地铁车站地下连续墙施工设计Word格式文档下载.docx

1、槽板式；组合式。 （2）按墙的用途可分为：防渗墙；临时挡土墙；永久挡土（承重）墙；作为基础用的地下连续墙。 （3）按强体材料可分为：钢筋混凝土墙；塑性混凝土墙；固化灰浆墙；自硬泥浆墙；预制墙；泥浆槽墙（回填砾石、粘土和水泥三合土）；后张预应力地下连续墙；钢制地下连续墙。（4）按开挖情况可分为：地下连续墙（开挖）；地下防渗墙（不开挖）。 地下连续墙的优点有很多 ，主要有：（1）施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。（2）墙体刚度大，用于基坑开挖时，极少发生地基沉降或塌方事故。 （3）防渗性能好。（4）可以贴近施工，由于上述几项优点，我们可以紧贴原有建筑物施工地下连续墙。（5）可用于逆作法施工

2、。（6）适用于多种地基条件。（7）可用作刚性基础。（8）占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。（9）工效高，工期短，质量可靠，经济效益高。地下连续墙的缺点主要有：（1）在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大。（2）如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题。（3）地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它方法的费用要高些。（4）在城市施工时，废泥浆地处理比较麻烦。第二章 工程概况2.1工程概况地铁车站A站为全线第13座车站，为地下二层岛式车站，该站位于人民路与地铁车站A新市路交叉路口下，沿人民路

3、南北向布置。与远期6号线呈T型岛-岛换乘，6号线车站为地下三层岛式车站，车站主体围护结构采用地下连续墙围护结构。地铁车站A站附属围护结构采用800600钻孔咬合桩围护结构、850三轴SMW水泥土搅拌桩围护结构。车站结构外包全长393.2m （地墙外边线），标准段外包宽度为24.3m（地墙外边线），车站土建包括了车站主体结构、车站附属等（地墙分幅图见附图一）。车站顶板覆土为3.5m。基坑周边建筑物密集，管线较多。沿人民路方向主要管线有： D400污水管，DN700给水管，DN600给水管,D500煤气管，DN500雨水管，DN800与雨水管，另外还有强电电缆、弱电电缆等。在车站主体施工期间，部分

4、管线临时废除或架空，部分管线需改移至主体基坑以外，强电电缆、弱电电缆、雨水管、燃气管和给水管需临时改移，地铁车站A人民路道路交叉口有110KV高压电力管需横穿车站换乘节点基坑（ED10-3，WD10-4），车站主体上方施做钢筋混凝土电缆沟，将电力管导改至电缆沟内。车站围护结构设计情况见表2.1-1。表2.1-1 车站围护结构情况一览表车站地铁车站A站标准段端头井换乘节点主体结构围护形式地下连续墙深度32m35m（北）/45m（南）51m厚度0.8m1.0m附属围护结构800600钻孔咬合桩、850三轴SMW水泥土搅拌桩围护图2.1-1 110kv电缆线图2.1-2 车站周边施工环境图2.2工程

5、地质及水文地质1、场地地形地貌本站周边区域为广阔的冲湖积平原，水系发育，地势平坦，系典型的水网化平原。场地地面标高一般在1.853.04m之间，地势较平坦。2、主要工程地质土层 2杂填土层，杂色，道路部位面层为0.180.60m混凝土，基层以三七灰土（夹有碎石、道渣等），其它部位以碎石、碎砖为主，中间以少量粘性土充填。平均厚度2.20m。 3素填土层，灰黄色、褐灰、灰色，松软，主要成份为粘性土，间夹少量碎石、碎砖等。平均厚度2.53m，局部分布。 1粘土层，黄褐色褐黄色，可塑硬塑，含铁锰质结核，夹青灰色条纹，无摇振反应，刀切面具油脂光泽，干强度、韧性高。平均厚度3.12m。 2粉质粘土层，灰黄

6、色为主，局部地段下部为青灰色，可塑为主，底部一般为软塑，含铁锰质氧化斑点，下部粉粒含量较高，夹少量粉土薄层，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度、韧性中等。平均厚度4.34m 1粉质粘土层，灰色，软塑流塑，夹少量薄层状粉土，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。平均厚度6.34m。 2粉土层，灰色，中密，饱和，局部夹有薄层状粉质粘土，含云母碎片。无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。平均厚度2.28m，沿线局部分布。 1粉质粘土层，灰色，流塑，水平层理发育，夹较多薄层状粉土，下部粉土与粉质粘土呈互层状，稍有光泽，干强度中等，韧性中等偏低，无摇振反应。平均厚度11.49m。 2粉质粘土层，

7、灰绿色灰黄色，可塑为主。含铁锰质斑点，局部粉粒含量高。稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。平均厚度4.50m。 1粉质粘土层，灰黄色青灰色灰色，可塑软塑。含少量铁质氧化斑点，局部底部为灰色、均质状。平均厚度3.21m。 2粉土层，灰色，局部灰黄色，密实为主，饱和。偶夹少量薄层粉质粘土，含云母碎片。平均厚度9.94m。 3粉质粘土层，灰色，软塑。薄层理发育，夹少量薄层粉土。平均厚度12.50m。 1粉质粘土夹粘土层，青灰色灰色，可塑为主。含少量铁质氧化物斑点，下部夹少量薄层粉土。平均厚度5.48m。 粉砂层，青灰色灰黄色，密实，饱和。夹少量薄层粉土，含云母碎屑，主要矿物成份为长石、石英及

8、云母，颗粒分选性中等，级配不良。平均厚度6.40m。 1粘土夹粉质粘土层，灰绿色灰黄色，可塑软塑。含铁锰质结核。有光泽，干强度中等高，韧性中等高，无摇振反应。平均厚度6.07m。 粉砂夹粉土层，灰色，密实，饱和。主要矿物成份为长石、石英及云母，颗粒分选性中等，级配不良。最大揭示厚度5.00m，沿线部分深孔揭示。3、水文地质条件 （1）潜水： 主要由填土层组成。主要接受大气降水的入渗补给。据区域水文资料，苏州市历年最高潜水位标高2.63m，最低潜水位标高为0.21m。 （2）微承压水：主要为2粉土层，其透水性及赋水性中等。2层渗透系数K值按最大值考虑，可取3.0E-03cm/s，为中等透水土层。

9、该含水层的隔水顶板为 1粘土、2粉质粘土、1粉质粘土层，隔水底板主要为1粉质粘土层。含水层的补给来源主要为微承压水的越流补给及地下迳流补给，微承压水头相应标高在0.90m左右，高于隔水层顶板，故具微承压性。 （3）承压水第承压水（2粉土层），由晚更新统沉积成因的土层组成，为2粉土层，水头标高-1.57m。2粉土层渗透系数最大值为2.38E-03cm/s，为中等透水土层。2粉土层隔水层底板为3粉质粘土层。该含水层的补给来源主要为承压水的越流补给及地下迳流补给，以地下迳流及人工抽吸为主要排汇方式。第承压水赋存于深部的粉砂层中，埋深大于60m，对本工程影响不大。4、不良地质作用本场地在勘探深度范围内

10、未发现地裂隙、岩溶、土洞、河岸滑坡及浅层活动断裂等不良地质作用存在。据本次勘察结果，场地内20m以浅的2粉土层为不液化土层。本场地可不考虑软土震陷的影响。施工期间及运营期间可能的不良地质作用主要表现为基底土层的不均匀可能产生的不均匀沉降。地铁车站A地质剖面详见图2.1-3。（地质CAD剖面图见附图一）图2.1-3 地铁车站A站地质剖面图第三章 施工组织方案3.1前期准备1地下连续墙施工在管线迁改及道路翻交后进行，根据地质情况、工期安排、场地条件和我公司类似深基坑施工经验，进行设备选择，以保证工程质量及进度要求：地铁车站A站拟投入2台金泰SG40A液压抓斗成槽机，两台设备均配备垂直度显示仪表和自

11、动纠偏装置，具有成槽速度快，纠偏精度高的特点；地铁车站A站单幅钢筋笼最重约45吨，为确保起吊安全拟投入1台200t履带吊主吊和1台100t履带吊辅吊起吊；配置碰焊机、成型机、电焊机、泥浆系统等设备，两套槽壁施工设备流水施工。2场地布置地下连续墙施工所用的大型机械设备自重大、工作外载大、设备庞大并且移动频繁，施工便道拟采用20cm厚C25钢筋混凝土路面；钢筋笼平台、钢材堆场、泥浆系统等其它场地铺筑15cm厚C20素混凝土。现场设泥浆系统、钢筋笼平台、集土坑。地铁车站A车站设两个钢筋笼平台，平台尺寸1045m、1035m，设可储浆600m3的泥浆系统和500m3的集土坑，以满足两幅槽段同时施工。3

12、施工安排地铁车站A车站地下连续墙共计170幅，分四次完成，地墙施工期间进行两次道路翻交，以满足道路通行。4针对两车站地墙均采用H型钢刚性接头的特点，配置了抓斗刮刀、反力箱重力铲刀等专用器具，并采用跳槽开挖的方法，保证成槽质量。5地下连续墙施工中钢筋笼结构庞大，吊装的风险很大，采取了两机抬吊法，并使用吨位大的吊装设备，加大了安全储备；同时，钢筋笼设置刚度较强的纵横向桁架，严格控制焊接质量，保证吊装安全。6对临近交通要道和建筑物的地墙接缝（采用H型钢刚性接头）位置，采用旋喷桩加固。7施作导墙时，核对地下管线的位置，对于不明管线挖探沟探明，防止对管线造成损坏。3.2施工工艺地下连续墙施工采用“地下连

13、续墙液压抓斗工法”进行施工。该工法具有墙体刚度大、阻水性能好，振动小、噪声低、扰动小等特点，对周围环境影响小，适用多种土层条件。3.2.1地下连续墙施工的重点难点及对策措施（1）重点难点车站地下连续墙进入2、2粉质粘土层，该土层具有无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速，透水性较好，为承压含水层。地墙成槽效率低，垂直度难以保证，易出现“蠕变径缩”现象；地铁车站A站换乘节点处地墙厚1m，长51.0m，采用H型钢接头，钢筋笼最重达45吨，一旦吊点、桁架布置不当，钢筋笼焊接不牢或起吊不当，会导致钢筋笼无法入槽，甚至会散架洒落伤人；H型钢接头封堵不严密时，浇筑的混凝土往往绕过H型钢与回填物混合，形成“

14、绕流混凝土”，一旦与H型钢粘连，难以清除，会造成接头渗漏等质量缺陷。（2）对策措施1）选择成槽效率高、精度高、纠偏能力强、性能优良的成槽机，以通过提高施工速度，减少槽孔暴露时间和满足成槽精度要求；选用新型的复合钠基膨润土（优钻100）泥浆，该膨润土是美国“捷高”公司生产，添加特制聚合物的200目钠基膨润土，其护壁性能、携渣能力较优，尤其适合超深地下墙和富水粉砂层的护壁要求。2）增加钢筋笼纵向桁架数量，加强吊点，使用大吨位的起重机械。3）H型钢接头通过“刮、冲、刷”三道工序保证接头质量。图3.2.2-1 地下连续墙液压抓斗施工工法（3）施工关键点地下连续墙施工关键点：导墙（车站主体）测量定位；护

15、壁泥浆的配制质量；钢筋笼焊接制作纵、横向桁架筋和吊点的设置、H型钢安装焊接、预埋件位置和数量；抓斗成槽质量控制与验收；清孔质量控制与验收；相邻槽段地墙接头刷壁；钢筋笼起吊与安装；水下混凝土灌注；接头箱安装垂直度的控制及背后回填以及起拔时间和频率。3.2.2地下连续墙主要工艺流程该工法具有墙体刚度大、阻水性能好，振动小、噪声低、扰动小等特点，对周围环境影响小，可适用多种土层条件。3.2.3地下连续墙施工工艺（1）导墙制作导墙采用“”型整体式钢筋混凝土结构，内墙面之间净宽比连续墙设计厚度大4cm，导墙顶面比地面高20cm，墙厚20cm，墙顶宽100cm，导墙一般深度为150250cm，导墙底必须插

16、入原状土30cm以上。墙体采用C30钢筋混凝土，导墙接缝要和地墙接缝错开。导墙结构详见导墙施工结构图3.2.3-1。导墙施工顺序如图3.2.3-2所示。（导墙结构CAD图见附图三）图3.2.3-1 导墙结构图图3.2.3-2 导墙施工顺序图导墙对称浇注，混凝土养护期间吊机等大型设备不得在导墙附近作业和停留，以防止导墙开裂、位移及变形，强度达到70%后方可拆模。拆模后设置间距80 cm上下二道直径10cm圆木支撑并用泥土及时回填。导墙施工偏差要符合下列要求：内墙面与地墙纵轴线平行度为10mm，内、外导墙间距为10mm，导墙内墙面垂直度3，内墙面平整度为3mm，导墙顶面平整度5mm。在车站转角处因

17、成槽机的抓斗呈圆弧形、抓斗的宽度为2.7m，为方便施工，必要时对分幅进行调整，以满足抓斗模数有要求，分幅必须经设计同意，并对支撑位置相应进行调整。地下连续墙施工工艺流程见图图3.2.3-3 泥浆系统工艺流程图图3.2.3-4地下连续墙施工工艺流程（2）泥浆工艺地铁车站A站地下连续墙墙趾位于2粉土或粉砂层，对槽壁的稳定较不利。因地下墙深，各道工序施工时间长，在槽孔长时间暴露中容易引起沉渣增厚和槽段失稳等问题，因此本工程在泥浆指标控制上要适当提高泥浆的粘度和比重，以增加泥浆护壁能力和悬浮沉渣能力，降低沉渣厚度，保证槽壁稳定，避免颈缩现象。泥浆系统工艺流程见图3.2.3-3。1）泥浆材料为解决常规泥

18、浆在地下墙施工中，尤其是在超深地下墙施工中其护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等种种方面的不足，我们选用新型的复合钠基膨润土（优钻100）泥浆。该膨润土是美国“捷高”公司生产，添加特制聚合物的200目钠基膨润土，是一种高造浆率、添加特制聚合物的200目钠基膨润土，适合于各种土层，尤其是超深地下墙和砂性土层的护壁要求。2）泥浆配制加入优钻100至喷射混合器中，喷射循环一个以上的体积循环周期。混合比率以使用淡水为基础，配浆用水的纯净度将影响膨润土的性能，因此，在配浆前，可加入适量纯碱将酸性水或硬水的PH值调到89，以达到最佳配浆效果。3）泥浆性能指标及配合比设计表3.2.3-1 护壁泥配合比 泥

19、浆材料膨润土重质纯碱中粘CMC自来水每立方米含量120kg4kg1kg960kg新鲜泥浆的各项性能指标见下表3.2.3-2：表3.2.3-2 泥浆性能指标表泥 浆性 能新配制循环泥浆废弃泥浆检验方法粘性土砂性土比重1.041.051.061.081.251.35比重计粘度（s）2024253025355060漏斗计含砂率（%）347811洗砂瓶PH值8914试纸4）其他相关指标控制泥浆回收利用率优钻100（Drill Gel）新浆废弃率，设计为40%左右。新浆配制完成后，循环使用过程中采用泥浆分离系统进行除砂回收，以达到较好的除砂效果，提高泥浆循环使用效率。5）泥浆储存根据本站最大泥浆需求量，

20、地铁车站A站设可储浆600m3的泥浆系统。6）泥浆循环泥浆循环采用3LM型泥浆泵输送，4PL型泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。7）泥浆的再生处理清孔泥浆和浇灌混凝土过程中回收泥浆必须通过泥浆分离系统进行分离后再经过调浆后方可继续使使用，本工程专门引进宜昌黑旋风生产的泥浆分离系统，该分离系统每小时处理泥浆量达100m3，完全能满足分离要求。循环泥浆经过分离净化之后，还需调整其性能指标，恢复其原有的护壁性能，这就是泥浆的再生处理。8）劣化泥浆处理在通常情况下，劣化泥浆先用泥浆箱暂时收存，再用罐车装运外弃。在不能用罐车装运外弃的特殊情况下，则采用泥浆脱水或泥浆固化的方法处理劣化泥浆。9）

21、泥浆施工管理 各类泥浆性能指标均应符合国家规范规定，并需经采样试验，达到合格标准方可投入使用。 成槽作业过程中，槽内泥浆液面应保持在不致外溢的最高液位，暂停施工时，浆面不应低于导墙顶面30cm。泥浆系统管理见图3.2.3-5泥浆系统管理图。图3.2.3-5 泥浆管理图（3）成槽施工1）槽段划分：根据设计图纸将地下连续墙分幅，幅长按设计布置。2）槽段放样：根据设计图纸和导线控制点及水准点，在导墙上精确定位出每幅地下连续墙设计位置，标出接头位置，标注完毕后报监理工程师审核批准。3）槽段开挖：采用液压式成槽机，该机配有垂度显示仪表和自动纠正偏差装置。以“跳孔挖掘法”进行槽段施工。 成槽垂直度控制：成

22、槽前利用水平仪调整成槽机的平整度，利用经纬仪控制成槽机抓斗的垂直度。成槽过程中，利用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度，精度不得大于3/1000。 成槽挖土顺序：根据槽段的宽度尺寸，决定每幅槽段的挖槽次序，不论槽幅多宽，均采用先两侧后中间的开挖顺序。先挖槽段两端的单孔，采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙，孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度，能套住隔墙挖掘，使抓斗吃力均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度。待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，把抓斗挖单孔和隔墙时，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保证槽

23、段横向有良好的直线性。在抓斗沿槽长方向套挖的同时，把抓斗下放到槽段设计深度挖除槽底沉渣。开孔顺序见图3.2.3-6。图3.2.3-6 地下连续墙开孔顺序示意图 成槽挖土：挖槽过程中，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，根据成槽机仪表及实测的垂直度及时纠偏。在抓土时槽段两侧采用双向闸板插入导墙，使导墙内泥浆不受污染。挖槽时，应防止由于次序不当造成槽段失稳或局部坍落.在泥浆可能漏失的土层中成槽时，应有堵漏措施，储备足够的泥浆。对素砼段成槽时应尽可能的使用成槽机抓斗抓干净粘结在素砼上的泥土，以减轻刷壁的工作量，同时保证素砼段结合的严密性，确保地下连续墙的止水水效果。挖槽作业中，要时刻关注侧斜仪器的动向，及时

24、纠正垂直偏差。单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。 挖槽土方外运：为了保证工期，确保白天和雨天成槽正常进行，工地上设置一个能容纳两幅槽土体的集土坑，用于临时堆放成槽挖出的泥土，夜间装车外运。 导墙拐角部位处理：挖槽机械在地下连续墙拐角处挖槽时，即使紧贴导墙作业，也会因为抓斗斗壳和斗齿不在成槽断面之内的缘故，而使拐角内留有该挖而未能挖出的土体。为此，在导墙拐角处根据所用的挖槽机械端面形状相应延伸出去30cm，以免成槽断面不足，妨碍钢筋笼下槽。（4）槽段检验槽段检验的内容主要包括槽段的平面位置、槽段的深度、槽段的宽度、槽段的壁面垂直度、槽段的端面垂直度等内。槽段检验工具及方法：1

25、）槽段平面位置偏差检测：用测锤实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。2）槽段深度检测：用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，取平均值为该槽段深度。3）槽段壁面及槽段端面垂直度检测：用超声波测壁仪器在每幅槽段内左中右三个位置上分别扫描槽壁壁面，扫描记录中壁面最大凸出量或凹进量（以导墙面为扫描基准面）与槽段深度之比即为壁面垂直度，三个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。槽段端面垂直度检测的方法与此相同。4）槽段垂直度的表示方法为：L/X 。其中X为壁面最大凹凸量，L为槽段设计深度。5）成槽质量评定：每幅槽段在成槽（包括清底）完成后需采用超声波进行探测其垂

26、直度，及时判定成槽质量，对成槽的宽度、垂直度、深度进行检测；对不合要求的槽段需重新进行修正；若有塌方现象，则需对以后成槽所需的泥浆及时进行调整。每幅测两点，扫描记录中壁面最大凸出量或凹进量（以导墙面为扫描基准面）与槽段深度之比为槽壁垂直度。槽段开挖精度应符合成孔的质量标准，见表3.2.3-3。表3.2.3-3 槽段开挖精度质量标准表项目允许偏差检验方法槽宽0+50mm垂球实测垂直度0.3超声波测井仪槽深大于设计深度100200mm测绳（5）刷壁为提高按头处的抗渗及抗剪性能，对先行幅墙体接缝进行刷壁清洗，对地下连续墙有素砼段加强刷壁；反复刷动五至十次，重复刷洗几次后，用清水把刷壁器冲洗干净后重新刷壁，根据刷壁器上的存泥量判断刷洗效果，直至刷壁器提出泥浆时无泥土为止。刷壁使用特制刷壁器，刷壁必须在清孔之前进行。刷壁示意图见图3.2.3-7。（6）置换、清孔清除槽底沉渣有沉淀法、置换法和换浆的方法三种。1）沉淀法：清底开始时间要在成槽（扫孔）结束2小时之后才开始。使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣。2）置换法：置换法在抓斗直接挖除槽底沉渣之后进行，进一步清除抓斗未能挖除的细小土渣。使用Dg100空气升液器，由起重机悬吊入槽，空气压缩机输送压缩空气，以泥浆反循环法吸除沉积在槽底部的土渣淤泥。清底用起重机悬吊空气升液器入槽，空气升液器的吸泥管不能一下子放到槽底深度，应先在离槽