低空间下地下连续墙施工方案研究.docx

1、低空间下地下连续墙施工方案研究低空间下地下连续墙施工方案研究 摘要：武汉地铁六号线一期武胜路站下穿武胜路高架桥，与武胜路站垂直相交的武胜路高架桥21#桥墩位于车站内部，由于桥下空间有限，造成地铁车站围护结构地下连续墙无法按正常工序施工。针对这一现状，对桥下低空间地下连续墙施工方案进行专项研究。 关键词：武汉地铁；低空间；高架桥；地下连续墙；施工方案 1 工程概况 1.1工程概述 武汉轨道交通6号线武胜路站为地下三层13m岛式站台车站，车站总长543.299m，标准段宽22.5m，站后设双线双列位停车线。车站中心里程处标准段基坑宽22.5m、基坑深度约为24m，高架桥下基坑宽23.6m，基坑深约

2、24.6m，桥面下车站主体基坑采用盖挖法施工，围护结构采用1m宽地连墙加四道砼支撑的支护形式。 武胜路立交桥为南北直行高架，沿线东西向规划宽不等，跨越地铁车站范围桥面宽度16m，桥下净空4.2m。武胜路高架桥21#桥墩位于地铁车站主体内部，20#、22#桥墩位于车站两侧。20#22#桥墩基础采用墩下设两根直径为1.20m的钻孔灌柱桩，桩距为3.30m，设计桩长均为43.65m，20#、22#承台边距离车站围护结构外侧最小距离分别为5.3m、3.28m。 高架下部地下连续墙设计厚度为1m，设计深度约51m。高架桥下净空约4.2m，受结构高度限制，高架桥下地连墙无法采用常规地连墙成槽设备，拟采用宝

3、峨MBC30卧式双轮铣进行成槽施工，施工范围基坑围护结构两侧各20m，地连墙分幅为5m，每侧各4幅墙，共计8幅地连墙。地连墙接头采用H型工字钢接头工艺。施工前，先将桥下施工区域地面放坡下降2.5m，以保证满足施工净空要求。 图 1 高架桥下地下连续墙平面布置图 1.2工程地质 场区地貌单元为长江级阶地，属河流堆积平原区。地层主要为近代人工填筑土层（Qml/）、湖积层（Q/4l/）、第四系全新统冲积层（Q/4al/）及冲洪积层（Q/4al+pl/）。场区基岩为志留系（S/2f）泥岩，岩面整体较为平缓，局部有所起伏。 场区地貌单元为长江级阶地，属河流堆积平原区。地层主要为近代人工填筑土层（Qml）

4、、湖积层（Q4l）、第四系全新统冲积层（Q4al）及冲洪积层（Q4al+pl）。场区基岩为志留系（S2f）泥岩，岩面整体较为平缓，局部有所起伏。 图 2 高架桥下地质剖面图 1.3水文地质 场区附近不存在地表水，根据含水介质和地下水的赋存状况，可将场区内地下水划分为上层滞水、第四系松散岩类孔隙承压水、基岩裂隙水三种类型。 1）.上层滞水 主要赋存于填土层中，其含水与透水性取决于填土的类型。上层滞水的水位连续性差，无统一的自由水面，接受大气降水和供、排水管道渗漏水垂直下渗补给，水量有限。勘察期间，水位埋深多在1.01.9m。 2）.第四系松散岩类孔隙承压水 主要赋存于3-1b、3-5层及4大层砂

5、土层中，具承压性，水量丰富，主要接受侧向补给，并进行侧向排泄。汉江切穿了上层黏土层，江水与承压水水力联系密切，呈互补关系。场区孔隙承压水动态变化特征主要表现为：枯水期，地下水补给江水，向汉江排泄，承压水位较低，丰水期江水补给地下水，承压水头较高，平水期江水水位一般略低于或略高于地下水位，地下水向江水排泄或江水向地下水补给，径流速度缓慢。汉江江水是地下水动态变化的主要因素，承压水头与江水水位涨落密切相关，大气降水的入渗补给对承压水影响较小。勘察期间水位埋深多在4.35.5m，相当于高程18.9519.93m。根据武汉市区地下水长期观测成果，承压水位标高为18.520.0m，年变幅34m。 3）.

6、基岩裂隙水 主要赋存于强中等风化基岩裂隙中，与上覆透水层水力联系密切。基岩裂隙水总体水量贫乏。 2 施工准备 2.1技术准备 在基坑开挖的范围内，随着土体的卸载桥桩侧摩阻力损失，为了弥补21#桥桩桩基在基坑开挖过程中摩阻力及整体稳定性损失，在基坑开挖前对21#桥桩进行桩基托换，即在车站基坑围护结构施工前，首先在被托换桩沿高架桥两侧各施做两根钻孔灌注桩作为托换桩，托换桩桩长53m，且桩底进入（20a-3）微风化泥岩不少于1m；然后放坡开挖至设计新增高桩承台底部标高，在基坑内施工新增型钢混凝土承台包住既有承台，新增承台与既有承台之间采用界面处理剂及植筋的方式进行连接；待新增承台达到设计强度后，开挖

7、桥面下主体基坑。20#、22#桥桩桩基位于车站主体基坑两侧，为降低桥面下地连墙施工对20#、22#桥桩的影响，对桥面下车站主体围护地连墙槽壁进行双排高压旋喷加固，加固深度为地面以下47m，且加固深度比20#、22#桩端长不小于1m。 图 3 高架桥桩基托换及槽壁加固平面图 2.2材料准备 （1）混凝土：托换桩、横系梁C30；新建承台C40 P8；地下连续墙混凝土C35 P6。 （2）钢筋：采用HPB300、HRB400热轧钢筋；钢筋接头采用接驳器机械连接。 （3）型钢：Q235b钢。 2.2机械设备准备 施工阶段投入的主要施工机械设备详见表1。 表 1 主要施工机械设备配置计划表 序号 设备名

8、称 数量 规格型号 单设备功率 备注 1 双轮铣槽机 1台 宝峨MBC30 柴油 2 履带吊车 1台 50t 柴油 3 挖掘机 1台 PC200 柴油 4 泥浆工厂 1套 5 双轮铣槽机后台 1套 99KW 6 刷壁器 1个 1000mm 7 电焊机 17台 BX-300 25KW 8 切断机 1台 QJ-40 7.5KW 9 弯曲机 1台 WJ-40 4KW 10 车丝机 4台 HGB-40 15KW 11 空压机 1台 0.9m3 9KW 12 打灰架 2套 35KW 13 黑旋风滤砂机 1套 ZX-200 55KW 3 施工方法及技术措施 3.1施工工艺流程 本工程高架下地下连续墙成槽机

9、械选用卧式双轮铣槽机（宝峨MBC30型），钢筋笼吊装采用整体制作、槽口上方分节对接；墙身混凝土采用水下灌注；地下连续墙接头采用型钢接头。其总体施工流程见图4。 图 4 地连墙施工工艺流程图 3.2施工工艺 3.2.1测量放线 根据业主提供的测量基点、导线点及水准点，在施工场地内布设施工测量控制点和水准点，经监理单位验收无误后，对地下连续墙中心线进行定位放样。 3.2.2 导墙施工 在地下连续墙成槽前，应砌筑导墙。导墙制作做到精心施工，导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的边线和标高，是成槽设备进行导向，是存储泥浆稳定液位，维护上部土体稳定，防止土体坍落的重要措施。 导墙采用整体式钢筋混凝土结构，净

10、宽比地下连续墙厚大5cm，导墙顶口和地面平，肋厚200mm，一般控制深度为1.8m（根据现场场地标高调整），导墙插入原状土20cm以上，且导墙顶面高于地下水位1.5m以上，混凝土标号C25，不得漏浆。导墙在施工期间，应能承受施工载荷。 3.2.3 泥浆制备 （1）泥浆性能 根据本工程的地质情况，拟采用优质钠基膨润土和自来水为原材料搅拌而成。泥浆性能指标要求详见下表： 表 2 成槽护壁泥浆性能指标要求 泥浆 性能 新配置泥浆 循环泥浆 废弃泥浆 检测 方法 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 比重 （g/cm3） 1.041.11 1.061.15 1.35 泥浆 比重计 粘度 （s

11、） 2225 2535 60 500ml/700ml 漏斗法 含砂率 （%） PH值 89 89 8 8 14 14 PH试纸 护壁泥浆在使用前，应进行室内性能试验，施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标。不符合灌注水下混凝土泥浆指标要求的应作为废弃泥浆处理。 （2）泥浆配制 泥浆配制工艺流程见下图： 图 5 泥浆配置流程图 （3）泥浆储存 泥浆储存采用半埋式砖砌泥浆池。根据现场实际情况，计划设置1个泥浆池，盛装泥浆的泥浆池的容量应能满足成槽施工时的泥浆用量。 （4）泥浆循环 泥浆循环采用3kw型泥浆泵在泥浆池内循环，15Kw型泥浆泵输送，22Kw泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。

12、（5）劣化泥浆处理 劣化泥浆首先储存在废浆池中，而后采用封闭的泥浆罐车外运到指定的场所。 （6）泥浆施工管理 成槽作业过程中，槽内泥浆液面应保持在不致泥浆外溢的最高液位，并且必须高出地下水位1m以上，成槽作业暂停施工时，泥浆面不应低于导墙顶面50cm。 在清槽过程中应不断置换泥浆。清槽后，槽底0.51m处的泥浆比重应小于1.15，含砂率不大于4%，粘度不大于25s。 3.2.4 成槽施工 槽段开挖选用宝峨MBC30型超低净空双轮铣槽机进行成槽。其照片及机械参数如下图所示： 图 6 MBC30型双轮铣槽机照片 图 7 MBC30型双轮铣槽机侧视图尺寸 图 8 MBC30型双轮铣槽机正视图与俯视图

13、尺寸 槽段施工顺序 地下连续墙施工时，根据现场道路和工作面的实际情况进行跳槽施工。 槽段开挖 成槽挖土顺序的确定 单元槽段采用三铣成槽的原则，先铣两侧土后铣中间土，跳槽施工，待一期槽段混凝土浇筑2天后，施工二期槽段。 槽深测量及控制 槽深采用标定好的测绳测量，每幅根据其宽度测23点，同时根据导墙标高控制挖槽的深度，以保证设计深度。 槽段检验 槽段深度检测采用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，三个位置的平均深度为该槽段深度。 槽壁垂直度检测采用超声波检测仪检测。 清底 槽段开挖完毕，采用双轮铣槽机自带的泥浆泵回路清除槽底的沉渣： 图 9 双轮铣清除槽底沉渣示意图 刷壁 为提高接头处的抗渗及抗

14、剪性能，在连续墙接头处对先行幅墙体接缝进行刷壁清洗；一般反复刷动至少8次；刷壁器上无泥后继续刷壁23次，彻底刷除接头上的夹泥。刷壁工具使用特制刷壁器，刷壁必须在清孔之前进行。 采用自制桁架（钢筋笼起吊用的桁架）起吊刷壁器进行刷壁。 3.2.5 钢筋笼制作和吊放 （1）钢筋笼加工平台 本工程钢筋笼施工搭设1个钢筋笼加工平台现场制作钢筋笼，钢筋笼加工平台尺寸为54m*6m。 根据设计的钢筋间距，插筋、预埋件及钢筋连接器的设计位置画出控制标记，以保证钢筋笼和预埋件的布设精度，钢筋笼平台标高用水准仪校正。 （2）钢筋笼制作 钢筋笼整体制作，分节起吊，槽口上方分节对接，对接采用级直螺纹套筒连接。 钢筋笼

15、加工时纵向钢筋采用级直螺纹套筒连接，横向钢筋与纵向钢筋连接采用点焊，纵横向桁架筋相交处需点焊，钢筋笼四周0.5m范围内交点需全部点焊。钢筋保证平直，表面洁净无油污，内部交点50%点焊，钢筋笼桁架及钢筋笼吊点上下1m处需100%点焊。 （3）钢筋笼保护层设置 为保证保护层的厚度，在钢筋笼宽度上水平方向设二列定位垫块，每列垫块竖向间距按3m设置。 （4）钢筋笼吊放 由于本工程钢筋笼较长，而高架桥下净空较小，钢筋笼制作和吊放工艺采用分节起吊、槽口上方对接的形式，分节长度5m，钢筋笼在槽口分节对接，采用级直螺纹套筒连接，具体吊装措施为： 根据施工高度的限制，定做一架桁车，利用桁车进行吊装；钢筋笼分成5

16、米一节，共10节（单节钢筋笼重量约6吨）。 采用专门设计的起吊龙门架（高度为6.5m）进行吊放，如下图所示： 图 10 钢筋笼起吊龙门架 施工步骤： a. 先将钢筋笼分节运输至施工场地内，采用50t履带吊吊装至龙门架内，然后固定在龙门架内； b. 然后通过卷扬机来移动龙门架，将龙门架移至槽段处将钢筋笼准确入槽； c. 通过控制电葫芦将钢筋笼缓缓下放，下至导墙面时，采用槽钢将钢筋笼固定在导墙面； d. 吊起第2节钢筋笼，然后对接； e. 依次吊放后面小节段钢筋笼至槽口上方进行对接，直至全部钢筋笼对接完成。 钢筋笼整体制作，分节吊装，考虑到钢筋笼对接需要时间，在每节钢筋笼对接时，确保桁架焊接质量满

17、足规范要求。 3.2.6 混凝土灌注 本工程槽段混凝土的级配除了满足结构强度要求外，还要满足水下砼的施工要求，具有良好的和易性和流动性。混凝土的坍落度应为180mm220mm。 灌注混凝土时，导管底端距槽底不宜大于500mm；混凝土面应均匀上升，混凝土须在终凝前灌注完毕。 混凝土灌注采用导管法施工，导管选用D=250的圆形螺旋快速接头类型。用混凝土浇筑架将导管吊入槽段规定位置，导管顶部安装方形漏斗。 混凝土面的上升速度不应小于2.0m/h，导管埋入混凝土内深度宜为26m。 （5） 在混凝土浇筑前要测试坍落度，在浇筑过程中做好混凝土试块。 4 结语 桥下低净空地下连续墙施工的重难点主要集中在施工

18、机械选型、成槽、钢筋笼吊装等方面，在研究本专项方案的过程中，已对以上问题充分考虑、科学计划，在具体施工过程中尚需精心组织、加强监控量测、严格按照方案施工，使工程中所以重难点均得以安全解决。 参考文献： 1 GB 50299-1999地下铁道工程施工及验收规范（2003版）S.北京：中国计划出版社，2004. 2 丛葛森.地下连续墙的设计施工与应用.北京：中国水利水电出版社，2000 3 龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册M.北京：中国建筑工业出版社，1999 4 丛葛森.地下连续墙泥浆性能试验研究.北京：地基基础工程，1999（4） 5 张耀东，黄超群.桥下低空间地下连续墙施工重难点分析.湖北：科技创业月刊，201（9）