承压水地层地铁车站深基坑地下连续墙施工工法 济南地铁R2Word格式.docx
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导墙必须深入原状土，以防成槽中出现塌孔、导墙移位变形等影响施工质量。
图5.2.1-1导墙断面示意图及现场照片
为保证地下连续墙成槽时能顺利进行以及转角段完整，在导墙各转角处需向外延伸，满足成槽机的最小抓斗要求，转角处导墙需沿轴线外放0.3m。
图5.2.1-2导墙开挖外延示意图
5.2.2槽段成槽
1.槽段划分
在导墙上用红油漆按地连墙槽段划分图画出槽段分界线和接头箱放置位置线。
单元槽段长度的划分以设计图纸为依据，根据地质条件、抓斗尺寸、钢筋笼起吊能力、地下连续墙结构、混凝土供应能力具体要求局部进行微调，但不得影响预埋件位置和后续支撑安装。
2.成槽设备
考虑以下几个因素的影响：
1）地层特性；
2）开挖深度；
3）地下连续墙厚度和强度；
4）施工条件；
5）机械设备的性能。
对这五个因素进行综合评估选用性能满足要求的成槽机。
3.泥浆制备
泥浆在成槽过程中起液体支撑的作用，在已开挖的土体平面上能迅速产生泥皮，防止地下水的渗入及槽壁坍塌；
还有悬浮土渣、把土渣携带出地面；
冷却和润滑切削机具等作用，其中最重要的是固壁作用，以确保挖槽机成槽的关键，泥浆选用和管理的好坏，将直接影响到地下连续墙的工程质量。
搅拌泥浆的顺序为水→膨润土→CMC溶液→分散剂→其他外加剂。
搅拌出的新浆在贮浆池内一般静止24h以上，以便膨润土颗粒充分水化、膨胀，测试合格后方可使用。
1）新拌泥浆每隔24小时测试其性能，掌握其性能随时调整，回收泥浆应做到每池检测。
对槽内泥浆定期取样测试。
若达不到标准规定，要及时调整泥浆性能。
2）泥浆配制池顶需搭设遮雨蓬，防止下雨破坏配制好的泥浆。
3）在成槽过程中，由于泥浆会受到各种因素的影响而降低质量，为确保护壁效果及墙体混凝土质量，对槽段泥浆要保持常态监测，确保泥浆品质合格，同时必须对被置换后的泥浆进行测试，及时处理不合格的泥浆，直至各项技术指标都符合质量要求后方可使用。
质量员随时进行泥浆指标的抽查，对不能再利用的泥浆坚决废弃。
4）抓斗提升出地面时要及时补浆，以保持槽内泥浆面高度。
在清槽结束后测一次粘度和比重，浇筑混凝土前再测一次，并做好原始记录。
5）泥浆储备量应按照槽段体积的两倍计划。
表5.2.2-1泥浆配置与管理主要指标
泥浆性能
新配置
循环泥浆
废弃泥浆
检验方法
粘性土
砂性土
比重（g/m3）
1.03~1.05
1.06~1.08
＜1.10
＜1.15
＞1.25
＞1.35
比重计
粘度（s）
25~30
＜35
＞50
＞60
漏斗计
含砂（%）
＜3
＜4
＜7
＞8
＞11
洗砂瓶
PH值
8~9
＞14
试纸
4.成槽方法
根据划分槽段，各槽段按照“顺抓法”施工，首先施工首开槽，然后施工顺抓槽和闭合槽。
在抓土过程中，抓斗应对准导墙中心挖土，通过液压抓斗导向杆调整抓斗的位置和垂直度，以控制成槽进度。
槽段采用一槽三抓挖槽法，先两边后中间，如下图所示。
（a）抓槽顺序（b）成槽设备
图5.2.2-1抓槽顺序及成槽设备
在同一槽宽的槽段施工时，先施工深槽段，后施工浅槽段。
抓斗提升出地面时要及时补浆，以保持槽内泥浆面高度，一般应使泥浆保持在导墙顶面下500mm左右，挖槽过程中随着槽深的向下延伸，要随时向槽内补浆，使泥浆面始终位于泥浆面标志处，直至槽底挖完，以防坍槽。
当槽段挖至设计高程后，应及时检查槽位、槽深、槽宽和垂直度，并作好记录。
5.清槽
当成槽并沉淀一小时后，用抓斗抓起槽底余土及沉渣，此为一清。
若沉渣厚度和孔底附近泥浆达不到规范要求时，浇筑混凝土前再利用气泵进行气举反循环清渣。
清槽后测定泥浆比重应小于1.15，含砂率不大于5％，粘度不大于30s，槽底沉渣厚度小于100mm，此为二清。
槽段接头清刷：
用吊车吊住刷壁器对槽段接头混凝土壁进行上下刷动，以清除混凝土壁上的杂物。
刷壁要点如下：
1）刷壁过程中要注意钢丝绳偏移变化，判断接头位置有否异常。
2）刷壁要斜向拉，相邻槽段要尽早施工，以免泥皮过厚，附着过硬，难以清洗。
3）成槽后，抓斗要尽量在接头箱位置紧贴已浇槽段向下除去混凝土。
图5.2.2-2自制刚性刷壁器
图5.2.2-3槽段接头钢丝刷壁器清刷
6.成槽质量检测
每槽段在成槽完成后进行超声波检测、沉渣厚度检测、泥浆检测，每幅检测不小于3个断面对不合格要求槽段重新进行修正，对于沉渣厚度及泥浆检测。
成槽质量合格后，移机，进行下一槽段的成槽开挖。
图5.2.2-4自制简易泥浆提取器
（a）比重检测（b）粘度检测
图5.2.2-5槽内泥浆质量检测
（a）检测设备（b）检测结果
图5.2.2-6成槽质量超声波检测
7.接头箱安装
接头箱根据接头形式而设置，常用的有十字接头、H型钢接头、锁扣管等，主要以填充接头后部加强接头的刚度，同时防止混凝土绕流。
接头箱应插入开挖面以下不少于3米。
H型钢接头及接头箱如下：
（a）H型接头（b）接头箱
图5.2.2-7地下连续墙接头及接头箱
图5.2.2-8地下连续墙接头箱安装
5.2.3钢筋笼加工
深大地连墙钢筋笼尺寸规格大，整体重量较重，为保证钢筋笼加工质量，需要提前制作一个钢筋加工平台。
钢筋加工平台尺寸应该满足各类尺寸钢筋笼的加工。
在制作平台上，按设计图纸的钢筋品种、长度和排列间距，从下到上，按横筋→纵筋→桁架→纵筋→横筋顺序铺设钢筋。
制作过程中应注意以下问题：
1）钢筋笼根据地下连续墙墙体配筋图和单元槽段的划分来制作。
2）钢筋笼采用整节起吊安装，相应的吊点根据吊装专项方案进行严格布设。
3）预埋件位置误差应小于10mm。
4）钢筋笼下端的纵向主筋宜向内弯转，以防吊装时钢筋擦伤槽壁，但向内弯折的程度亦不应影响混凝土的导管插入。
5）制作钢筋笼时要预先确定浇筑混凝土用导管的位置，由于这部分空间要上下贯通，因而周围需增设箍筋和连接筋进行加固。
6）为使钢筋不致卡住导管，纵向主筋应放在内侧，横向筋放在外侧。
纵向筋底端距槽底按设计要求。
7）钢筋笼主筋内外净保护层厚度按设计要求：
外侧（迎土面）为70㎜，内侧（开挖面）50㎜。
水平筋端部距接头管和混凝土接头面应留有10cm~15cm间隙。
为保证保护层厚度，在纵向主筋上每隔4m设一排垫块，每排每个面2块，垫块用5mm厚扁钢制成。
8）为保证钢筋笼起吊时的刚度，在钢筋笼内布置4～5榀桁架：
槽段宽度大于等于6m时，架立桁架为5榀；
槽段宽度小于6m时，架立桁架为4榀。
钢筋笼水平筋与桁架钢筋交叉点、吊点1m范围、钢筋笼口处及四周最外不少于两排钢筋交点应100%点焊，其它位置50%点焊。
吊耳与主筋、吊筋与主筋、桁架的焊接均采用搭接焊。
9）为了防止混凝土灌注中产生绕流，在接头两侧设置防绕流铁皮，利用混凝土自身扩散挤压被铁皮包裹，不至于绕过接头串入下一槽段。
图5.2.3-1预埋件安装
图5.2.3-2防绕流止浆薄铁皮
5.2.4钢筋笼吊装
槽内泥浆、沉渣厚度、槽身尺寸合格后，进行钢筋笼吊装。
钢筋笼吊装前应根据设备配置及吊装重量对现场施做重载便道，并根据需要配置钢筋网，满足承载力要求。
吊放采用双机抬吊，空中回直，其中以300T履带吊作为主机，150T吊机作副机，施工前对设备进行检查验收。
起吊前对吊点焊缝质量进行检查，清理杂散物件，起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼形心相重合，保证起吊平衡。
主、副吊同时将钢筋笼水平起吊离开平台后，主吊逐步上升，副吊在上升的同时，向主吊运动，使钢筋笼由水平状态逐渐转成垂直状态。
待主吊承受全部重量后，卸去副吊，由主吊单机带载行走至槽位下放钢筋笼。
起吊过程中，要注意辨别钢筋笼的开挖面及迎土面。
如主吊车在基坑迎土面一侧，应使钢筋笼迎土面朝向主吊车，反之，则钢筋笼开挖面朝向主吊车。
（a）双机抬吊（b）单机运载
图5.2.4-1钢筋笼的吊运
（a）扁担拆除（b）下放到位
图5.2.4-2钢筋笼的下放
5.2.5混凝土灌注
1.灌注准备
1）下放钢筋笼和导管前必须清刷混凝土接头，用挖槽机抓斗清槽底沉渣。
刷接头设备应能够把接头刷干净，不含泥。
2）灌注平台就位、调平，对中钢筋笼导管通道。
下直径250～280mm的导管，保证导管密封性能，导管下口与槽底距离一般300~500mm。
3）混凝土坍落度经检查合格，灌注前在导管内泥浆液面处安放隔水球胆。
4）应在钢筋笼固定后，4h内灌注混凝土，否则应进行泥浆循环清槽替浆。
2.混凝土灌注
1）混凝土进场应进行质量检查验收，核对混凝土等级与配合比单是否正确，现场实测坍落度控制在180㎜~220㎜之间。
2）根据槽段长度采用两根导管同时灌注，两导管之间距不大于3m，导管距槽端部不大于1.5m。
3）连续墙灌注混凝土保证混凝土面上口平，要求一个槽段上的两个导管开始时同时灌注，两个混凝土车（每车不少于6方混凝土）对准导管漏斗同时放料，保证混凝土同时下落，混凝土面层同时上升。
4）为保证混凝土在导管内的流动性，防止出现混凝土夹泥现象，导管埋入混凝土深度应为1.5~3.0米，水下混凝土必须连续灌注，不得中断，混凝土面上升速度不小于2m/h。
双导管同时灌注，两侧混凝土面均匀上升，高差不得大于500mm。
5）混凝土初凝前30分钟，用顶升机上提并活动接头箱，缓缓提升100mm，之后每隔0.5小时活动一次，4～5小时后方可拔出接头箱。
6）混凝土试件留置
地下连续墙：
同一配合比，每50m3或每一单元槽段应取1组抗压试件；
每5个槽段应取抗渗压力试件1组。
（a）泥浆检测（b）混凝土浇筑
图5.2.5-1地下连续墙混凝土的浇筑
3.混凝土质量检测
根据地质条件，一般设计每幅墙埋设二根墙趾注浆管，埋置深度大于槽底0.5米，混凝土灌注后及时注浆防止墙体下沉。
每个检测墙段的预埋超声波管数不应少于4个，且宜布置在墙身截面的四边中点处。
图5.2.5-2声测管布置
图5.2.5-3超声波检测
6.材料与设备
本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表6-1，主要检测设备见表6-2。
表6-1地下连续墙主要施工机械设备表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
用途
1
抓斗成槽机
SG-60A
台
成槽
2
履带吊（大）
QUY300
运输钢筋笼
3
履带吊（小）
QUY150
4
挖掘机
PC200
导墙施工
5
钢筋弯曲机
GW-40
钢筋加工
6
钢筋调直机
GT812
7
钢筋切断机
GQ40-1
8
电焊机
BX300
15
钢筋焊接
9
车丝机
ZBPTS-50A
10
泥浆搅拌机
RM-2000
泥浆循环
11
泥浆泵
NU-115
12
金属锯床
FX-4230
13
自卸汽车
PFW93K
14
刷壁器
套
接头清刷
泥浆箱
泥浆存放
16
接头箱
防绕流
17
顶升设备
ZX250
拔接头箱
表6-2主要检测设备和配置
设备名称
超声波测壁仪
UDM100Q
检验成槽质量
全站仪
GT-311
测量及放线
水准仪
DS3
测量水平线、标高
钢卷尺
5m、50m
把
检验钢筋笼尺寸
泥浆比重测定器
ANB-1
个
检测泥浆
泥浆粘度测定器
1006
含砂率测定器
ANA-1
7.质量控制
7.1执行的质量标准
《铁路混凝土工程钢筋机械连接技术暂行规定（铁建设〔2010〕41号）》
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）
《地下铁路工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003版）
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2013）
《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-2011
7.2质量控制措施
7.2.1导墙拆模后，应加上两道横撑，导墙混凝土养护期间，严禁重型机械在导墙附近行走、停止或作业。
7.2.2终槽深度必须保证设计深度，同一槽段内槽底开挖深度一致，并保持平整，遇特殊情况应会同设计单位研究处理。
7.2.3槽段开挖完毕后，应检查槽段位置、深度、垂直度，合格后方可清槽换浆，槽壁垂直偏差应小于0.5%，清槽后应保证槽底沉碴厚度不大于10cm，槽底以上0.2～1.0m处泥浆比重应小于1.3，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。
7.2.4钢筋笼规格、尺寸、搭接长度和焊接质量应符合设计要求及有关规范。
7.2.5钢筋笼应在清槽合格后立即吊装，在运输和入槽过程中，不得产生不可恢复的变形，如有变形，则不能入槽。
吊装后验收合格后，应及时浇注混凝土，间歇时间不能超过4小时，灌注前应复测沉碴厚度。
7.2.6钢筋笼制作和入槽的安置标高应符合设计要求。
7.2.7地下连续墙施工允许偏差和质量要求应符合下列规定：
槽底沉碴厚度≤100mm，墙身垂直度±
1/300，墙顶中心线偏差≤30mm，裸露墙面大致平整，表面无渗漏。
孔洞、露筋、蜂窝面积不超过单元槽段裸露面积5%。
接缝处仅有少量夹泥，无漏水现象。
7.2.8槽段施工中，端部应保持垂直，并对已经完成的槽段混凝土接头处清洗干净，刷壁质量严格控制；
7.2.9灌注混凝土导管直径采用250mm，并合理布置导管位置，导管离槽段两端接头处一般不超过1.5m，两导管间距不大于3m。
在混凝土浇筑过程中，导管下口插入混凝土深度控制在2~6m，不得小于1.5m，不得大于6m。
浇注时严防两导管之间的缺段，设专人测量孔内混凝土面高度，充分掌握混凝土灌注量、混凝土顶的高度、导管插入量以及上升高度。
8.安全措施
8.0.1建立健全各级安全责任制，责任落实到个人，充分发挥各级监督作用，及时发现和排除安全隐患。
8.0.2搞好安全教育培训和安全交底，对特殊工种必须坚持培训合格后持证上岗。
8.0.3坚持班前讲话制度，提高员工安全防范意识，提醒员工注意当天的安全注意事项。
8.0.4进入施工现场必须正确佩带安全帽，并正确使用劳动保护用品。
8.0.5施工现场要张贴悬挂醒目的安全宣传标语、标牌，施工平台临边坡面及泥浆池边设立安全栏杆或警示带，夜间保证照明，防止高空坠落。
8.0.6进行施工现场必须戴安全帽，钢筋骨架吊装由专业人员指挥，吊装作业区严禁非工作人员进入，场内人员不得在运行的起重臂下站立。
8.0.7外露传动装置系统必须有防护网罩。
8.0.8经常检查各种传动、电压、机械系统，以及吊臂、吊绳、吊钩等关键部位的牢固性，发现隐患及时消除。
8.0.9严格易燃、易爆、化学危险品的管理，设置专库存放、专人管理。
8.0.10基坑周边按要求设置防护，并喷涂明显标识和警示标识。
8.0.11钢筋笼吊装安全保证措施
1.六级及以上大风时不进行起吊作业。
2.在钢筋笼吊装作业时实行安全员、技术员值班制度。
3.操作人员在作业前必须对工作现场环境、行驶道路、架空电线、建筑物以及构件重量和分布情况进行全面了解。
4.内燃机启动时后，应检查各仪表、传动、制动、保险装置，并经过试运转，确认安全可靠后方可工作。
5.经常检查各种钢丝绳的磨损程度，并按规定及时更新。
6.起重机工作前，必须检查距尾部的回转半径500mm内无障碍物；
起重机吊钢筋笼时，应先吊离地面20～50cm，检查起重机的稳定性，制动器的可靠性、吊点和钢筋笼的牢固程度确认可靠后，才能继续起吊。
7.两台起重机同时起吊，必须注意负荷的分配，每台起重机分质量的负荷不得超过该机允许负荷的80%，防止任何一台负荷过大造成事故。
8.钢筋笼起吊时，必须对两台起重机进行统一指挥，使两台机动作协调、相互配合，在整个起吊过程中，两台起重机的吊钩滑车组必须保持垂直状态。
9.起吊前对吊点焊缝质量及钢筋笼付着物进行检查。
8.0.12用电安全
1.施工用电必须符合用电安全规程。
现场电器设备要有防漏电措施，非电工不得安装、操作电器设备。
2.配电箱要有防护栏、防雨防砸棚，每个箱子上锁并设专人负责。
3.施工用电严格执行三级配电二级保护，“一机一闸一箱一漏”，严格执行电源管理制度并对现场电气设备加强检查，出现故障应有电工专门维修。
9.环保措施
9.0.1文明施工
1.施工现场设硬质围挡，结合场地实际合理进行布置。
2.施工现场主要道路要求道路畅通、平坦、整洁，不乱堆乱放，无散落物；
场地平整不积水，无散落杂物。
3.场地设排水系统，并畅通不堵。
建筑垃圾必须集中、密闭、分捡存放，及时处理。
4.班组做好操作活完脚下清，随做随清，物尽其用，废弃垃圾及时清运，不得堆弃。
9.0.2环境卫生
1.施工现场设专人负责卫生保洁，保持现场整洁卫生。
2.施工现场须设有饮水桶，保证开水供应，做到不喝生水。
3.严禁在办公区和施工现场随意大小便。
4.作好节能工作，安装节水型水龙头，禁止跑、冒、滴、漏现象发生。
禁止长明灯。
9.0.3防止施工扰民和民扰的控制措施
1.严格按照济南市政府有关规定施工。
2.严格控制作业时间，特殊情况需连续作业，按规定办理夜间施工证。
3.施工现场夜间施工尽量轻拿轻放，杜绝人为敲打、叫、嚷、野蛮装卸噪声等现象，最大限度地减少人为噪声。
4.现场所有强噪声机具均应避免夜间施工，现场严禁车辆鸣笛。
9.0.4防扬尘污染控制措施
1.施工现场、生活区配备洒水车定时进行洒水和清扫。
2.生活垃圾与施工垃圾分开，所有垃圾密闭存放，及时清运。
9.0.5严格执行“四个一律”和“六个百分百”，以及“十禁止”和“十必须”规定。
10.效益分析
地铁车站深基坑一般采用高压旋喷桩作为止水帷幕，采用钻孔灌注桩作为围护结构。
在含承压水的卵石、碎石、砂性土层中，高压旋喷桩很难成形，止水效果较差；
钻孔灌注桩施工过程中易塌孔，导致桩身混凝土侵限，后期处理成本高昂。
采用地下连续墙围护结构，可实现挡土、截水、防渗、支护、承重等多种功能，特别适用于地下承压水丰富的无粘性土层中深大基坑的支护。
本工法在传统工艺的基础上，增加了采用刚性刷壁器进行接头清理的工序，提高了地下连续墙槽段接头的施工质量，降低了后期出现渗漏水的风险；
开发了一种导管支架，实现导管的快速接长或提升，有利于保证混凝土的施工质量。
本工法的成功应用，改善了承压水地层中地下连续墙的施工质量，为今后类似工程的施工提供了参考，具有十分突出的社会效益。
11.应用实例
济南地铁R2线一期土建工程施工二标段腊山站为地下三层岛式站台车站，围护结构选用1000mm地下连续墙，标准段基坑深度24.21m，墙深41m；
端头井基坑深度26.31m，墙深43m。
设计标准幅宽6.0m，接头形式采用H型钢接头，总幅段141幅。
通过此分部工程深大地下连续墙施工，安全、质量、进度均处于可控，本工法施工深大地下连续墙安全可控、质量合格，满足验收标准要求。
基坑开挖后墙面平整、接头无渗漏，预埋件位置满足后续施工要求。
图11-2
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