防止地铁车站深基坑地下连续墙渗漏施工技术

防止地铁车站深基坑地下连续墙渗漏施工技术

杨磊

中铁二局第四工程有限公司 四川 成都611130

身份证号码：510725198507277415

摘要: 地下连续墙可以加大土体荷载，被广泛应用于富水地层的施工中，为保证地下连续墙的防水效果，设计一种地铁车站深基坑地下连续墙的防渗漏施工技术。结合实际的工程实例，控制好各环节施工质量，在施工准备阶段，准备好所有需要的仪器及资料，规划导墙施工的标号，配置泥浆并对其进行检验，并完成泥浆循环处理。按槽段进行分区施工，填筑泥浆，保证槽壁稳定，防置接头管，并在槽段内插入钢筋笼。灌注混凝土，待混凝土初步凝固后，拔去接头管，就可以得到一个具备防渗漏效果的地下连续墙。测试该工程的防渗漏效果，实验结果显示，在40h内，该地下连续墙均能够保证不出现渗漏情况，可见该施工技术具备较好的防渗漏效果。

关键词：地铁车站；深基坑；地下连续墙；防渗漏施工技术；

中图分类号:TU753.8文献标识码:A

0引言

地下连续墙是一种通过专业机械设备设计开挖并浇筑而成的一种以混凝土为主要材料的墙体建筑，由于其在施工过程中对周边环境的影响较小，同时可以承载较大幅度的荷载，不易塌方，适用于软土地基，因此被广泛应用于各类交通、能源工程中。但是地下连续墙很容易出现渗水现象，需要及时清理漏水，如果清理不及时，就会造成构成事故，出现人员伤亡或者财产损失。为避免和防止地下连续墙渗漏情况，本文结合天津地铁4号线北段工程延吉道站明挖基坑工程实例，设计了一种减少深基坑施工时出现渗水事故的技术[1-2]。在对过往多例施工案例的总结与分析中可以得知，现有的很多地下连续墙渗漏现象，都是由于在施工过程中因质量控制不到位、施工水平参差不齐而导致的，尤其是在基坑开挖过程中，一旦在任何程序内出现的渗漏、涌沙、涌泥等现象，都会造成施工以外，进而形成巨大的经济损失。因此，本文在介绍施工技术的控制要点外，还将施工时的质量控制要点进行了论述，同时得到了施工后的成果的经济效果，为日后进行了与之相类似的工程提供可靠的参考方案。

1工程概况

本文主要研究对象是延吉道站的地铁车站，其位于天津市北辰区京津路与延吉道交口北侧。该地铁车站分为两层结构，其全长约为550m，标准段宽为20.9m，开挖深度约为17.34m。地下连续墙的墙深约为30.061m-34.668m，钢筋笼长约为29.461m-34.068m；该地下连续墙防渗漏工程的接缝处使用锁口管接头，工程中使用的混凝土种类为“C35 P8水下混凝土”。以天津地区其他地铁车站的建设经验来看，承压含水层水位几乎不受季节变化的影响，降雨量对其影响不大，地下水位的变化幅度较小。同时，上层潜水补给需要通过地下径流的方式将多余的水量排泄出去，该过程以渗透方式为主。

2施工方法

在施工准备阶段，首先需要测量放样，并对导墙进行开挖、浇筑、分幅等施工。同步制作泥浆，并将循环、过滤处理后的泥浆存储到器皿中[3]。然后，在调试好成槽设备后，挖开所需要施工的槽段，将废弃土方运送到外部。检验成槽质量，如果质量过关，则可以进行消刷接头以及清理沉渣的工作。此时对钢筋笼进行加工，安放钢筋笼与锁口管，继续安置导管。对深基坑地下连续墙进行二次清孔，所有废弃泥浆全部回收到槽内，并继续循环加工处理。使用混凝土浇筑施工墙，顶拔锁口管，并处理所有施工废弃物。

2.1施工准备阶段

在施工前阶段，准备好所需要使用的测量仪器，其中用于标准化尺寸的器具必须经过测绘部门的鉴定，所有没有经过鉴定的仪器不能直接使用。打印好由建设部门发送过来的相关资料与数据，根据这些资料测量深基坑地下连续墙的轴线，反复测量核准后，才可以开始施工。地下连续墙在测量过程中，需要外放10cm以上，并结合现场位置重新规划与确定地下连续墙的分幅区域，确定施工效率更高的施工方案，保证地下连续墙防渗漏施工的质量。

2.2导墙施工

根据上述方法中划定的基准线，利用切割机切割原本的地面，使用挖掘机破除原道路路面，二者同时挖掘地面。在工作过程中，需要谨慎小心，不能使导墙两侧的土体产生扰动现象[4-5]。开挖深度需要严格控制在17.34m，不能超过开挖深度，也不能在坑地留下松动的土体。挖掘完毕后的沟底部分需要尽量保证平整，如果有地下水渗出，则需要使用水泵将其抽干，坑底部分不能留下积水。

钢筋绑扎，并固定模板结构，控制垂直度，使其能够以纵向的形式垂直在同一条直线上，经过反复测量复核，并保证位置符合偏差要求后，才可以在坑内浇筑混凝土。此过程中，使用插入式振捣棒振捣，每层混凝土的厚度均为30cm，尽量保证混凝土层的均匀。当导墙混凝土的强度达到100%后，就可以拆除混凝土模，在保证养护工作及时完整的同时，还需要设置支撑结构，便于控制导墙中的结构。在建设好的导墙上，按照施工图纸，标注相应的槽段编号，并测定导墙的实际标高。

2.3泥浆的配置与循环处理

在地下连续墙的防渗漏工程中，泥浆是一种必不可少的材料。其配合比需要依据当地的地质情况、施工条件、某些特殊部位的地层特性以及地下水状况来确定。其主要材料为粘土、碳酸钠、CMC（高纯度）和水，结合清浆冲拌以及混合搅拌，得到拌合而成的泥浆。泥浆在地下连续墙的防渗漏施工中非常重要，因此需要在使用前进行性能测试。使用泥浆比重计进行新配置泥浆以及循环泥浆比重的测试，使用500mL/700mL漏斗法测量泥浆的粘度，使用洗砂瓶测泥浆含砂率，使用PH试纸测泥浆的PH值，如图1所示。

图1泥浆质量检测仪器

其中，新配置泥浆以及循环泥浆在粘性土以及砂性土中的各参数标准性能如表1所示。

表1泥浆性能指标

如果不能使泥浆的比重、粘度、含砂率以及PH值符合以上标准，则该泥浆不能作为地下连续墙防渗漏施工的材料。在配置泥浆时，需要称量投料，并分别将粘土加水冲抖5min，将高纯度的CMC和碳酸钠分别加水搅拌5min。以上两种材料混合在一起，并搅拌3-5min，如果在测试时符合上述标准，则可以在溶胀24h后作为材料备用[6-7]。泥浆在储存过程中需要使用成组的泥浆箱，一些已经被使用过，但是经过循环净化后还能够继续使用的泥浆也可以及时补充到新制泥浆中，这一类泥浆被成为循环泥浆，其性能指标如表1所示，循环泥浆可以提高泥浆的使用率，减少施工成本。

2.4成槽施工

按槽段进行分区施工，每个标准槽段为6.0m，在地下连续墙施工的过程中，先挖掘槽段两侧的土体，最后挖掘槽段中心的土体。在整个挖槽过程中，沟槽内需要始终充满泥浆，这样才能保证整个槽壁结构的稳定性。除此以外，还需要着重保证挖槽的精度，该精度可以直接决定深基坑内地下连续墙的防渗漏程度[8]。严密监测成槽机上的参数，一旦发现垂直度的偏差超出标准值，则需要立刻纠偏，参数标准如表2所示。

表2地下连续墙成槽标准

如表2中的参数所示，控制机械设备的运行速度，避免坍塌事故发生，不能出现超挖或者欠挖的情况。成槽过程中挖掘出的土体需要全部经过晾晒处理，并及时用弃土车运至场外。

连续墙成槽后，需要及时清理槽内垃圾，保证槽底清洁[9-10]。向槽底注入新浆，沉渣会跟随随气流被传送到带泥浆净化系统内，其中的粗砂砾会被排除出去，而细砂粒则会回流到槽孔内，跟随新配置的泥浆，不断补充到槽内。

为避免深基坑地下连续墙发生渗漏现象，必须定义其进行刷壁处理。使用刷壁器将未脱落的砂带等硬物全部铲除，在使用钢丝刷将槽段刷洗干净，直至孔底淤积不再增加位置。采用超声波检测刷壁质量，在进行下一道工序之前，需要保证检测结果合格。

2.5钢筋笼与锁管口施工

在将钢筋笼放置在槽内时，需要尽量保证钢筋笼能够适当移动，以防止无意间触碰到预埋钢板的锚筋位置。为避免钢筋笼的精度误差，其整个加工制作的过程都需要在平台上。钢筋笼的质量标准如表3所示。

表3钢筋笼质量控制标准

结合表1中的质量指标，地下连续墙的好坏接头施工是关键节点。当槽段开挖完成后，在沟槽两端放入接头管，并保证锁口管在灌注混凝土的过程中不会发生移动，锁口管壁的厚度约20mm。

在使用前，对锁口管做好预拼接工作，并依次检验锁口管的性能，合格后才能编码，并按照编码的顺序施工。锁口管需要在整个起吊过程中保证对地下连续墙接头中心的对准，直至锁口管与地下连续墙的中心线部位完全吻合，才能够继续垂直安放。如果一个锁口管的长度不足，需要对其进行接长处理，此时的接头必须保证牢靠，不能出现裂缝。为防止锁口管侧部出现问题，需要控制地下连续墙的成槽宽度，且锁口管的接头部位在垂直角度上，会由于槽内混凝土压力不断向外倾斜，最终达到管底绕流的效果。使用超声波检测的方法，可以判断槽段深度与槽段宽度，使用碎石袋也可以减小接头管的偏移量。锁口管安置好后，需要适当调整拔管架的位置，为防止拔管架在使用过程中出现未知的机械故障，需要及时检查其性能是否完好。

2.6混凝土灌注

所有水下灌注混凝土的导管全部就位后，可以进行混凝土灌注的工序。使用C35 P8型水下混凝土作为本次地铁车站深基坑地下连续墙防渗漏施工的主要混凝土材料。在对擦段内灌注混凝土之前，需要进行坍落度及扩散度宜的测试。坍塌度与扩散度宜的最小值与最大值分别为180mm-220mm和340mm-380mm。测试其中的沉渣厚度，若厚度在10cm以上，需要及时清孔处理。

每个槽段的灌注完成度需要达到70%以上，且每100m3砼需要留置一组试压块。槽段数量也不能少于总数的20%。如果在施工过程中出现机械故障或其他意外事故，则可以中断5-10min，如果是在合适的季节则可以中断20-30min。在接头处采取加固措施，如打旋喷桩等，避免出现渗漏现象，保证接头部位的质量。

若混凝土在浇筑的过程中出现坍塌的现象，需要及时将钢筋笼吊起，并重新清孔，槽内的所有回归到初始情况后，再继续按照上文中所述的步骤安放钢筋笼[11]。如果部分混凝土已经固结后，才出现塌方、沉降等现象，此时很难继续拔出钢筋笼，则需要继续浇筑混凝土，并在之后通过压浆补强等方式，处理混凝土内的夹泥层，填补空洞。

2.7拔除锁口管

根据混凝土的凝固时间，确定锁口管的拔出时间。以初凝时间为标准，每隔10-20min移动锁口管10-30cm。在施工现场，为保证混凝土下方不会出现空洞，需要保证锁口管尽量小幅度移动，具体情况参照混凝土具体的凝固情况而定。时刻关注导墙的情况，避免导墙的沉降、位移以及坍塌。如此一来，待混凝土初凝后及时拔去接头管，便形成一个地下连续墙。

3质量检测

为测试本文设计的地铁车站深基坑地下连续墙防渗漏施工技术的有效性，使用达西渗流定律作为地下连续墙渗水流量的计算公式：

（1）

式中，表示单位时间内深基坑地下连续墙的总渗流量；表示渗流系数，表示过水断水面积，表示地下连续墙水流路径长度，表示渗水损失。通过该公式，可以对单位时间内连接缝部位的渗水水流体积进行计算。设定水头的初始高度为100cm，每隔4小时记录以此观测结果，如表4所示。

表4满水头下渗流情况

15天的地下连续墙渗流情况观测结果如表4所示，在前40h内，水头的液面高度均为100cm，地下连续墙没有出现渗漏现象。但是当地下连续墙被水浸泡超过40h，液面高度开始下降，地连墙开始出现渗漏情况。该施工效果较为理想，可以作为防渗漏技术被应用在以后的施工中。

4结束语

为保证地铁车站的安全性，本文设计了一种地铁车站深基坑地下连续墙防渗漏的施工技术。该技术可以在各个技术阶段保证施工技术的标准，避免程序内部的渗漏、涌沙、涌泥等现象。并反复使用泥浆，尽量减少施工成本。经过施工测试后，由实验结果可知，该地连墙可以在40h的浸泡下均保证不出现渗漏现象，这样的施工工程可以达到理想的技术标准。

参考文献

[1]吴波,农宇,蒙国往,等.基于FBN地铁深基坑施工渗漏风险评估模型及应用[J].中国安全生产科学技术,2022,18(05):178-185.

[2]李卫华,张生杰,洪小星,等.基于监测数据的某地铁基坑渗漏风险评估[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2022,45(01):60-66.

[3]郑刚.软土地区基坑工程变形控制方法及工程应用[J].岩土工程学报,2022,44(01):1-36+201.

[4]张维,赵阳,吴霞.卡洛特高水头大坝软岩坝基防渗帷幕施工技术探索[J].人民长江,2020,51(S2):170-174.

[5]张红州,张志允.兼做永久墙的地下连续墙防水设计和施工控制要点[J].建筑结构,2020,50(S2):779-782.

[6]周游,王益楠,史剑.基于声呐渗流检测的地下连续墙渗漏处置措施研究[J].现代隧道技术,2020,57(S1):1288-1292.

[7]戴清峰,谭宇,黄涛,等.中风化岩超深基坑“两墙合一”地下连续墙设计研究与实践[J].建筑结构,2020,50(20):133-137+117.

[8]樊冬冬,刘祥勇,景旭成,等.南通富水砂性地层地铁深基坑墙体渗漏原因分析[J].隧道建设(中英文),2020,40(S1):225-231.

[9]欧孝夺,李胜,钟有信,等.富水圆砾层地铁车站深基坑周边土体防渗加固技术[J].城市轨道交通研究,2020,23(09):165-169.

[10]曹海东,苗贺朝,迟赞,等.基于低强度抗渗混凝土的露天煤矿帷幕截水技术[J].煤田地质与勘探,2020,48(04):61-67+73.

[11]王海,彭巍,曹海东,等.露天煤矿截水帷幕效果检验方法及截水效果分析[J].煤田地质与勘探,2020,48(04):87-93.