1 工程概况
1.1 周边情况
上海轨道交通市域线机场联络线工程（西段）JCXSG-3标梅富路工作井现状场地位于梅南路（规划）上；东侧为梅强路，南侧临近220kV高压电线塔，距离钢筋混凝土地基最近处约22.2m；南侧临近220kV直埋电缆，距离基坑最近处约32m；南侧临近春申塘最近处约55m，河道宽33m，通航河道，人工岸坡；西侧为梅富路市政泵站，1～2层混凝土结构，距离基坑最近处约49m，北侧为空地。
1.2 工作井形式
梅富路工作井为哑铃形状基坑，采用1200mm厚的地下连续墙围护加内支撑，共计58幅，深度均为66m，接头为工字钢接头。地下连续墙两侧采用Φ850mm、深度15～18m三轴水泥土搅拌桩作为槽壁加固。地下连续墙混凝土设计强度等级为水下C35，抗渗等级为P12。
如图1所示，梅富路工作井在暗埋段南侧的3幅槽段（Q2-11、Q2-13、Q2-15）施工时设置多舱室填充囊，在混凝土浇筑阶段起到反力箱的作用。
图1多舱室填充囊实验幅部位
1.3 地层情况
梅富路工作井位于闵行区，处于上海市中部，按上海地貌单元分区图，属滨海平原地貌类型，地势较为平坦，场地90m以内分布的土层自上而下可划分为9大层及若干亚层，其中①1层为填土，第②层～⑤层为全新世Q4沉积层，⑥1层～⑨1层为晚更新世Q3沉积层。
本工程涉及地层：①1填土、②1褐黄～灰黄色粉质黏土、③1灰色淤泥质粉质黏土、④灰色淤泥质粉质黏土、④1灰色粉砂夹粉质黏土、⑤1灰色粉质黏土、⑤1-1灰色粉砂与粉质黏土互层、⑤3-1灰色粉质黏土夹粉砂、⑥1暗绿～草黄色粉质黏土、⑦1草黄～灰黄色粉砂夹粉质黏土、⑦2灰黄～灰色细粉砂。
2 多舱室填充囊
多舱室填充囊用于地下连续墙施工接头空间的施工填充，用于代替抛沙包、锁扣管、接头箱等传统填充工艺；相比传统工艺，该工艺施工简单快捷，成本低廉，可循环使用。
多舱室填充囊作为一种新型的反力箱形式，起到控制工字钢变型以及防止混凝土绕流的作用。该新型反力箱是一个由外囊和外囊内的膨胀囊组成的双层多舱室结构囊，膨胀囊以一定间距串联安装在外囊内部，将外囊分隔成多个密封舱室；外囊由内中外3层组成，内层起密封内胆的作用，中间层是承受压力的骨架层，外层是起保护作用的耐磨涂层。密封内胆可以定期更换确保安全。多舱室填充囊实景图见图2，内部结构图见图3。
图2 多舱室填充囊实景图
图3 多舱室填充囊内部结构图
3 多舱室填充囊应用情况
为了进一步提高地下连续墙的接缝质量以及对于新工艺的研究实验，选取3幅地下连续墙接头，采用新型反力箱——多舱室填充囊，应用于其槽段混凝土浇筑施工。
3.1 工字钢接头施工
本工程地下连续墙采用工字钢接头，钢筋笼分布筋与工字钢焊接在一起，同时设置止水钢片，可以有效加强防止渗水及混凝土绕流的现象。
工字钢接头是隔板式刚性接头的一种，能有效地传递基坑外水土压力和竖向力，整体性好。在地下连续墙设计尤其是当地下连续墙作为结构一部分时，在受力及防水方面均有较大安全性。止水钢片的存在能够增长地下水渗流路径，止水效果相对较好。
图4 工字钢接头示意图
施工时，先行幅两侧设置工字钢，后续顺接施工的槽段单侧设置工字钢。工字钢作为钢筋笼一部分进行焊接制作，待成槽、清孔、铲壁刷壁完成后吊放钢筋笼，钢筋笼就位后在槽段预挖区域、即工字钢背侧进行沙袋回填来保证混凝土浇筑时工字钢的垂直度。
工字钢接头施工优点：①施工简单，成槽完成后采用吊机直接下放即可；②整体性好，能够与基坑侧墙一同承受水土压力及弯矩；③成槽施工时，前一幅地下连续墙工字钢的铲壁清理较为方便；④抗渗效果良好，工字钢及其止水钢片能有效增长地下水渗流路径。
工字钢接头施工缺点：①工字钢由于自重较大，若地下连续墙深度过深，则更加难以保证钢筋笼的垂直度，一般工字钢接头不太适合用于70m以上超深地下连续墙施工；②作为刚性接头，当先行槽段局部塌方时，浇筑的混凝土往往绕过工字钢与回填物混合，形成“绕灌混凝土”，一旦与工字钢粘连，难以清除，造成接头渗漏。
3.2 多仓式填充囊施工应用
梅富路工作井现场施工采用直径1.2m，长度40m的填充囊。现场施工时，待钢筋笼下放到位后，回填沙包至导墙下40m后，下放填充囊（图5），下放到位后，对填充囊进行注水加压（图6），满足预设压力值后开始浇筑混凝土，待混凝土初凝后抽水泄压，拔出填充囊。
图5 多舱室填充囊下放示意图
图6 多舱室填充囊加压示意图
根据现场施工使用效果来看，多舱室填充囊具有以下优点：
1）多舱室填充囊吊放、注水加压时间均控制在1h以内，并且根据现场施工情况来看，以上工序与浇筑混凝土同时进行，不影响整体工期；
2）填充囊拔出简单快捷，拔出时间在10～20min，远小于传统的反力箱拔出时间，可以很好地节约施工时间；
３）注水加压后的填充囊可以有效起到反力箱的作用，施工时填充囊完整填充工字钢内壁，可以很好地防止工字钢变型以及混凝土绕流；
４）多舱室填充囊是由外囊和外囊内的膨胀囊组成的双层多舱室结构囊，膨胀囊以一定间距串联安装在外囊内部，将外囊分隔成多个密封舱室，即使某舱出现损坏也只是泄压，由于泄压段两端都被膨胀囊牢牢卡住，仍然能防止绝大部分混凝土绕流，不影响填充效果；
５）在填充囊进水管上安装压力传感器，传感器能够实时监测压力，施工人员可以在浇筑混凝土的同时，及时准确了解到工字钢变型部位。
多舱室填充囊仍存在以下缺点：
1）填充囊属于圆柱体型结构，仅能够用于工字钢接头施工，无法用于十字钢板接头施工；
2）上部进水管过长，起吊缆绳会引起进水管松动，造成进水管螺纹密封不严泄压；
3）填充囊外囊材料无法和传统反力箱的钢结构相比，在下放和拔出过程中，工字钢顶部尖锐处和拼接处容易对其造成破坏。
4 现场应用及改进
通过现场施工的多舱室填充囊的使用情况来看，填充囊总体效果较好，尚需针对以下几个方面进行改进和优化：
1）本工程多舱室填充囊长度40m，根据目前地下连续墙越来越深的发展趋势来看，可以考虑增加填充囊的使用长度至50m；
2）针对工字钢顶部尖锐处和拼接处对其造成破坏，可考虑往以下2个方向发展：①考虑在外囊和内囊之间增加一层约1cm厚的缓冲层，即使外囊被刺破，缓冲层也能够有效隔绝尖锐物刺破内囊；②为确保填充空间，将多舱室囊中囊形式，填充囊内胆内安装一个同规格备用囊，一旦内胆被破坏，可对备用囊加压，确保能够继续使用；
3）多舱室填充囊设计为圆柱形结构，可进一步研究设计不同形状的填充囊，以便进一步适用于工字钢接头以及十字钢板接头等不同的接头形式；
4）由于多舱室填充囊外囊材质可重复利用，但利用次数有限，因此可进一步针对材质进行研究改进，提高填充囊利用率。
5 结语
多舱室填充囊不仅可以很好地防止工字钢变型以及混凝土绕流，而且相较于传统的反力箱更为简单便捷、智能化。根据梅富路工作井的实际施工情况，多舱室填充囊可以作为一种新型反力箱应用于现场施工，并可以此为经验为后续施工起指导作用。
摘自《上海隧道》