浅析城市轨道交通地下连续墙施工技术

发表时间:2020/9/8   来源:《工程管理前沿》2020年4月第12期   作者:陈爱云
[导读] 从宏观层次来看,城市轨道交通地下连续墙施工作业主要包括制作导墙
        摘要:从宏观层次来看,城市轨道交通地下连续墙施工作业主要包括制作导墙,划分槽段,制备泥浆,开挖成槽,做好清底作业,制作钢筋笼,做好钢筋笼焊接作业和地下混凝土结构浇筑作业。从微观层次来分析,城市轨道交通地下连续墙施工流程包括挖导沟、运出余泥、修筑导墙、抓孔成槽、制造泥浆、存储泥浆、清刷接头、制作钢筋笼、焊接钢筋笼、吊放钢筋笼、运输混凝土、拌和混凝土集料、浇筑地下混凝土结构、提拔锁口管、回收泥浆、归入沉淀池、外运废渣。本文将以北京地铁17号线太阳宫站工程为例浅析城市轨道交通地下连续墙施工技术,希望能为城市轨道交通地下连续墙施工管理提供参考与借鉴。
关键词:城市轨道交通;地下连续墙;施工技术
全面做好城市轨道交通地下连续墙施工作业,必须制作完善的导墙,科学划分槽段,制备优质泥浆,开挖深基坑与成槽,实施全面清底,做过钢筋笼制作与焊接作业,修筑完善的地下混凝土结构。笔者以北京17号线太阳宫地铁站工程为例,浅析对轨道交通地下连续墙施工技术研究与实施。
        太阳宫站为地下四层三跨框架结构,采用明挖顺筑法施工,与既有M10太阳宫站呈“T”字形分布,两者通过地下通道实现换乘。车站采用1000mm厚地下连续墙+6道钢支撑+1道倒撑的支护型式。车站结构总长220m,标准段宽25.9m,车站标准段采用四层三跨框架结构。由于受地下管线和交通导改占地的制约,车站附属结构均采用明、暗挖结合施工,通道采用暗挖法施工,敞口段采用明挖法施工。车站地下连续墙结构采用1000mm厚的墙体。在该地铁工程地下连续墙施工过程中,施工技术人员谨遵标准施工流程,在确保施工质量的前提下缩短了工期,为城市轨道交通服务提供了诸多便利。
         1 做好导墙施工作业
        导墙施工是城市交通地下连续墙施工技术的前期保障。地下连续墙位置的准确、成槽质量都与导墙的设计施工有着密切的联系。导墙虽然是临时结构,但却是地下连续墙施工必不可少的。导墙的作用很大。因此,这是施工的第一道关卡,一定要做好前期的设计和后续的施工。
        1.1导墙的结构设计
        本工程地下连续墙设计的导墙采用“┓┏”型,根据地质条件和周边环境,设计如下导墙施工设计图。依图纸所示制作导墙。导墙深按图纸深度施工,插入冠梁以下不得小于300mm且需挖至原状土,按设计深度未挖至原状土应加深导墙深度,导墙厚度为20cm。采用C14的纵向钢筋和C12钢筋,保护层为25mm。混凝土标号为C25。如下图所示。
       
图1.1 导墙施工剖面图
        
        1.2导墙的施工
        确保地下连续墙施工质量,首先要做好导墙施工工作。在导墙施工过程中,应注意要量化施工流程,以促进各项工序有效对接。首先,对施工场地的平整度进行处理,准确实施测量定位,处理好前期工序和后续施工作业的关系。其次,因为该导墙属于钢筋混凝土结构,在具体施工中,还需要科学开挖沟槽断面,做好钢筋的绑扎工作及支模工作。最后,优化混凝土结构浇筑工艺,完成浇筑。需要注意的是,导墙施工中的横断面处理作业通常要采用分段式与现浇钢筋砼技术,在设计墙体结构时,应准确把握混凝土的强度。此外,完成拆模作业后,必须在之前的基础上做好支撑设置作业,如果混凝土的强度尚未达到标准要求,则不能在其工作面上放置任何施工设备和运输器械以防止破坏导墙结构。
2制备优质泥浆
        在整个地下连续墙施工作业中,开挖沟槽、冲槽和清槽以及灌注混凝土等环节均需要优质泥浆。尤其是施工中的成孔作业,施工质量同泥浆质量密切相关。在挖槽过程中,泥浆可以起到保护墙体、润滑切土、携渣和冷却机具等作用,同时,可以避免出现塌孔问题。因此,必须做好泥浆制备工作。制备泥浆时,需要注意控制新浆与循环浆的比重、失水量、黏度、含沙量与PH值,确保泥浆密度、化学性能、物理性能、触变性和泥皮的形成符合标准要求。根据工程现场条件的调查,确定泥浆主要由膨润土配制。由于本工程地连墙是在软弱的冲积层中施工,主要由粘土、粉质粘土、粉土、粉砂等土层构成,对于这样的由多种土质形成的土层,确定泥浆配合比应以最容易坍塌的粉土、粉砂为主。因此,本工程泥浆基本配合比如下:水:膨润土(占水的百分比)=100:8.5。
         3科学开挖成槽
        成槽施工是保证地下连续墙施工质量的一个重要工序,其建设工期比较长,是缩短连续墙施工工期,提高效率的关键一环。同时,墙体制造的外形和精度也取决于开槽的精度。成槽施工过程中要选择好开槽的顺序和方法,也要注意施工中的一些技术要点。
        3.1开槽的顺序和方法
        在开挖槽段的过程中,应正确采取跳跃开挖法,先做好一期槽段施工作业,然后,再开展二期槽段施工。对于成槽,应借助液压抓斗进行施工,遵守“跳一挖一”的施工顺序,同时,在抓土过程中,应借助液压抓斗的导向杆做好抓斗位置调整工作,然后,准确抓挖导墙的中心。
        3.2施工注意事项
        对于单槽段成槽,必须按照“先两边后中间”的顺序实施开挖,对于标准段同样按照这一顺序。其次,要注意保持抓斗两端的受力均匀性,这样方能确保成槽的垂直度符合标准要求。对于转角型槽段,应采取“先短边后长边”的抓法,这样能够减少槽段在外面的暴露时间,避免出现塌方问题。再次,在选用成槽机的过程中应注意保持双轮铣槽机和液压抓斗成槽机相同的宽度,在为槽段分幅时必须兼顾槽段施工顺序、开挖形式以及抓斗宽度。在成槽施工中,应全面清除沉积于槽底的沉渣,这样有助于增强地下连续墙的承载力与抗渗能力。在为每一槽段灌注混凝土之前,必须为混凝土漏斗和混凝土运输车中准备好足量的储备混凝土,努力确保开塞后能能满足标准要求下的埋管深度,做好混凝土连续灌注工作。需要注意的是,在灌注过程中,避免导管下口插入混凝土的深度过深或者过浅,要保持最佳深度。初步完成槽段施工作业后,应注意仔细检测平面位置的偏差、槽段的壁面垂直度和槽段深度,达到标准要求方能开展下一步施工作业。
         4.优化钢筋笼施工技艺
         在城市轨道交通地下连续墙施工中,钢筋笼发挥着重要的作用,能够为地下连续墙的结构性能优化、应用质量提高等提供技术支持。如果钢筋存在质量缺陷,焊接操作不规范,则会对其工程施工质量产生潜在威胁,影响着连续墙结构的应用效果。因此,需要给予钢筋工程施工技术科学应用足够的重视。
         4.1钢筋笼施工
         施工在此期间首先,要做好三项基础工作:第一,积极开展施工前的准备工作,对钢筋数量、规格、存放环境等进行全面检查,避免对框架结构应用质量造成不利影响。第二,及时整改钢筋材料随意堆放问题,并根据施工要求及现场情况,实施好绑扎固定操作,促使钢筋工程施工中的技术内涵更加丰富,为建筑工程框架结构高效施工及科学应用提供专业保障。第三,规范钢筋工程焊接施工中的操作行为,对与之相关的材料进行检验,将自检及力学试验工作落实到位,避免给钢筋工程施工中埋下质量隐患,充分发挥其在地下连续墙结构实践中的应用优势。同时,应在施工方案的指导下,控制好钢筋材料长度,对施工效果是否显著进行科学评估,使得交通轨道地下连续墙施工过程中能充分发挥各项技术价值,以此加固地下连续墙结构,维护地下连续墙的整体性、稳固性与安全性。
         4.2施工注意事项
         ⑴在制作钢筋笼的过程中,应着重优化钢筋焊接工艺,准确定位预埋件的位置和插筋位置,根据施工需求界定钢筋的数量、规格与间距,控制好钢筋笼的尺寸与吊筋尺寸。在连接钢筋笼的过程中,应正确采用焊接连接法、机械连接法和绑扎连接法。其中,焊接连接法成本低、技艺精湛、质量可靠,因而被广为使用。机械连接法无明火作业,设备简单,节源,不受天气条件影响,可全天施工,连接可靠,技术易于掌握,适用于大范围的应用。绑扎连接法主要用于较长的搭接长度。相比而言,在钢筋笼连接中,焊接连接法使用频率最高,该方法又细分为电弧焊、闪光对焊、电阻点焊、气压焊、电渣压力焊、埋弧压力焊等,这些焊接法各有优劣,应根据实际需求选用最佳焊接法,主要发挥其优势,克服缺陷。在焊接钢筋的过程中,应着重优化焊接工艺。目前,最常用的焊接工艺主要包括连续闪光焊、闪光预热焊接和闪光焊接三种方法。
         ⑵必须做好钢筋笼吊装作业。需要注意的是,在起吊钢筋笼的过程中,应尽量避免出现变形问题,充分借助二台大吨位履带吊来配合吊装作业。同时,应科学布置吊点,避免钢筋笼下端在地面出现拖引,防止下端钢筋笼弯曲和变形。初步起吊后,应避免钢筋笼在空中摆动。在钢筋笼插入作业中,必须确保吊点中心和槽段中心相符合,避免出现因起重臂的摆动所诱发的钢筋笼摆动问题与槽壁坍塌问题。将钢筋笼插入槽内之后,必须立刻检查其顶端的高度是否与标准设计要求相符,接着,借助槽钢将钢筋笼吊搁于导墙上。
         5做好地下混凝土结构施工作业
        地下混凝土浇筑施工是地下连续墙施工重要环节。在此施工过程中,必须把握三大要点:第一,注重原材料的合理选用。施工技术人员应采用最先进、最科学的混凝土施工技术,选择优质原材料,为混凝土施工及应用质量提高提供相应的保障。同时,在选用混凝土原材料的过程中,需要对其类型、强度及生产日期等进行充分考虑,满足框架结构高效施工要求,保持混凝土良好的利用状况。为了避免混凝土出现水热化问题,应尽量选用水化热相对较低的水泥,像硅酸盐水泥和矿渣水泥,据调查了解,硅酸盐水泥的强度等级有两种,第一种是42.5,第二种是32.5。不同强度等级的水热化状态也不尽相同。在混凝土集料配置中,应根据实际情况精选水泥类型,准确计算优质混凝土集料中的水泥、清水、粉煤灰等材料用量,做好配合比实验工作,不断增强混凝土集料的密实度与强度。通常,需要将混凝土集料内的粉煤灰添加比例控制在20%左右,这样能够减低水泥的使用量,控制后期的水热化问题。第二,注重混凝土配合比的科学控制。在混凝土工程施工中,与之相关的配合比是否合理,关系着混凝土施工质量、利用价值等。因此,为了增强混凝土在地下连续墙框架结构方面的应用效果,则需要重视其配合比的科学控制,实施好切实有效的控制计划予以应对。同时,应通过对混凝土体积大小、用水量、水泥用量等方面的考虑,实施好相应的控制计划,促使混凝土配合比控制更具科学性,逐渐提升地下连续墙框架结构施工及应用水平。此外,应重视优化混凝土结构加固施工方法。目前,混凝土结构加固方法有直接加固和间接加固之分。其中,直接加固法加大混凝土截面、粘结钢板、粘贴纤维增强塑料等。加大混凝土截面这种方法的施工工艺适应性强、不复杂,拥有丰富的设计与施工经验,可以有效的加固混凝土结构墙。粘结钢板这种方法施工速度快、无需开展现场湿作业且省时,因此不会干扰附近居民与破坏现场环境。同时,在完成加固作用以后,结构外观、净空都不会受到影响。但是,这种方法对于适用范围提出一定要求,即在受静力作用小的混凝土结构中比较适用,且加固操作水平、胶黏工艺会直接影响加固效果。粘贴纤维增强塑料这种方法具备粘贴钢板加固法所具有的优点,且由于是纤维材料,比较耐潮湿、耐腐蚀,适用于各种受力性质的混凝土。但是,缺点在于所适用的混凝土强度等级为C20-C60。间接加固方法一般会使用预应力、增加支撑的方式,其中预应力加固本身的加固效果良好,能够降低加固构件的应力,还能够科学的调整混凝土结构的承载力。第三,浇筑及养护施工。在进行混凝土浇筑作业的过程中,需要根据地下连续墙框架结构施工要求及周围的环境状况,严格把控浇筑施工过程,并在施工方案及行业技术规范指导下,加强混凝土浇筑效果评估,对其作业计划实施状况是否良好进行充分考虑,从而提高这方面的施工质量,实现对框架结构的高效利用。
结束语:
        综上所述,确保城市轨道交通地下连续墙施工质量,首先要做好导墙施工作业,在该项施工过程中,应注意量化施工流程,促进各项工序的有效对接。其次,应依次做好泥浆制备作业、成槽开挖作业、钢筋笼制作与起吊作业,正确使用电弧焊、闪光对焊、电阻点焊、气压焊、电渣压力焊、埋弧压力焊等技术方法确保钢筋焊接的牢固性,努力确保地下连续墙施工项目的顺利完成。最后,必须做好地下混凝土浇筑作业,从而全面维护地下连续墙结构。
参考文献:
[1]汪思满.轨道交通地下车站逆作法施工技术研究与实例[J].建筑施工,2016,03:353-357.
[2]徐长生.地下连续墙在城市轨道交通明挖车站中的应用[J].建筑,2018,03:71-74.
[3]林家祥.城市地下空间开发与轨道交通施工新技术[J].工程与隧道,2017,02:27-30+68.
[4]高辉.高压走廊下铜川路站地下连续墙施工技术[J].科技信息,2018,01:569-570.



       
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