划广渠路桥、观音堂桥，至五方桥北侧约400m的13#盾构始发井，盾构施工行进方向由13#盾构井向12#盾构井进行，施工标段合计长度2729m。工程主要施工的建筑结构物包括盾构隧洞、13#盾构始发兼接收井、24#、25#二衬施工竖井、37#-39#排气阀井。工程地质属永定河冲洪积扇东北边缘，其沉积物主要为永定河冲洪积物，主要以厚层砂土、卵砾石层为主，向东过渡为粘性土、粉土与砂土、卵砾石交互沉积层为主，场区内无湿陷性土、膨胀土、风化岩及残积土等特殊土的分布。本文将以13#始发井地下连续墙施工为例进行具体的阐述分析。

2 工程施工重点和难点

（1）工程地处于东五环五方桥西北角，施工场地小，社会干扰多。

（2）地下连续墙穿越沙土、粉土、黏土和含水地层、地层地质变化大，地连墙成槽质量控制难度大。

（3）13#始发井尺寸大，地下连续墙厚度宽、分段多、单段长度大、入土深，地下连续墙混凝土施工质量和接头质量控制难度大。

（4）施工现场作业空间有限，泥水施工作业多，大型机械设备配合作业多，大吨位吊装作业多，安全防护工作任务重。

（5）地下连续墙连续施工作业，夜间施工作业多。

3 工程施工关键技术控制

工程各井位全部为地下连续墙，采用现场成槽灌注混凝土施工，13#盾构井地下连续墙墙身厚为1m，槽深34.73m，长度51.6m，宽度16m，是工程最大的竖井结构，共划分为22幅，连续墙接头设置2根φ600@300的止水旋喷桩。桩深与墙身一致，本工程地下连续墙全部采用C30 W8 F150水下混凝土灌注施工。

3.1 导墙施工

①导墙是地下连续墙施工质量控制性最基本结构物，施工过程中起到承担施工荷载、控制测量、储备泥浆、槽段划分和控制地连墙施工精度的作用，施工过程要加强对导墙测量和混凝土施工质量的控制，保证导墙施工质量，为后续施工做好施工保障。②地连墙导墙施工前应对原地面进行整平，禁止进行大面积开挖，如有需要换填必须进行压实处理，导墙应置于承载力不小于80kPa的地层上。导墙顶部钢筋深入地面硬化部分不应少于2m，钢筋每隔2m需要有一个钢筋深入地面硬化区，导墙和地面硬化同时进行施工，保证导墙结构的整体性。③导墙采用“┓┏”型现浇C25钢筋混凝土结构导墙，导墙顶面宽度为1.0m，垂直深度1.5m，厚0.2m，导墙间距1060㎜，导墙顶面高于地面50～100mm，且高于地下水位0.5m以上。④导墙基础开挖使用小型施工机械，人工配合整型，减少对原状土扰动，边墙局部扰动不宜回填压实，导墙入土深度应满足上述结构图要求，施工现场个别地质条件不符合要求时应根据现场开挖槽段地质情况调整，保证有足够垂直入土深度，尽量使底部处在较好的土层中，将受冲刷影响最大的土体保护好，避免出现严重冲刷和塌方现象，以保证墙体上部成墙质量。⑤导墙混凝土施工完毕后应及时的进行养护，导墙混凝土模板不宜过早拆除，尽量带模保湿养护，拆模时应随拆模及时加设内撑，在槽段施工且未施工到该槽段时，内撑不的拆除。

3.2 泥浆制备

①泥浆是成槽施工主要附属物，主要起到护壁、携渣和冷却润滑抓斗作用，本工程地质结构多为冲积平原土质，以细粉砂为主，且含水系，地连墙开挖面积大，槽壁坍塌的危险性大，地下连续墙施工采用成槽机施工，施工速度较快，对墙壁冲刷大，因而对泥浆的质量要求较高，在施工过程中要及时的跟踪检测泥浆质量，根据实际情况作出必要的调整，确保泥浆的质量达到要求，以保证地连墙施工的质量和安全。②泥浆原材料主要包括：黏土、膨润土、火碱和水。③泥浆质量是地下连续墙成槽质量、安全控制的关键因素之一，泥浆的各项指标应满足施工工艺和地质条件要求，本工程泥漿主要控制指标为：泥浆的粘稠度25s～35s，泥浆比重1.1～1.3，pH值7～9。施工现场制备泥浆应满足最大槽段2倍的泥浆使用量要求，现场泥浆制备后应存放24小时后在使用，施工现场设置泥浆制浆池和沉淀调蓄池，在施工过程中及时清理沉淀池内的沉淀物，避免沉淀物回流，影响泥浆的质量。④施工过程中泥浆会有损失和渗漏，施工中应对泥浆池及时的进行补充，泥浆应通过制备好补充到泥浆池中，不应将泥浆制备原料直接倒入泥浆池中。在施工过程中应根据成槽的速度和地层地质条件调整泥浆的比重。

3.3 地下连续墙槽段划分

①地下连续墙槽段划分应充分考虑地质条件、施工工艺、施工起重重量、施工导墙承载力、单位时间混凝土供应量、泥浆池储备量、混凝土灌注和槽段接头质量要求。②13#始发井地下连续墙全长142.8m，槽段划分2～7m。

3.4 地下连续墙成槽施工

①地连墙施工过程前应做好施工分段计划和施工顺序安排，本工程施工沿顺时针方向施工，地下连续墙施工由长边一侧向短边一侧施工，先施工特殊型槽段两侧的“一”字型槽段，待两侧混凝土达到强度（25%设计强度）要求后，再施工中间特殊槽段，之后每隔一个槽段跨段进行施工。②地下连续墙采用成槽机施工，成槽机施工具有施工速度快、精度高、噪声低、振动小、造浆差等特点，施工过程中应加强对泥浆质量控制，保证泥浆的数量和质量，以控制成槽质量，泥浆液面不的低于导墙顶面以下20cm，施工中应及时补充泥浆，清理泥渣作业应及时跟进。③成槽机应按槽段划分要求准确入位，站位基础应有足够的承载力，施工操作人员对在施工过程中产生的偏差应及时进行调整，要勤纠、少纠。成槽机刚入槽开孔时应低压低速、少张口施工，抓斗进入导墙底后正常施工，抓斗每次进孔和出孔时应降低速度，减少对导墙下槽壁的冲刷，每段成槽施工应采用2～3抓，不宜1抓到底，施工过程中应注意刷壁。成槽机在施工过程中应控制冲抓头入槽和成槽后的施工速度，保证近地面处槽段出现塌方现象，控制槽段端头施工质量。④成槽后及时的进行清孔处理，清孔采用换浆法进行施工，以满足工艺和地质条件要求，保证槽段的清孔质量和槽壁的安全，地下连续墙成槽质量是地下连续墙成墙质量的前提保障，施工过程中应加强施工管控，对施工泥浆的调配，成槽的施工速度应及后续的工序应衔接有序。

3.5 钢筋笼制作与吊装

①钢筋笼制作应符合设计图纸和施工规范要求，根据槽段确定宽度。②钢筋笼的吊装是施工安全控制的重点和难点，本工程钢筋笼最大重量为55t，施工采用起重吨位200t和100t的履带吊车施工，吊装钢丝绳应采用机械压制接头，不应使用插扣接头，钢丝绳与吊梁夹角应不小于60°，钢丝绳的钢筋笼吊装设备构件使用前要经过验算、试验和验收合格后方可以使用，其起重重量不的超过任何构件的容许承载力的80%，工程吊装钢丝绳采用?65和?56、?43、?31 4种钢丝绳。③钢筋笼吊点布置是保证钢筋笼起吊安全性关键，工程制作钢筋笼全长34.23m，钢筋笼第一道设于钢筋笼顶端第一道水平筋处，第二道设在第一道向下10m，上、下各设置3个起吊点，由主吊机负责起吊。第三道、第四道、第五道分别设置于距钢筋笼底3m和11m、19m处，每道设3个吊点共9个吊点，由副吊机负责起吊，副吊机承担最大起重量35t，主吊车按钢筋笼全重承担重量，钢筋笼各个吊点的焊接必须采用双面焊接，钢筋必须为HPB235的圆钢，钢筋笼各吊点焊点在吊装前应逐个检查，并形成检查记录。④钢筋笼吊装时吊车必须站在有足够承载力地基上，主副吊机吊钩同时起吊，在钢筋笼以水平状态提升约50cm后，主吊钩继续提升，副吊钩则水平方向沿主吊机方向移动，缓慢使钢筋笼由水平转成垂直悬吊状态，钢筋笼始终保持悬空状态。⑤钢筋笼吊装过程中应尽量避免钢筋笼在垂直状态下行走吊车，钢筋笼在距离入孔位较远时，应采用两台吊车平移到孔前。主吊车站准位置后，副吊车移动调整钢筋笼位置到入孔状态，主吊车换索后，在由主吊车缓慢下发到孔内，钢筋笼在下发过程中严禁采用强行下发的方式，必要时应提起钢筋笼重新清孔，钢筋笼入位后应穿扁担梁定位。

3.6 混凝土的浇筑

①地下连续墙由于其功能的独特性，混凝土在配制上应满足相应的要求。混凝土中水泥以硅酸盐水泥为主，水泥等级不低于C40，水泥最小用力不宜小于400kg/m3，混凝土配合比宜控制在0.45～0.6之间，混凝土坍落度150mm～200mm，混凝土灌注时间宜在4～6小时内完成。②成槽后应及时清孔并进行混凝土灌注，混凝土的初次灌注数量应根据槽段的大小计算确定其灌注量，确保混凝土的初次灌注量和混凝土灌注的连续性。③混凝土灌注导管数量应根据槽段划分长度确定，槽段长度小于4m时可用采用一个导管，超过4m应根据实际情况增设导管，导管直径200～300mm，导管在灌注过程中埋深应控制在2～4m。④混凝土灌注宜在拌制后1.5小时内灌注完成，使用多根导管灌注混凝土时，混凝土应连续、均衡同步灌注施工，混凝土灌注施工速度宜控制在3～4m/小时，混凝土灌注时间间隔应控制在30分钟内，混凝土灌注高度应高于地连墙标高0.5m以上。⑤槽段接头采用施工接头，在槽段接口处设置接头管，槽段接头管是施工控制一项重点内容，过早提拔宜使混凝土外溢，造成地下连续墙空洞和下段成槽困难，接头管提拔较晚，宜出现提拔不上，造成质量事故。接头管提升速度应与混凝土强度增长相适宜，一般在混凝土强度达到0.05MPa～0.2MPa时进行接头管拔出，导管拔出速度控制在2～4m/h，混凝土施工完毕8小时内应全部拔出，接头管提拔多采用液压千斤顶施工。

4 工程施工安全控制

地下连续墙施工各工种配合多，各种施工机械设备配合协调多，施工前必须做好前期的技术和安全准备工作，在施工过程中严格履行各项工作，未验收、未达标的均不能施工作业。地下连续墙施工为泥水作业，施工现场应做好安全防护工作；施工机械配合多，大吨位吊装作业施工，各操作规程必须严格执行。

5 结束语

随着城市建设发展，城市各项基础设施建设也在飞速发展，各种配套设施不断完善，地下连续墙在城市地下工程建设中被大范围使用，其施工往往对地下其他工程施工起到先导作用，直接控制前期的施工工期和施工质量。本工程实现了地下連续墙在大口径、深基础工程上的应用，本文也旨在对其施工工艺控制的重点和难点进行论述，为其他类似工程施工提供技术参考。

参考文献

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[2]吴祥祖，朱小龙，王慧康.地下连续墙施工中常见问题及控制措施[J].施工技术，2005，（6）：51-53.

[3]高学春.地下连续墙施工技术应用探讨[J].中国住宅设施，2010，（1）：46-47.

[4]肖怀全.地下连续墙施工常见问题简析[J].岩土工程界，2008，（7）：43-47.

（作者单位：中铁六局集团北京铁路建设有限公司）