中铁十局五公司 江苏省苏州市 215011
摘要：以苏州某湖中隧道工程为实例，对回填地质条件下地下连续墙质量控制进行了详细介绍，提出了相应的质量控制措施，对类似明挖隧道工程施工有一定的借鉴意义。
关键词：明挖隧道；深基坑；回填土；地下连续墙；质量控制
1、工程概况：
本工程路线全长2055.833m。主线隧道围护结构采用地下连续墙+钢筋混凝土（第一道支撑）和钢管内支撑体系。隧道主要穿越尹山湖，尹山湖水位深约10m，施工前需施工围堰，待围堰完成后将隧道侧水抽干后再回填土，然后施工隧道，本隧道采用明挖顺作法施工，基坑宽度30.8m～46.8m，基坑深度约15m，基坑安全等级为一级。
围护结构隧道主体采用 600mm/800mm 厚地下连续墙围护结构，墙深26m～43.5m，接头采用柔性接头锁口管。
2、湖中回填土控制措施
围堰施工完成后，将湖水抽干，进行湖底清淤，采用优质黏土进行回填，分层进行碾压，压实度达到90以上。为保证后期湖中段地连墙成槽时槽口坍塌，对地连墙内外侧采用三轴搅拌桩进行槽壁加固，三轴搅拌桩采用850mm @ 600mm三轴搅拌桩加固（外侧三轴搅拌桩采用套打方式施工，内侧三轴搅拌桩采用搭接方式施工），加固深度10m。
3、施工前准备
本工程地下连续墙采用柔性锁扣管的接头形式，钢筋笼吊装、起拔锁口管施工等均对道路的要求较高。
湖中段待围堰施工完毕，将便道位置湖水抽干，进行清淤，回填优质黏土，并进行分层碾压密实，回填厚度根据河道深度确定（厚度≥3m），混凝土下部回填30cm级配碎石，25cm厚C25钢筋混凝土（双层双向φ14@150），现状土层，先施作15cm级配碎石，25cm厚C25钢筋混凝土（双层双向φ14@150）。（地基承载力后期通过钻孔检测进行确定）
4、地连墙施工
4.1导墙施工
导墙施工是地下连续墙施工的关键环节，其主要作用为控制地下连续墙的施工精度，可作为量测挖槽标高、垂直度的基准；也可起到挡土作用和重物支承台；同时也可稳定泥浆液面的作用。
导墙在平面上必须按测量位置施工，其顶面应水平，全长范围内高差不大于10mm，局部高差不大于5mm，轴线偏差不大于10mm，在竖向必须保持垂直。导墙中心位置即地下连续墙的中心，此外，为防止地表水流入槽内破坏泥浆性能，导墙顶面应高于地面10cm。为保证施工顺利进行，内外导墙宽度为地连墙厚度加30-50mm，，考虑到回填土质，导墙深度1.7m，保证导墙不滑移及沉降，并能承受住顶升锁口管的反力其中中心线与地下连续墙施工轴线重合，施工时为防止连续墙侵入净空，中心线则外放70mm。
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图1 导墙断面图
表1 导墙检查标准
4.2泥浆制作
本工程成地下墙深，考虑到回填土质不好及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，并保证槽壁稳定，避免塌方及缩径现象。且当砂性土较厚时，可采取相应措施（如提高液面、及时更换劣质泥浆、必要时降水成槽等）保证成槽安全。
泥浆材料采用优质膨润土为解决常规泥浆在地下墙施工中，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，我们选用优质膨润土。水化后的膨润土可在槽壁孔壁形成又薄又韧、致密的泥皮。大大降低了泥浆的滤失，使泥浆的失水量减少，从而降低了对周边地层含水量的扰动，使孔壁周边的地层尽量保持原状，防塌性能增强。
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图2 泥浆护壁机理图
表2泥浆的各项性能指标
4.3开挖槽段
开挖槽段采用液压抓斗成槽机。成槽厚度设计为600mm/800mm，考虑到深层槽段有可能发生土体缩颈现象，故在抓斗的翼缘上焊烧超挖刀头，使成槽的厚度增加1cm左右。待成槽达到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，把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上挖除槽底沉渣成槽结束后，用测绳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即为该槽段的深度。用超声波测壁仪器在槽段内左右两个位置上分别扫描成槽壁面，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，两个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。
4.4刷壁
由于单元槽段接头部位的土渣会显著降低接头处的防渗性能。这些土渣的来源，一方面是在混凝土浇筑过程中，由于混凝土的流动将土渣推挤到单元槽段接头处，另一方面是在先施工的槽段接头面上附有泥皮和土渣。因此用钢刷子刷除方法进行刷壁。为提高接头处的抗渗及抗剪性能，对地墙接头连接处，用外型与接头形状相吻合的接头刷，紧贴接头面，上下反复刷动次数不少于20次，直至清刷后的接头不夹泥不夹砂，以保证混凝土接触面在浇筑后接头密实、不渗漏。
考虑到隧道临湖而建，外侧水压高，因此刷壁是地下连续墙施工中的一个至关重要的环节，刷壁的好坏直接影连续墙接头防水效果。
4.5钢筋笼制安
钢筋笼统一在钢筋笼底模上加工成型。钢筋笼制作时主筋通过定位板固定。2）为保证钢筋笼在吊装过程中的整体稳定及刚度，要求钢筋笼必须在同一平台上整体制作或预拼装并应整幅吊放，纵向钢筋笼采用焊接连接，优先采用对焊，接头位置应相互错开，同一连接区段焊接接头不超过50%。纵横向受力筋相交处需点焊，四周钢筋交点需全部点焊，其余交点可采用50%交错点焊。7）为了防止钢筋笼在吊装过程中产生不可复原的变形，各类钢筋笼均设置纵向抗弯桁架，水平桁架间距按吊点位置布置，600mm地连墙水平桁架采用HRB400-22“X”型布置。纵向桁架分为起吊桁架和加强桁架，采用HRB400-22“W”型布置。800mm地连墙采用HRB400-25“X”型布置。纵向桁架采用HRB400-25“W”型布置。为了保证钢筋笼吊装安全，吊点位置的确定与吊环、吊具的安全性应经过设计与验算，作为钢筋笼最终吊装环中吊杆构件的钢筋笼上竖向钢筋，必须同相交的水平钢筋自上至下的每个交点都焊接牢固。
4.6混凝土浇筑
墙体混凝土按照浇灌水下混凝土规范要求采用商品混凝土。浇灌混凝土在钢筋笼入槽后的4小时之内开始。混凝土下料用经过耐压试验的φ270混凝土导管。浇灌混凝土过程中，保证两根导管同时浇筑，埋管深度保持在2.0m～6.0m，混凝土面高差控制在0.5m以下，浇灌顶面至顶圈梁设计底标高以上400㎜。混凝土首灌时，为了防止回浆不及时造成首灌质量不好现象，采取先预抽1-1.2m深度的泥浆，然后快速、大量灌注混凝土（回浆泵不停），直至泥浆液面升到导墙顶部方可稍微降低灌注速度，与回浆泵回抽速度一致（混凝土不间断浇筑），以保证混凝土首灌质量。
需要两导管灌注的墙，第一车必须两导管同时灌注，后续如果砼供应速度慢，可以交替下料，但一定保证两导管交替。在泥浆比重大的情况下，适当降低砼浇灌速度，以保证在接头处和墙身处没有加泥现象。砼导管的埋深一定按照1.5~6米控制，埋太深容易影响浇注速度，太浅会影响砼的质量。在浇筑过程中，导管只可上下晃动，使黏附在管内的砼靠惯性下沉，切不可前后左右晃动，会在砼面上出现夹泥。
4.7顶拔锁口管
锁口管采用液压顶管机进行顶拔。锁口管提拔在砼浇灌4小时后开始，即可松动锁口管，提升100mm，然后每隔30min提升一次，每次100～200mm，不可使管脚脱离插入的槽底土体。正式开始顶拔锁口管的时间以砼终凝后为依据。
锁口管拔出前，先计算锁口管底部位置，并结合砼浇灌记录，确定底部砼已达到终凝凝即可拔出。锁口管拔出后水平放置在硬地坪上，冲洗干净凉干后刷上脱模剂备用。
5、地连墙接缝渗漏
围护结构的施工质量，尤其是地下墙的接缝止水性能对基坑开挖的安全至关重要。所以一旦发生围护接缝渗漏水的险情，漏水压力大，堵漏工作极其困难，将对基坑安全和周边环境带来严重的影响。
（1）减少泥浆中的含砂量
☆加强清孔力度，将含砂量多的泥浆抽除，降低泥浆中的含砂量。
☆保持泥浆足够粘度，使砂能较长时间悬浮在泥浆中，避免在浇灌混凝土过程中大量沉淀流向接头处和影响混凝土浇灌速度。
☆在泥浆系统中设置泥浆分离系统，回收泥浆均需要通过泥浆分离系统中的震动筛和旋流器，将小颗粒的粉土分离出来，使回收分离后的泥浆的含砂量要少于4％。回收除砂后的泥浆再经过循环池内调整成可使用泥浆。
（2）接头处理控制
成槽完成后先用液压抓斗的斗齿贴住端头，然后反复上下刮除黏附在接头上大块的淤泥。再使用专用刮刀反复刮除，再使用刷壁器利用其钢丝刷反复刷除接头剩余淤泥。
6、不良土层中常规控制
由于槽段深和槽段空置时间较长对泥浆护壁功能提出了更高的要求，在抓斗上下挖掘的冲击下极易造成槽壁失稳塌孔，造成地下墙混凝土超灌，使墙体出现较大的突出，给基坑土方开挖带来困难。
对应措施
（1）优质材料配浆
使用优质膨润土泥浆，确保泥浆质量。
（2）泥浆分离设备、工艺改良
为确保将泥浆中的砂粒完全分离，保证泥浆指标满足规范要求，我公司特地引进了泥浆分离系统，对槽段内回收泥浆进行分离净化，经土渣分离筛，把粒径大于0.029mm（分离器所能分离最小粒径）的泥土、泥沙颗粒分出来。
（3）控制泥浆指标、确保泥浆质量
从控制泥浆的物理力学指标来保证槽段土体的稳定成槽时，选用粘度大，失水量小，形成护壁泥皮薄而韧性强的优质泥浆，确保槽段在成槽机械反复上下运动过程中土壁稳定，通过理论计算来确定和控制泥浆的各项指标。
参考文献：
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[2]陈小辉 刘江 柳晨阳 胡立光 敬焕均 水泥搅拌桩在莫桑比克马普托大桥地连墙施工中的应用.《公路》2018年 第2期.
[3]胡昌玉.地铁软土地层超深地连墙施工技术.《中国高新技术企业》，2011年 第10期.