崔建东
北京城建轨道交通建设工程有限公司
摘要：依据广州市轨道交通十号线站，介绍了低净空近距离下地下连续墙施工关键技术，采用反循环钻成槽、直螺纹钢筋套筒连接钢筋笼、折臂吊吊装钢筋笼等方法解决了低净空下施工困难的技术难题，并结合工程实例进行了理论研究，为低净空下的围护结构施工提供了理论指导，解决了地下连续墙施工空间不足的问题。
关健词：低净空；连续墙；施工技术
引 言
为缓解城市交通压力，节约城市用地，近年来我国城市轨道交通迅速发展。地铁线路需要穿越城市各重要交通干线及已有建(构)筑物，施工场地周边条件复杂，地质情况与周边环境对地铁施工影响较大，尤其在低净空、近距离的条件下，如何施工能满足质量要求并实现经济效益最大化成为必须考虑的问题。
在国外，由于地铁兴起较早，工程量随着城市的发展逐步提升，地铁的建设紧跟城市发展，施工条件较好，且施工周期较长，对于低净空下深基坑施工的研究较少;在国内，由于地铁兴起较晚，且发展较为迅猛，虽然有一些低净空下施工的工程实例，但工艺流程并不成熟，经济效益也有待提高。本文依托广州市轨道交通十号线某站，介绍了低净空近距离下地下连续墙施工关键技术。
1、工程概况
本车站为十号线工程新建段第十二座车站，位于翠园路南侧，沿翠园路呈东西走向。基坑西侧有现状高架桥，站位500m范围内有医药展贸中心、沙洛下村和安置房。车站有效站台中心里程为YCK21+286.500，设计起终点里程为YCK21+166.000～YCK21+492.500。车站为地下两层岛式站台，车站西端设盾构始发井，东端设盾构吊出井。车站长326.500m，标准段宽度为20.30m，车站主体采用明挖法施工，围护结构主要采用800mm厚地下连续墙+内支撑支护（混凝土支撑+钢支撑），地下连续墙钢筋笼长25.29～30.82m，嵌固深度进入基坑底面下隔水层，宽5～6m，最重约33.76t（含两侧型钢），地下连续墙均钢筋笼采用工字钢接头的工法，车站主体围护结构共计102幅槽段，其中L型地连墙共8幅；Z型地连墙共3幅，其余槽段均标准一型地连墙，采用C35水下混凝土，抗渗等级为P8。车站内支撑体系采用竖向4道撑，第一道和第三道撑采用混凝土支撑，其他采用钢支撑，局部采用混凝土支撑，混凝土撑间距9m，其他间距3m。平面位置如图1所示。
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图1车站平面图
3、地质情况
3.1车站地质情况大致如下：
本车站站址位置地形较为平坦，略向南倾，地面标高 5～12m，线路整体地势较平坦、开阔，拟建场地范围内，上覆地层主要为近代人工填土。揭露地层有：人工填土层<1>；淤泥<2-1A>、淤泥质土<2-1B>、淤泥质粉细砂(或灰色粉细砂）<2-2>、淤泥质中粗砂（或含蠔壳片中粗砂或灰色中粗砂）<2-3>、粉质黏土<2-4>；粉细砂层<3-1>、中粗砂层<3-2>；可塑状粉质黏土<4N-2>、可塑状粉质黏土<4N-3>、淤泥层<4-2A>；白垩系碎屑岩可塑状粉质粘土<5N-1>、白垩系碎屑岩硬塑状粉质粘土<5N-2>；白垩系碎屑岩全风化带<6>；白垩系粗砂岩、白垩系粉砂质泥岩、泥岩强风化带<7-2>、白垩系泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩强风化带<7-3>；粉砂质泥岩、泥岩、泥灰岩中风化带<8-2>；3.2水文情况
本站地下水按赋存方式为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水，初见水位埋深0.7-2.9m，稳定水位埋深0.8-3.6m。
（1）第四系松散层孔隙水、
第四系松散层孔隙水主要赋存于海陆交互相沉积层淤泥质粉细砂<2-2>、淤泥质中粗砂<2-3>、冲洪积粉细砂<3-1>、中粗砂<3-2>中。
渗透系数K<2-2、2-3>=3.5m/d，K<3-1>=8.0m/d，K<3-2>=12.0m/d，本站第四系松散层孔隙水主要为承压水，局部为潜水。
（2）层状基岩裂隙水
基岩裂隙水主要赋存于砾岩和泥质粉砂岩强风化带及中等风化带中，地下水的赋存不均一，在裂隙发育地带，水量较丰富，具承压性。
渗透系数一般为0.99～1.40m/d。
4、低净空近距离地连墙施工难点
4.1高架桥沉降
车站西侧围护结构距离高架桥基础仅为1.24～6.53m。高架桥与车站的位置关系如图3所示。高架桥采用承台桩基础，为摩擦桩，且刚建成不久，本身自然沉降较大，成槽施工及以后的土方开挖都有可能造成较大的沉降。
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图3围护结构与高架桥桩位置关系
4.2成槽施工的难度
由于在桥面腹板下成槽，最低处净空7.6m，常规液压抓斗机需要的工作高度较高，提升高度受限;双轮铣费用较高，且同样存在高度受限的问题;冲击钻机高度不受限制，但对原状土层扰动较大，会造成附近高架桥基础沉降或倾斜，引起质量安全事故，且成槽较慢。
4.3地下连续墙钢筋笼的连接与吊装
地连墙深度为25.2～26.8m，由于净空较小，需分段连接。采取传统的焊接方法费时费力，效率太低，时间过长时，还容易造成孔壁坍塌，有的工程采用地钢板搭接连接虽然提高了速度，但钢筋笼焊接的质量难以保证。钢筋笼的吊装也受高度的限制，一般履带式起重机，或汽车式起重机在低净空场地下难以正常工作，达不到吊装要求。
5、应对与处理
5.1高架桥的沉降与偏移控制
1）围护结构施工前在距离桥桩与围护结构之间设置800@550三重管旋喷桩隔离带，旋喷桩采用等级为42．5级及以上的普通硅酸盐水泥。为改善水泥浆液性能，根据水泥土特点通过室内配合比试验或现场试验，可加入适量的外加剂和掺和料。旋喷桩完成后进行三重管完整性及无侧限抗压强度检测，加固体无侧限抗压强度≥1．0MPa，渗透系数应＜1．0×10－5 cm/s。
2）在贴近桩基承台周围预埋袖阀管，当桩基监测项目超过预警值时及时注浆，注浆压力为0．5～2MPa，扩散半径0．5m，注浆采用普通水泥－水玻璃双液浆，浆液配合比为1∶1∶1(W∶C∶S)，水玻璃浓度为35°Be'。土方开挖前在桥桩承台与冠梁之间设置素混凝土支撑，限制开挖时桥墩的侧向位移与倾斜。旋喷桩、袖阀管、围护结构与桩基间支撑平面关系如图4所示。
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图4高架桥桩基保护措施
5.2反循环钻成槽施工
通过前文中低净空近距离地连墙施工难点的分析可发现，常规的成槽方法很难在低净空条件下施工，根据类似工程经验，可选择反循环钻成槽，反循环钻机工作所需的净空较小，且成本较低。与正循环比较，反循环钻机工作时，旋转盘带动钻杆端部的钻头切削破碎岩土，钻进时用泥浆护壁、排渣;钻进冲洗液(又称循环液，指水和泥浆)从钻杆与孔壁间的环状空间中流入孔底，冷却钻头，并携带岩土钻渣，在负压作用下从钻杆内腔上升到地面，溢进沉淀池后返回泥浆池中净化，净化后的冲洗液又返回孔内形成循环。
反循环钻机对土体扰动较小，振动小，噪声低，且几乎可在所有土层中成孔，基于这些明显的优势，反循环钻机成槽法非常适用于在闹市区，低净空，周边环境与地质复杂的条件下进行成槽施工。值得注意的是，当水头压力与泥浆密度不合理时会引起塌孔。在朝阳站反循环钻进成槽过程中，一直保证泥浆液面高出地下水位1m以上，采用膨润土制浆，主要成分包括膨润土、掺和物和水，掺和物主要有羧甲基纤维素(CMC)和烧碱(Na 2 CO 3)，分别起增大泥浆黏度和增多膨润土颗粒表面吸附的负电荷的作用。配合比如表1所示。
表1膨润土造浆配合比
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在成槽过程中，如遇粉砂层和圆砾层等自稳性较差较厚的土层时，泥浆相对密度应适当提高，控制在1．20～1．25，以保证槽壁的稳定。
5.3钢筋笼的连接与吊装
高架桥桥面距离地面的高度最小值为7.6m，而钢筋笼长度为25.29～30.82m。为满足低净空施工的要求，钢筋笼共分五段制作连接，其中四段长4.4m，剩下一段长4.22m。钢筋笼制作时需在每段钢筋笼上端横向钢筋上加焊4个32“几”字形吊钩，两端焊接长度100mm，方便连接时插入钢扁担，减小吊装时的变形。横向钢筋与纵向钢筋连接采用点焊，纵横向桁架筋相交处需点焊，钢筋笼四周0.5m范围内交点需全部点焊。钢筋保证平直，表面洁净无油污，内部交点50%点焊，钢筋笼桁架及钢筋笼吊点上下1m处需100%点焊。
每段钢筋笼竖向主筋连接时采用直螺纹套筒连接，在裹丝时将一端裹丝长度扩大为1个连接器长度，另一端为0.5个连接器长度，且选用定制的加长直螺纹套筒，套筒长10cm(28)，连接形式如图5所示。
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图5钢筋接驳器连接示意
在胎模架上加工钢筋时，通过直螺纹套筒将钢筋连接起来，在钢筋笼吊装前，将套筒旋至裹丝长度为1个连接器长的一段，拆开钢筋笼。钢筋笼在槽段上方安装就位准确后，再将连接器由1个连接器长的一端旋出，与上截钢筋完成连接。现场连接时需注意分级分批次拧紧套筒，同时由4人由对角线位置向中心成对连接，连接顺序如图6所示;且应分两级拧紧，第1级只将套筒连接上，起到一定的限位作用，第2级时拧紧到位。安装时用管钳拧紧，半丝处的外漏螺纹不宜超过2p。安装完成后用扭力扳手校核扭矩，28主筋扭矩值应等于320N·m。
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图6套筒连接顺序示意
6、混凝土浇筑
混凝土浇筑与常规地下连续墙混凝土浇筑相同，在此不做阐述。需要注意以下几个问题:1)混凝土浇筑连续不能中断;2)混凝土的坍落度在18 cm～20 cm;3)浇筑速度不能太快;4)导管埋深控制在2 m～4 m。
7、结束语
根据工程实施实际效果，在低净空近距离条件下，采用反循环钻机成槽，直螺纹钢筋套筒连接钢筋笼，很大程度上解决了低净空下地下连续墙施工困难的问题，使得效率提高，成本降低，且对周边环境的影响较小，对于低净空下的作业具有一定的指导意义，同时也节约了拆迁成本，避免了因工程施工对城市生活造成的不良影响。
参考文献
[1]近距离低净空下地下连续墙成槽技术研究和探讨[J].杜峰.隧道建设.2015(02)
[2]浅谈市政桥梁桩基施工中反循环钻成孔技术[J].郭晓东.江西建材.2013(03)
[3]泵吸反循环钻凿深水井的一个实例[J].李殿文,胡俭春,曲振贵.吉林地质.2013(02)
[4]液压双轮铣槽机在地下连续墙施工中的应用[J].冯晓峰.公路交通技术.2012(05)