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地铁车站中应用十字钢板接头的地下连续墙施工技术

作者:张竹青  发布:2019/2/18  浏览:
单位:上海隧道工程有限公司

摘 要:随着国内轨道交通建设的迅速发展,地下连续墙的应用也越来越广泛,大厚度的刚性接头地下连续墙在深基坑中得到越来越多的应用,文章结合上海轨交15号线上海南站站地下连续墙工程实践,介绍十字钢板接头地下连续墙的施工及对老接头处理的方式,为类似工程施工提供参考。

1 工程概述

上海轨道交通15号线上海南站站位于沪闵路和柳州路交叉口徐汇万科中心地块内,沿柳州路南北向布置,北端紧邻沪闵路,西侧紧邻柳州路,车站南端头井距运营中地铁1号线盾构区间约36m,车站东侧围护与已完万科地块共墙,如图1所示。车站为地下3层双柱岛式车站。标准段外包宽度26.4~27.2m,最深达26.8m。

图1上海南站工程总平面图

上海南站站围护结构为1200mm厚地下连续墙,墙深46m/48m,共42幅。车站东侧与万科地块共墙,此部位地墙(共30幅),已由万科施工完成,车站南北端头井及封堵墙位置地墙施工时需对该处老接头进行处理,如图2所示。

图2上海南站站地墙分幅平面布置图

车站地下连续墙接头形式为十字钢板接头,墙趾位于⑤3-3粉质黏土夹粉土层或⑤3-1b粉质黏土层中。坑底位于第⑤2-1粉砂夹粉质黏土层中。车站北端头基坑开挖深度约26.46m,坑底位于第⑤2-1粉砂夹粉质黏土层中,采用明挖顺作法施工。车站沿基坑深度方向设置七道支撑,其中第一、五道为钢筋混凝土支撑,其余均为钢支撑。车站围护、基坑工程性质见表1。

表1上海南站站围护、基坑工程性质一览表

2 地下连续墙施工

2.1  工艺流程

地下连续墙施工工艺流程:测量放线→导墙→泥浆护壁成槽→清孔(刷壁)→制作、下放钢筋笼→下放反力箱→放置导管→浇筑混凝土→拔除反力箱。

2.2  施工难点

1)车站北端头井部分地下连续墙侵入废弃的柳州路地下通道,同时北端头井施工范围内有一根废弃的管径1800的雨水管,如图3所示;地质报告揭示场内其余部位有较多建筑垃圾等硬质障碍物,在地墙施工之前需完成清障并回填处理。

图3上海南站地下墙施工地下障碍物平面位置图

2)围护结构体接缝的防渗控制难。本工程周边地质条件复杂,车站东侧为现状已完工万科基坑,南侧距运营中的地铁1号线盾构区间约36m,西侧为柳州路下立交通道,基坑变形控制要求较高,围护结构施工质量尤为重要。地下连续墙接缝处的施工质量难以控制,在基坑开挖过程中易出现涌水涌砂现象,围护结构一旦发生渗漏,永久结构再该部位产生渗漏的概率非常高,同时相邻地墙的接缝处极易发生渗漏,并引发工程事故,对周边环境造成影响。

3)共墙段处理新老接头接缝困难。基坑东侧地下连续墙为15号线上海南站站与万科三期基坑共墙段,已由万科施工完成。由于此段地下连续墙由万科于2年前施工完成,接缝处万科地墙老接头位置十字钢板接头处存在大量附着物,与上海南站站新地下连续墙形成的接缝中会存在夹泥等问题,导致接缝漏水。

2.3  施工应对措施

2.3.1  地下障碍物处理技术

1)本工程针对车站北端头井地下障碍物柳州路通道结构、1800mm废弃雨水管的处理,采用了全回转设备进行清障,清障内容包括柳州路地道结构顶板、底板及侧墙,清障完成后采用含量为10%的水泥土进行了回填;1800mm雨水管清障之前先将雨水管两头进行封堵,再用全回转钻机进行清障。

2)针对本施工场地内上部建筑垃圾、埋深较浅的桩基、承台等,选用挖机配合镐头机的方式进行清障。

2.3.2  围护结构体接缝施工技术

1)15号线上海南站站地下连续墙施工设备选用了成槽效率高、精度高的SG70成槽机。该设备配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置,可以做到随挖随测随纠。

2)选用黏度大,失水量小,形成护壁泥皮薄而韧性强的优质新型复合钠基膨润土泥浆,确保槽段在成槽机械反复上下运动过程中土壁稳定,同时本工程地下连续墙施工过程中的泥浆指标严格按照《上海隧道工程有限公司地下连续墙施工规程》进行控制,施工期间控制新鲜泥浆指标:黏度22~30s、比重1.02~1.05、pH8~9,现场泥浆储备量为单个槽段内泥浆量的3倍,严格按照规程执行100%换浆。

3)本工程施工期间采用的其他辅助措施:上海南站站地下连续墙施工前,根据施工计划结合现场实际情况,合理安排施工场地平面布置图,严格控制成槽期间吊车、成槽机及泥浆车等重型设备及车辆的行车路线,严禁重型设备或车辆行驶在正在开挖的槽段附近;同时合理安排施工工序,每幅槽段在钢筋笼制作完毕后再进行成槽,并采用了大功率潜水泵提高泥浆换浆的效率,有效的减少了槽段暴露时间。

2.3.3  共墙段新老接头接缝处理技术

1)采用刮刀对接缝处老接头十字钢板进行刮铲,将附着物清理干净;

2)在万科与上海南站站地下连续墙新老接缝外侧采用高压旋喷桩进行加固,高压旋喷桩直径800mm,采用3根呈品字形布置的形式,深度与地下连续墙保持一致,彻底隔断⑤号土层中的微承压水,有效的处理了该处发生渗漏的隐患。高压旋喷桩布置图见图4。

图 4接缝处外侧高压旋喷桩布置图

3  十字钢板接头防渗措施

本工程地下连续墙接头采用十字钢板刚性接头形式,接头部位的施工质量控制及新老接头的处理是一个关键工序。本工程地下连续墙施工过程中的防渗措施如下:

1)上海南站站地下连续墙施工中封头钢板底延伸至成槽底标高并插入土体20cm,以阻断混凝土和砂浆沿封头钢板底部绕流;

2)增设0.5mm厚、宽1m的止浆铁皮固定于钢筋笼两侧,浇灌混凝土时止浆铁皮受压力张开,紧贴两侧壁面,阻断砂浆沿十字钢板和反力箱外侧绕流线路;

3)施工过程中,在反力箱安放完成后,用5~40mm石子回填接头管(箱)背侧空隙,浇注前一次性回填高度控制在10m以内,回填石子和混凝土浇灌同时进行,并始终保持回填石子高度高于正在浇灌混凝土面3~5m,防止混凝土发生绕流。

为防止反力箱拔起后,上部混凝土或砂浆落入反力箱拔起的空洞中或结牢在十字钢板上,影响止水效果,本工程采用与十字钢板结构相对应的清刷、冲铲工具清除该部分附着物,以保证十字钢板的止水效果和接头强度。本工程施工过程中对于附着在十字钢板上的少量夹泥或者强度一般的附着物,采用了常规的斜仓板式刷壁器进行刷壁清理,对于少量较硬附着物,采用了由螺栓固定于液压抓斗上、外形结构可以作用于止水钢板各个面的铲刀,依靠液压抓斗的重力和液压抓力予以清除,如图5所示。

图5抓斗附带式铲刀示意图

在上海南站站实施与万科相邻段地下连续墙时,发现该部位完成时间较长,十字钢板接头处存在石子与混凝土砂浆混合形成的体积大量、深度较深的附着物。对于这部分接头的处理则采用了更强力的工具:反力箱冲刀。采用厚1200 mm地下连续墙配套反力箱,底部加焊三角钢板冲刀,以锁口管作为靠山,反复冲铲清除附着物至清理干净,处理完成以后拔出锁扣管并用超声波探测仪复核该端头处清理情况后再下放钢筋笼。反力箱底部冲刀示意图如图6所示。

图6反力箱底部冲刀示意图

5 结语

目前,15号线上海南站站地下连续墙施工已经顺利完成,工程进入结构回筑阶段。通过上述施工技术措施控制,上海南站站地下连续墙施工效果良好,尤其是与万科老接头处处理结果较好,在基坑开挖及结构回筑阶段均未发生渗漏,地下连续墙施工效果满足设计要求,可为后续工程提供借鉴。

摘自《上海隧道》

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