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GXJ橡胶止水接头工艺在地下连续墙中的运用

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王继文

[导读] 摘要：文章中以温州市域铁路江南始发段地下连续墙工程为例。

        上海隧道工程股份有限公司地基基础工程分公司
        摘要：文章中以温州市域铁路江南始发段地下连续墙工程为例。介绍江南始发段地下墙在施工深度较深和接缝防渗漏要求高的情况下，采用GXJ橡胶止水接头工艺在施工过程中确保施工安全、质量、进度的措施。通过在温州首次采用GXJ橡胶止水接头工艺施工地下连续墙的成功运用，为今后在温州地区地下连续墙接头采用GXJ橡胶止水接头工艺的推广打下了基础。
        关键词：地下连续墙；GXJ；成槽机；施工难点；处理措施
        1 工程概况
        温州市域铁路S2线总长4.8公里，整个工程内容主要包括2.6公里的江中段，采用盾构法施工，使用直径为14.93米的超大直径盾构机施工；0.6公里的矿山段。采用矿山法施工；剩余1.6公里采用明挖法施工。本工程是温州第一条采用盾构法施工的隧道，填补了温州采用盾构施工的空白，具有有重大意义。我公司主要施工温州江南盾构始发段地下墙共计41幅，地下连续墙深度为：45m~55m，地墙厚度1.0m~1.2m,地下墙混凝土浇筑材料采用水下C35，抗渗等级P8，以锁口管接头形式为主。
        表1 地下连续墙统计表

        2 施工难点
        2.1 较深地下连续墙中采用锁口管接头施工难度大
        （1）始发段地下连续墙施工前在地下连续墙两侧采用Φ650三轴搅拌桩进行土体加固，加固深度坑内24m和坑外15m,为确保搅拌桩不侵入地下墙，桩体距地下墙边外放5-10cm。在成槽过程中，该5-10cm土体极有可能发生土体剥落的情况，从而导致槽段扩孔等情况发生，在后期混凝土浇筑过程中发生混凝土绕流，导致混凝土将锁口管包住；

        图1：混凝土扰流示意图
        （2）由于地下连续墙深度较深，锁口管自重达70-80t，根据长细比，锁口管在混凝土浇筑过程中由于锁口管背部不密实导致锁扣管弯曲，增大顶拔风险。如果再发生上述混凝土绕灌情况，造成锁口管起拔困难，不仅可能对锁口管自身刚度造成剪力破坏，也可能在顶拔过程中对导墙及地基产生较大的作用力，一旦发生上述情况，将对后续施工产生严重的影响。

        图2：锁口管变形示意图
        2.2 地下连续墙接缝防渗漏要求高
        围护结构的防渗能力直接影响着永久结构的防渗功能，围护结构一旦发生渗漏，永久结构在该部位发生渗漏的概率非常高，并易引发工程事故，所以如果地下墙接缝止水不好，易引发透水事故，对基坑安全和周边环境影响较大，因此需要严格控制成槽及接缝质量，确保围护结构整体的密封性及防渗性。
        3 应对措施
        3.1设计变更接头形式
        我部门结合锁口管接头在以往较深地下连续墙施工过程中发生的各类风险和后期基坑开挖过程中发生的接缝渗漏情况。我部门经过于设计和业主方面的交涉在确保安全、质量以及施工进度的前提下，经过探讨和比对各类接头形式的优缺点及经济成本，最终通过设计变更将锁口管工艺接头改为GXJ橡胶止水接头工艺。
        3.2成槽设备选用及成槽控制
        改为GXJ工艺接头形式后不代表地下连续墙施工效率及质量没有问题，在槽段开挖过程中，不用取出GXJ专用接头板，因此也不会影响到前面一副地下墙接缝处的混凝土接头的质量。在后一幅槽段开挖完成并对槽段进行清孔后，使用GXJ接头板上附带的专用千斤顶配合履带吊将GXJ接头板从老端头上剥离出来，此时原有的GXJ止水带被凝固的混凝土固定在已完成的前一副地下连续墙接头上。后期老端头上暴露出部分将在浇筑后一副槽段的混凝土时埋入到混凝土中，实现止水密封的作用。整个过程看起来很简单，但是选用合适的成槽设备也很重要。我部门选用金泰SG60成槽机，此设备性能强、维修率低、成槽精度及纠偏能力相对来说较高。在成槽过程中对槽段的精度要求还是很高的，特别是针对新端头的垂直度尤为重要，如果端头垂直度差将会影响到剥离接头板的难易度，一旦发生剥离困难极易影响到接头处GXJ止水带被破坏，导致无法起到密封止水的效果。所以成槽机施工效率及质量有较大的影响。此外在地下连续墙施工前期做过坑内24m深三轴搅拌桩加固，对地下连续墙开挖过程中精度影响较大。搅拌桩往哪里偏斜，槽段也容易顺着搅拌桩偏斜方向去，所以在前期开挖过程中控制垂直度尤为重要，我们在每个槽段成槽前对成槽司机进行交底，要求司机一旦在开挖过程中成槽精度由于搅拌桩原因造成偏斜需及时汇报，由检测人员进行超声波检测，得出检测结果后交底给司机，让司机通过边修边纠的方式进行开挖，槽段符合要求后方可继续向下开挖。所以采用SG60成槽设备配合槽段开挖过程中的超声波检测，完全具备控制槽段垂直精度从而确保施工效率和地下连续墙接缝质量。
        3.3确保地下连续墙施工过程满足防渗漏要求
        首先必须对进场GXJ工艺的橡胶止水带材料在使用前进行质量检测。因为只有橡胶止水带在具备了良好的弹性和质量的情况下，才能在每幅地下墙接缝处当混凝土凝结后产生收缩变形的情况下，橡胶止水带同样可以确保接缝的密封性起到较好的接缝止水作用。所以采用检测结果不能满足使用需求的，我们必须对止水材料进行退场处理。在确保我们使用的止水带材料符合各项规定规范要求，方可使用在GXJ接头工艺中。只有在确保止水材料符合GXJ接头工艺施工的前提下，才可以防止和杜绝今后在基坑开挖时接缝处的渗漏水情况发生。
        其次，我们在槽段施工过程中剥离GXJ接头板这道工序，必须等到相邻后续槽段开挖完进行清孔换浆，将成槽泥浆全部置换成提前准备的新鲜泥浆后方可进行接头板剥离，因为只有这样才能确保接头处是新鲜和在接缝上影响后期渗漏水的附着物附着的的机会等同于无，而且可以确保老接头处混凝土面的完整性，可以大大降低在后期基坑开挖过程中地下连续墙接缝渗漏水情况发生，这对于后期地下连续墙的品质起到了关键的作用。换句话说，如果采用其他类型接头施工工艺施工的话，在接头处理这一步上需要对接头处反复采用成槽设备和刷壁器配合进行接头处附着物清理，其他工艺在接头处理上用时过长而且就算反复清理也不能确保接头处无任何附着物，这样的施工过程不仅使槽段暴露时间过程而且后期接缝的渗漏水也得不到保证。
        4 地下连续墙采用GXJ接头形式施工情况
        温州市域铁路江南始发段于2018年4月10日开始施工41幅地下连续墙实际施工48天。下表为采用GXJ工艺接头于锁口管工艺接头的工期对比。
        表4-1

        从上表中可以分析出在施工效率上采用GXJ工艺接头进行地下连续墙施工明显比原有的锁口管工艺接头形式施工效率要高很多，其中还不包括采用锁口管工艺由于顶拔风险造成的工期延误及施工安全的可能。由于采用GXJ工艺在施工效率上的提声，从经济方面考虑，对于我们施工方来说大大减少了施工使用设备和所需人员的费用，从而减少了施工成本。对于总承包方来说由于施工节点提前，可以确保整个工程按时顺利完工起到了一定的效果。
        地下连续墙施工期间我方秉持着严谨的态度对待地下连续墙的各个施工环节，严格参照施工方案、公司规程、相关技术标准及银都路项目部的施工要求等进行作业，对相关作业人员能做到逐级书面交底，对各施工工序严守把控，并及时上报验收，对施工中存在的问题能做到及时上报并及时采取有效的解决措施，经过我单位、温州项目部、监理三方人员的层层把关，始发段41幅地下连续墙施工期间未出现由于施工问题导致的地下连续墙质量问题，施工情况良好。
        在温州江南始发段基坑开挖至坑底的过程中，始发段所有地下连续墙接缝处混凝土质量密实没有产生任何接缝的渗漏情况发生。根据以往地下连续墙施工情况来说，地下连续墙接缝渗漏水情况或多或少都会发生，特别是锁口管接头在接缝处出现渗漏水的情况不在于少数。但是在温州江南始发段采用的GXJ接头形式施工的地下连续墙，我们通过各道工序的严格把控来确保地下连续墙质量问题，我们在这方面做到了所有地下连续墙接缝密实且无渗漏水的成果。由于所有墙体见无渗漏水问题对于我们来说又大大的节约了由于地下连续墙接缝问题而产生的堵漏施工成本，减少了基坑开挖过程中由于接缝渗漏而导致的施工风险。

        图3始发段基坑开挖情况
        6 结语
        通过温州各方部门的协调与我部门在地下连续墙施工过程中的严格把控，温州市域铁路江南地下连墙在要求工期内提前顺利完成。后阶段基坑开挖过程中我时刻跟踪每一层基坑内地下连续墙质量及接缝情况，开挖至底板基坑内墙体质量良好，墙体之间接缝没有因为接头形式的改变而产生质量问题，接缝未发现渗漏水情况，不管从施工风险、施工进度、整体外观和工程质量上远远要高于以往采用锁口管接头形式的地下连续墙。通过首次在温州采用GXJ形式的地下连续墙施工，温州各当地部门包括设计方从开始对GXJ形式的地下连续墙施工质量上的疑问到地下连续墙完成基坑开挖后墙体情况的质量和止水效果。温州业主及设计提出在后期温州江北段地下连续墙也要采用GXJ形式的地下连续墙，最终江北地下墙我们也获得了成攻。这对于地下连续墙围护工程在该地区今后采用GXJ接头形式跨出了一大步，打下了重要的基础。