中铁九局集团第四工程有限公司沈阳110044
摘要：随着地下空间的开发应用的大力发展，基坑开挖深度在不断的增加，导致基坑围护结构的深度也在不断的加深。超深地下连续墙正是解决深基坑安全围护的关键工序。以昆明市地铁4号线工程的超深地下连续墙为例，详细介绍施工中遇到的重难点问题和应对措施，保证地下连续墙施工精度和防水措施的效果和方法。
关键词：超深地下连续墙；导墙；泥浆；防绕流；接头
0引言
随着我国城市建设的快速发展，地下空间不断增加，相应的深基坑工程越来越多。地下连续墙做为围护结构被深基坑工程普遍采用。伴随着施工设备的不断改进和设计水平的逐步提高，地下连续墙的施工深度越来越深。随着施工深度的加大，相应的施工风险也越来越高，施工质量控制不好，会发生地下连续墙渗漏水、基坑变形过大及周围建筑物沉降等隐患，不但会给基坑开挖及主体结构施工带来不利影响，严重时会发生基坑失稳、垮塌等安全事故，给工程各方带来极大的的经济损失和社会影响。所以施工中对超深地下连续墙的技术控制是很有必要的。
1工程概况
本工程为昆明市轨道交通4号线螺蛳湾站～斗南站区间风井，风井为钢筋混凝土现浇结构，基底埋深为30.2m，施工占地面积为4460.58m2。基坑围护结构为深度60m的地下连续墙，墙厚1.2m，地下连续墙采用工字钢接头。拟建场地属滇池盆地，属冲湖积沉积环境，有利于软土的沉积，场地范围发育了多层软土，主要为泥炭质土等，软土多呈透镜状断续分布，累积厚度约0.51--4.6m。软土具“天然含水量高、压缩性高、灵敏度较高、触变性较高、流变性较高、强度低，透水性弱”等特点，工程性质差。根据地下水含水层介质、水动力特征及其赋存条件，可将场地内地下水分为孔隙潜水、孔隙承压水。整体含水层分布不连续，厚度小，以孔隙潜水为主，局部分布孔隙承压水。
2超深地下连续墙的施工方法
2.1设备选型
适用于本工程的设备主要有抓斗式成槽机和液压式铣槽机。抓斗式成槽机特点是结构简单，易于操作维修，运转费用较低，广泛应用于较软弱的冲击底层。造墙厚度一般在30～150cm。不适用于大块石、漂石、基石等地质。液压式铣槽机先进、工效快，适用于不同地质条件，包括基岩。缺点是施工速度慢、设备昂贵、成本高，不适用漂石、大孤石地层。
本工程地质条件较为软弱，没有基岩等坚硬地质，因此选用液压式抓斗机。由于连续墙较宽且深，选用SG60型液压抓斗机。
2.2导墙的施工技术措施
在地下连续墙成槽前应施作导墙，做到精心施工，导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的施工质量。施作导墙是对成槽设备进行导向、存储泥浆稳定液位、维护上部土体稳定、防止土体坍落的重要措施。
为保证结构净空尺寸，防止连续墙侵入主体结构，导墙施工时外放15cm，砼标号为C30，且必须进入原状土为原则。两侧导墙之间用8cm×8cm的木枋进行支撑，水平间距200cm，竖向间距可根据实际情况进行调整，但要保证沿深度方向均匀布置。导墙顶面高于地面不小于20cm，以防止地表水流入导沟，导墙顶面应保持水平。
导墙顶面应高出地下水位100cm以上，以保证槽内泥浆液面高于地下水位50cm以上，且不低于导墙顶面30cm。在已完成导墙200cm范围内严禁重型机械通过、停置和作业，以防导墙开裂或变形。
导墙内墙面要垂直，墙面平整度小于5mm，墙面与纵横轴线间距的允许偏差±10mm，内外导墙间距允许偏差±5mm。
2.3泥浆的制备和使用
2.3.1泥浆的作用
在连续墙施工时，泥浆性能的优劣直接影响到连续墙成槽施工时槽壁的稳定性，是一个很重要的因素。优质泥浆的携带作用能够有效的减少或防止沉渣的产生，避免影响地下连续墙承载能力的发挥。优质泥浆可以有效的平衡孔内压力，使槽壁形成薄而韧性的泥皮，稳定孔壁，防止成槽过程中孔壁缩径、扩径及坍塌现象的发生。适当调整泥浆的厚度和密度，形成稳定的泥壁，同时结合其润滑效果，将大大提高成槽的速度和质量。
2.3.2泥浆的配制指标
本工程采用膨润土泥浆，泥浆的配比为（1m3投料量）：清水949.3Kg，膨润土116.6Kg，纯碱4.664Kg，CMC0.583Kg。
钠基膨润土：8～10％；CMC：0.1％～0.3％；纯碱：0.3%～0.4%；PH值：7～9
新鲜泥浆的各项指标要符合下列规定：
2.3.3泥浆的质量控制
（1）施工前应对配合比进行试验配制，确定泥浆配合比，才能开始施工；
（2）泥浆搅拌严格按照操作规程和配合比要求进行，泥浆拌制后应静置24小时后方可使用；
（3）在成槽施工中，泥浆会受到各种因素的影响而降低质量，为确保护壁效果及混凝土质量，应对槽段被置换后的泥浆进行测试，对不符合要求的泥浆进行再处理，直至各项指标符合要求后方可使用；
（4）对严重水泥污染及超比重的泥浆作废浆处理，用全封闭运浆车运到指定地点进行处理，以保证城市环境清洁；
（5）严格控制泥浆的液位，保证泥浆液面在地下水位50cm以上，并不低于导墙顶面30cm，液面下落时及时补浆，以防塌孔。
（6）在施工过程中应加强检查和控制泥浆指标，定时对泥浆性能进行测试，随时调整泥浆配合比，做好泥浆质量检测记录。
（7）通过沟槽循环或泥浆置换排出的泥浆，如重复使用，必须进行再处理，检验合格后方可使用。
（8）在容易产生泥浆渗漏的土层施工时，应适当提高泥浆粘度和增加储备量，并备足堵漏材料。如发生泥浆渗漏，应及时补浆和堵漏，以防发生严重塌孔。
2.4施工机械的作业方法
2.4.1成槽机的操作要领
（1）抓斗出入泥浆面时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪或抓斗碰撞损坏导墙表面平整度，影响开挖槽段的土层稳定或影响成槽面的垂直度。
（2）在成槽机成槽时，悬吊抓斗的钢索不能松弛，一定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必须做好的关键动作。
（3）挖槽作业中，要时刻关注测斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差。
（4）单元槽段成槽完毕或暂停作业时，应立即使成槽机离开作业槽段，防止负荷过大引起槽段塌方。
（5）在成槽时，槽段两侧应采用双向闸板插入导墙，防止施工槽段内泥浆受到污染。
2.4.2成槽过程中的精度控制
根据安装在液压抓斗上的探头，随时将偏斜的情况反映到驾驶室的电脑上，驾驶员可根据电脑上四个方向动态偏斜情况，调整液压抓斗上的液压推板进行动态纠偏。通过成槽中不断进行准确的动态纠偏，确保连续墙的垂直度要求。
2.5防止混凝土扰流措施
为避免在混凝土浇注过程中产生的绕流现象，在先施工幅段的工字钢接头处翼板上焊接厚0.3mm、宽50cm的铁皮，铁皮采用1根Φ12的钢筋帮焊固定。如下图所示：
工字钢外侧采用锁口管加填砂袋的形式防止绕流。砂袋采用小号的普通尼龙编织袋，装容量30%～50%的砂土，使砂袋保持一定的变形能力。砂袋内填充物选用粉细砂，以确保砂袋具有较好的流动性和密实性。在填筑砂袋前充分了解槽端头的施工情况，用超声波检测端头的垂直度和平整度，测算需要的填筑量。
当砂袋填筑至距地下连续墙顶30m处时，开始下放锁口管，缩口管要插入到砂袋墙中，以保证良好的密封性。一般在混凝土浇筑后3～5小时内开始拔起锁口管，拔起时需要液压千斤顶。开始时约20～30分钟提拔一次，每次上拔高度控制在30～100cm。需在混凝土浇筑后8小时内全部拔出。
2.6槽段接头的处理
接头形式采用工字钢接头，工字钢接头形式具有止水效果好，整体性好，方便施工的优点。对于先期形成的接头侧面往往有泥土粘在上面，容易造成接头处漏水，要采用刷壁器进行清刷，一般要刷10次以上，才能保证接头面没有夹泥，不发生渗漏。接头缝预留注浆孔，必要时采用旋喷桩处理。
2.7钢筋笼的制作与吊装
2.7.1钢筋笼的制作要求
由于地下连续墙深度大，钢筋笼长度达到60m，一次无法吊装，因此采用分节制作、分段吊装、分段焊接的形式。连接的方式可以采用电焊连接或者接驳器连接。电焊连接对精度要求低、容易操作，但耗时较长。接驳器对接省时，但对精度要求高，造价高。本工程采用电焊连接。
钢筋笼的制作首先要保证平整度和垂直度，确保钢筋笼吊起来后能顺利下放。钢筋满焊和交叉焊接部位严格按照施工图控制，焊点质量满足规范设计要求。桁架吊环的焊缝长度和厚度必须满足要求，防止吊起过程中变形、散落。
钢筋要有原厂质保书，并经现场抽检合格后才能使用。主筋采用套筒机械连接，纵向钢筋与水平钢筋采用点焊连接，桁架筋与主筋采用搭接焊，焊接质量必须按照规范要求。为保证钢筋保护层的厚度，在钢筋笼两侧分别焊接定位垫块，水平方向每侧设置两列，每列定位垫块纵向间距3m，垫块采用5mm厚钢板加工。垫块示意图如下：
2.7.2钢筋笼吊装
钢筋笼吊装采用“双机抬吊”的方式起吊，所用的吊车吨位和吊点要经过科学的计算。计算后形成的方案要经过专家论证后方可用于施工。
吊机就位后，主吊与副吊进行抬吊，先缓缓将钢筋笼抬离钢筋笼平台，然后主吊和副吊继续提升，提升过程中根据现场吊车指挥人员信号，保证副吊钢筋笼一端不会碰地，当钢筋笼提成到一定高度后，副吊停止提升动作，同时对主吊进行喂送，直至钢筋笼完全直立。
钢筋笼直立后，卸掉副吊吊钩，用主吊缓缓将钢筋笼吊至吊放槽段，慢慢将钢筋笼放入槽段，当钢筋笼下放至副吊每层吊点时，用扁担放在临时搁置钢筋笼使其立于导墙上，逐层卸掉吊点卸扣，钢筋笼继续由主吊下放，最终将钢丝绳与吊筋用卸扣连接，缓缓起吊抽出扁担，钢筋笼完全由吊筋8个吊点共同承担受力，再由主吊缓慢将钢筋笼送放到位。
吊车在行走过程中，用揽风绳人工控制钢筋笼的摆动，确保吊装安全，大风天气禁止起吊。
钢筋笼分段吊装时，先起吊下半段，下半段吊放到位后用扁担固定在导墙上，然后吊放上半段，上下两段采用焊接方式在槽段内进行连接。连接好后由主吊独自完成钢筋笼的就位。
焊接时要保证多台焊接同时作业，尽量在最短时间内完成焊接作业，减少槽壁的暴露时间，避免槽壁坍塌。
2.8水下灌注混凝土
2.8.1灌注混凝土的要求
（1）地下连续墙深度较大对混凝土导管刚度和导管接口的密水性提出了更高的要求。为此本工程使用Q235钢材制作、经过耐压实验的Φ250混凝土丝牙导管，及其配套料斗、搁置梁等设备。
（2）导管必须在现场经过密封检测，经验收合格后方可使用，导管要求连接牢靠，接头用橡胶圈密封，防止漏水。
（3）浇灌之前，须确保漏斗中以放入止水球；浇灌混凝土过程中，埋管深度应保持在200～600cm，各导管处的混凝土表面的高差不宜大于30cmm，混凝土浇筑完毕，终浇混凝土面高程应高于设计墙顶标高30～50cm以上，此部分浮浆层以后凿去。浇灌混凝土时应按规范要求对混凝土进行取样，并严格按照养护条件进行养护。
2.8.2灌注混凝土注意事项
（1）在混凝土浇注前应测试坍落度，并按规定做好混凝土抗压、抗渗试块；
（2）钢筋笼吊放就位后，应及时灌注混凝土，间歇时间控制在4小时以内；
（3）导管插入到离槽底30～50cm位置，灌注混凝土前应在导管内临近泥浆面位置吊挂隔水栓，以防止泥浆混入混凝土；
（4）检查导管的安装长度，并做好记录，单车混凝土浇灌须填写记录，导管插入混凝土深度应保持在200～600cm之间；
（5）导管集料斗混凝土储量应保证初灌量，一般每根导管集料斗应备有1车混凝土方量。以保证开始灌注混凝土时埋管深度不小于50cm；
（6）为了保证混凝土在导管内的流动性，防止出现混凝土夹泥的现象，混凝土浇灌时应连续浇注，保证槽段混凝土面应均匀上升，浇注上升速度不小于200cm/h，因故中断灌注时间不得超过30分钟，两根导管间的砼面高差不大于30cm。
（7）导管间水平布置距离一般为250cm，最大不大于300cm，距槽段端部不应大于150cm。
3质量标准
连续墙的质量标准如下表：
4结语
地下连续墙做为一种既可止水又能承重的围护结构，随着深基坑工程的增加，应用日益广泛。而超深地下连续墙施工虽是一项复杂的工程，只要在实际施工中选好成槽方法和接头形式，加强导墙和钢筋笼的施工质量，控制好泥浆密度、成槽垂直度、水下混凝土灌注、接头处理等关键工序，施工质量是完全能够保证的。
本工程采用上述的施工方法，保证了地下连续墙施工的顺利进行。经开挖后的检验，地下连续墙达到了较好的外观效果，无渗漏水现象。