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摘要：文章中结合福州地铁4号线第1标段4工区东街口站地下连续墙施工，探索在软弱地质土层中，狭小施工场地限制下，较深地下连续墙施工过程中遇到的各类问题，以及在现场施工中采取的MJS槽壁加固，低净空成槽机，折臂吊等措施，并对问题解决过程中经验教训和现场施工过程中的实际情况进行分析总结。最终形成一系列较为合适、具备操作性的施工方法，期望为后续类似工程的施工提供一定的借鉴及参考。
关键词：软弱底层 低净空成槽机 折臂吊 MJS 地下连续墙施工
1 引言
随着城市的发展，近年来各大城市陆续开始建设轨道交通。而地铁线路往往需穿越城市主干道及已有建（构）筑物，复杂的地质及周边环境对地铁施工影响较大，尤其是在城市中心狭小场地、低净空的条件下，如何在满足安全、质量要求及经济效益的前提下完成施工成为必须考虑的问题。文章结合福州地铁4号线东街口站地下连续墙施工，探讨软弱地层下低净空、狭小场地较深地下连续墙施工技术。
2 工程概况
福州地铁4号线东街口站位于福州市中心商圈，车站为双柱三跨3层地下建筑，与运营1号线东街口站呈“十”字换乘。车站外包总长178.4m，端头井宽29.8m，标准段宽25.1m，端头井基坑深度25.0～25.3m，标准段基坑深23.4～23.7m，顶板覆土3m，车站主体采用地下连续墙作为围护，盖挖逆作施工。
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图1 东街口站平面布置图
2.1地墙工程概况
东街口站地下连续墙共计41幅，厚度1/1.2m，深度44/44.5m，接头采用H型钢接头。因场地限制分两期进行施工。其中二期存在2幅地下连续墙（DQ-01、DQ-02）位于廊桥正下方。
2.2工程地质情况
车站基坑开挖及地下连续墙施工范围主要所处地层为：杂填土、<2-4-1> 淤泥质土、<3-1-1>粉质粘土、<3-4-2> 淤泥质土、<4-1-1> 粉质粘土、<4-4-3>淤泥质土、<4-6-1>粉质粘土、<4-7>含泥粗砂、<6-1>全风化花岗岩、<7-1>砂土状强风化花岗岩。<2-4-1> 淤泥质土及<3-4-2> 淤泥质土层，分布较厚，天然含水量较大，直剪内摩擦角为3.03°和3.39°，具有自稳能力差、渗透性低、灵敏度高等特点，属于对地下工程施工不利的软弱地层，对于地下连续墙及主体结构施工均具有不利影响。地下连续墙墙底插入至砂土状强风化花岗岩层内，该土层强度略高，开挖效率较低。
2.3 存在问题及解决措施
2.3.1狭小场地
4号线东街口站位于福州市中心位置，施工场地周边道路交通繁忙，通行压力大，为最大限度保障通行，围场后施工场地净宽仅18.7米，场地狭小，施工难度大。
施工中，通过部分设备场外布设、优化的场地布置及合理的设备选型，最大限度的减少了场地狭小对地下连续墙施工造成的影响。
2.3.2软弱地层
地下连续墙施工深度范围内存在较厚的淤泥质土层，自稳能力差，极易扰动，且低净空条件下地下连续墙成槽及钢筋笼吊装效率低，施工时间长，施工过程中槽壁易坍塌。
为避免此类问题的产生，地下连续墙施工前，优先对成槽槽壁进行预加固，提高土体自立性及稳定性，避免因软弱土质造成的施工困难。
2.3.3低净空施工
西区基坑上方存在一座商业廊桥，廊桥横跨车站基坑端头井，廊桥底部距离硬化地面净高仅8.8米，常规槽壁加固设备三轴搅拌桩机（车站作业要求高度30m）、常规地墙成槽机作业要求高度18m以上（SG60）及钢筋笼吊装设备要求作业高度50m以上，均无法满足施工要求。
施工中，通过多次的对比考量，最终确定采用MJS摆喷桩对槽壁进行预加固，采用低净空成槽机进行成槽施工，折臂吊进行钢筋笼吊装及连接，钢筋笼采用全丝接驳器进行分解和连接，解决了低净空施工带来的问题。
下面将详细阐述在软弱地质中狭小场地地下连续墙低净空施工过程中的各工序的是施工技术及管控重点。
3 地下连续墙施工准备工作
3.1 MJS摆喷槽壁加固
为避免地下连续墙施工期间发生槽壁坍塌及在基坑开挖期间因卸载对廊桥基础造成影响，需提前施作槽壁加固。
常规三轴搅拌桩设备因廊桥高度限制无法施工，而进行旋喷桩加固虽避免了廊桥净高对设备的限制问题，但旋喷加固其加固区域不可控，加固浆液极有可能进入到地墙槽段内，对后续地下连续墙的成槽造成不利影响。而最终采用的MJS180度摆喷加固工艺其设备净高仅2.2m，满足廊桥下低净空施工要求，并且可通过钻杆转动角度控制加固区域，合理避免加固浆液进入地墙槽段内，同时其成桩28天无侧限抗压强度qu大于1.0MPa，确保了地墙施工期间两侧槽壁土体的自立性，防止土体坍塌对廊桥基础的影响。
3.2低净空地下连续墙成槽设备选型
廊桥下地下连续墙施工采用一台低净空成槽机进行成槽施工，该设备是由SG60成槽机改装而成，改装后的低净空成槽机最小施工高度为6m，满足廊桥下8.8m限高施工要求。
3.3低净空地下连续墙钢筋笼吊装设备选型
廊桥下地下连续墙钢筋笼吊装作业常规吊车无法施工，初始计划选用一台4×32t门式起重机进行地墙钢筋笼吊装。该设备净高8.5m，满足廊桥下8.8m限高施工要求。
因场地狭小，廊桥下围护结构距离围挡最近仅0.8m，而门式起重机轨道距离地墙中心要求为1.9米，且围挡无临时外扩条件，此方案无法满足场地条件。
为解决场地狭小，吊装设备必须满足小场地吊装条件，最终选用一台100t折臂吊作为廊桥下钢筋笼吊装主吊。该设备的型号为LJ3650S6，是以汽车作为底盘再加上配重以及起吊配件等改制而成。设备由重汽380马力五轴底盘汽车配装SQ3650ZB6+1半折吊机，其吊臂为液压伸缩式，吊臂1-4节油缸双推，5-6节油缸单推，起重能力为100T。与常规汽车吊及履带吊不同，此设备所有的起吊动作全部由液压油缸提供动力，且可根据上方障碍物的高度，自由伸缩吊臂，确保起吊高度及起重吨位。
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图2 低净空成槽机示意图
4 地下连续墙施工
4.1 成槽施工
由于低净空成槽机爬杆高度限制，成槽时抓斗土方无法装车，需临时置于地面上，故施工现场配备一台挖机将成槽机取出土方装置土方车内，以确保开挖的顺利进行。改造后的低净空成槽机相较于常规成槽机抓斗较轻，其成槽效率低，以4号线东街口站44m深地下连续墙及地质条件为例，常规成槽机每挖一孔耗时8h，低净空成槽机每挖一孔耗时12h以上，尤其是地下连续墙深度40m以下为砂土状强风化花岗岩层，低净空成槽机成槽效率大幅度减小。因此在较深的地下连续墙施工过程中需对低净空成槽机的抓斗进行一定的配重，以加快施工效率。
此外，低净空成槽机抓斗上仅2组纠偏推板，常规成槽机抓斗上为4组，低净空成槽机纠偏能力相对较弱，因此在施工过程中，需提高成孔情况检测频率，以44m深地下连续墙为例，每孔至少分别在15m、30m、40m及槽底进行4次超声波检测，以确保成槽精度。若过程中检测发现成槽偏斜，需适当加密检测频率。
4.2 钢筋笼制作及吊装
根据设计图纸廊桥下2幅地墙DQ-01、DQ-02幅宽均为7m，根据现场钢筋笼制作及吊装条件，将2幅地下连续墙调整为3幅（DQ-01幅宽5.4m，DQ-01-02幅宽4m，DQ-02幅宽4.6m）施工，其中最重地墙幅宽5.4m，深度43m的钢筋笼，钢筋笼重量59.14吨（含索具）。受到廊桥高度的限制，钢筋笼分节制作吊装。
4.2.1钢筋笼分节长度确定
由于廊桥高度的限制及折臂吊起重设备的特殊性，在钢筋笼制作前将该设备停放在廊桥下，利用实际测量的方式反推钢筋笼分节长度。经过实际测量，从钢丝绳下口至地面距离为5.2m，见下图对接高度示意图。考虑到廊桥高度的限制，无法使用常规吊装钢筋笼时的大扁担，采用宽度较小的扁担，从而控制钢筋笼顶至吊车臂杆顶的距离，使钢筋笼又足够的空间对接。根据现场实际测量结果确定可制作单节长度4m的钢筋笼，廊桥下钢筋笼总长度为43.5m，分十一节进行吊装，具体分为十节4m钢筋笼及一节3m钢筋笼。
4.2.2钢筋笼制作及对接
廊桥下钢筋笼分节制作，主筋采用直螺纹套筒连接，为保证钢筋笼对接精度，钢筋笼首先于加工平台上进行整体制作，根据分节长度进行断料加工，提前确定接头位置，整体制作完成后进行拆分，并对分节钢筋笼编号，最后从尾节钢筋笼开始依次进行转运、吊装、拼接、入槽。钢筋笼接头连接采用直螺纹套筒连接，除首节与尾节钢筋笼外每节钢筋笼主筋两端均进行套丝，其中一端为全丝（一个直螺纹套筒长度+2P），另一端为半丝（半个直螺纹套筒长度+2P）。
4.2.3低净空钢筋笼吊装
廊桥下钢筋笼采用分节吊装，具体吊装步骤如下：。
第一步：钢筋笼由平板车自制作场地运至廊桥附近。
第二步：利用35吨汽车吊将平板车上的钢筋笼吊至地面，平板车随即开走去东区驳运第二节钢筋笼。
第三步：折臂吊就位在需要吊装钢筋笼的槽段附近，利用折臂吊和35T汽车吊双机抬吊单节4m长的钢筋笼，并下放至指定位置后继续起吊第二节钢筋笼，并与第一节钢筋笼对接，对接完成后继续下放。
第四步：重复上述步骤，直到十一节钢筋笼全部对接完成，并放到位。
4.2.4低净空钢筋笼对接
廊桥下3幅地下连续墙钢筋笼对接时，首先将一侧端头钢筋笼主筋（或工字钢）对接，将对接完好的接头用直螺纹套筒初步连接，限制一侧钢筋笼的移动；其次通过吊车对钢筋笼位置形态进行微调直至另一侧端头钢筋笼主筋对接完好并用直螺纹套筒初步连接固定；然后由两端向中间对钢筋笼主筋进行对接；最后用管钳将直螺纹套筒旋至半丝接头端，保证半丝接头露丝不超过2丝为止，同时将顺幅钢筋笼工字钢焊接。
5 狭小场地软弱地层低净空地下连续墙施工技术控制要点
（1）软弱地层较深地下连续墙施工高质量的槽壁加固工作对地下连续墙槽段的稳定及垂直度均有较大帮助，MJS摆喷槽壁加固因其设备净空要求较低且加固范围可控，相对于三轴搅拌桩及常规旋喷桩加固更适用于软弱地层低净空地墙槽壁加固施工。
（2）低净空成槽设备在降低抓斗的高度及重量的同时会导致其成槽效率降低，随着开挖深度增加，其成槽效率相对于常规成槽机下降明显，对于超深地下连续墙或土质较硬的地层成槽需加重抓斗重量。
（3）低净空成槽设备因其抓斗高度减小，较常规成槽机少了2组纠偏推板，纠偏能力较差。施工过程中对地墙成槽的垂直度检测频率需提高，做到早发现并及时纠偏，同时对槽壁加固的垂直度要求也更加严格。
（4）低净空地下连续墙钢筋笼吊装设备可根据现场实际条件选择门式起重机或折臂吊。折臂吊相对于门式起重机更具有灵活性，能更好适用于狭小场地钢筋笼吊装。但同时相同低净空限制下，折臂吊所能起吊钢筋笼长度较门式起重机较短，会增加钢筋笼分节数量，钢筋笼对接接头增多，钢筋笼对接工作量加大，施工时间较长。
（5）低净空条件下地下连续墙施工，钢筋笼分节制作、吊装及对接过程中，钢筋笼垂直度及刚度需严格把控，确保对接完成后钢筋笼整体的垂直度及刚度满足施工需求。
6 结语
4号线东街口站廊桥下低净空地下连续墙自2020年12月10日开始施工，至2020年12月24日施工完成。在狭小场地、低净空及软弱地层等不利条件限制下，通过MJS摆喷槽壁加固施工工艺的选择及低净空成槽机、折臂吊等设备选型，最终顺利完成了廊桥下地下连续墙的施工，同时保证了廊桥的安全及稳定。为后续类似工程的施工提供一定的借鉴及参考。
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