摘要：本文结合福州地铁6号线壶井站工程实践，针对沿海复杂地层条件下的地铁车站维护结构施工技术展开论述，解决地层变化大、高强度地质条件下的围护结构施工技术难题，以期对类似工程提供借鉴。
关键词：复杂地层；地铁车站；围护结构；施工技术
1 工程概况
福州地铁6号线土建3标2工区壶井站为地下二层岛式车站，全长212.5m，范围内包括车站主体地下连续墙、二重管高压旋喷桩、墙趾加固、槽壁加固。其中围护结构主要形式采用800mm厚地下连续墙，平均深度为26.78m，采用工字型刚接头处理。地下连续墙现浇混凝土采用标号为C35 P8水下商砼。
工程所处的地层结构复杂，自上而下分别为粉质黏土—粉细砂—中细砂—残积砂质粘性土—全风化花岗岩—砂土状强风化花岗岩—碎块状强风化花岗岩—微风化花岗岩，饱和状态岩石单轴抗压强度59.50～92.65MPa，平均值62.56MPa。地层特点在水平向均匀性一般，垂直向软硬相间，变化较大均匀性较差。车站所处区域上层滞水、松散孔隙潜水初见水位埋深为0.32～0.89m，稳定水位埋深为0.45～1.03m，水位年变化幅度为1.0～1.5m。
2 关键技术实施难点
车站底板主要位于粉细砂、（含泥）中细砂、强风化花岗岩（碎块状）区，地下墙墙趾均位于强风化花岗岩（砂土状）、强风化花岗岩（碎块状）、微风化花岗岩区。地勘资料显示，强风化花岗岩的标贯击数为50～96，已经远远超出抓斗标贯击数小于50的工作能力范围，而且入岩深度较大，部分槽孔需入微风化岩，岩面倾角大，传统围护结构施工方法实施难度较大。
地下水含盐度大，同时因为场内地下水位较高，所以在地下连续墙在成槽过程中，地下水容易反渗透到槽孔内，对泥浆和槽壁的稳定性产生影响，从而造成塌槽。
3 地下连续墙施工
3.1 工艺及流程
主体围护结构形式为800mm地下墙+内支撑。工艺采用旋挖钻及冲击钻、乌卡斯冲击钻、单轮铣槽机协助成槽机联合成槽，履带吊整体吊装钢筋笼入槽，导管法灌注水下混凝土。导墙制作、钢筋笼制作、泥浆护壁、抓土成槽、钢筋笼吊装、水下混凝土浇筑等。
施工准备→测量放样→导墙施工→槽段挖掘→刷壁、一次清底→超声检测→钢筋制安→下放砼导管、接头回填→反循环二次清底换浆→混凝土浇筑。
3.2导墙施工
导墙成“┓┏”形现浇钢筋砼结构，内侧净距为地下连续墙设计厚度加40mm的施工余量。采用小型挖掘机开挖，人工配合清底；墙侧壁修整成竖直面，表面要平直，不得有明显的凸凹，基底应找平并以人工夯实。导墙混凝土自然养护到70％设计强度以上时，方可进行成槽作业。
3.3 泥浆制备
在施工现场采用砖砌25m×10m×2.5m的泥浆池进行泥浆的制作、储存和沉淀，总容量为600m3。循环泥浆采用管道输送回收，挖槽期间，泥浆液面必须高于地下水位0.5m以上，由于本场区地下水位在导墙底部下方，施工过程中一般要求处于导墙下0.5m进行控制，泥浆指标施工时可根据地质情况调整。新制泥浆应存放24h以上，使膨润土充分水化后方可使用，在此期间应不停地搅拌。
表3.3-1 泥浆配制、管理性能检测指标表
3.4 成槽施工
3.4.1 分幅及成槽宽度
本站地连墙共计84幅，端头井地连墙深度约为28m，正常标准段地连墙深度约为25m。首开幅开挖宽度b+200mm，以保证成槽结束后钢筋笼能顺利下放到位。
3.4.2 成槽方案
据本工程地质情况及任务特点，结合目前国内地下连续墙成槽机械选型，设计3套施工方案。
（1）第1套施工方案：采用抓斗成槽机与冲击钻机配合使用的方式进行施工。
（2）第2套施工方案：采取抓铣结合并配置冲击钻机以辅助地下连续墙施工的方式进行施工。
（3）第3套是施工方案：采用抓斗成槽机与旋挖钻机配合使用的方式进行施工。
通过分析，计划采用第1套方案即抓斗成槽机挖至散体状强风化花岗岩至挖不动后再用2台乌卡斯冲击式钻机进行冲击钻孔至设计标高，钻孔成排孔布置形成整幅地下连续墙后再下钢筋笼、浇筑混凝土。同时为防止工期上存在严重滞后的情况发生，备用方案为第2、3套方案，采取抓铣结合的方式进行施工，即用抓斗成槽机挖至抓不动，然后用铣槽机成槽至设计标高；采取抓旋结合的方式进行施工，即用抓斗成槽机挖至抓不动，然后采用旋挖钻分别钻孔至设计高程。
3.4.3 成槽作业
（1）按照8至9幅槽段分阶段流水施工，以加快整体施工进度。
（2）泥浆随出土补入，成确保泥浆液面高出地下水位0.5m以上，同时也不能低于导墙顶面0.3m，槽机挖掘进速度应控制在15m/h左右，抓斗垂直精度控制在3/1000以上。
（3）当冲孔进入设计岩层面时或距设计标高1.5m时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻，及时终孔。
（4）槽段采用工字钢接头施工，在地下连续墙进行单元槽段划分时，为防止渗漏几率宜减少槽段接头个数，施工接头严禁设置于地下连续墙的转角处。
3.4.4 钢筋制安
16#槽钢拼装钢筋加工平台，增设纵、横向钢筋桁架及主筋平面上的斜拉条保证钢筋笼的起吊刚度。钢筋笼纵向预留导管位置，并上下贯通；底端0.5m范围内的厚度方向上作收口处理；钢筋笼设型钢板定位垫块，确保保护厚度。
钢筋笼起吊采用两台履带式起重机一次性整体起吊入槽。
3.4.5 水下灌注混凝土
钢筋笼安装后4小时内浇筑混凝土，采用导管法，其下口距槽底30～50cm，浇注中保持连续均匀下料，混凝土面上升速度控制在4～5m／h，导管下口在混凝土内埋置深度控制在1.5～6.0m，当浇筑至地下连续墙顶部附近时，要降低浇筑速度，将导管的最小埋入深度控制在1m左右，控制混凝土面高差小于50cm，浇注面应高出设计标高30～50cm。
4 旋喷桩施工
4.1 工艺及流程
本工程旋喷桩主要用于地连墙接头处及端口井加固。
场地平整→测量定位→桩机就位→对正桩位→调平机身并固定→钻进→钻进设计标高时停钻→启动送料→提钻至设计桩顶高程以上0.2m时停止送料→提钻停机→钻机移位。
4.2 主要施工方法
（1）钻机就位
将钻机安置在现场精确测设的孔位上，使钻头对准孔位中心。钻机安装定位要准确、水平、稳固。钻机就位后须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，钻杆垂直度＜1%。
（2）钻孔
钻孔的目的为了将注浆管插入预定的地层中，钻孔位置与设计孔位偏差不得大于50mm。
（3）制浆
采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥，旋喷灌浆所用浆液水灰比为0.8～1.2。
（4）喷射注浆
喷射注浆管插入预定深度后，由下至上同时喷射高压水及低压空气，利用高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大孔隙。另注入水泥浆液填充空隙。
（5）注浆管提升
钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆继续旋喷时，其搭接长度不小于100mm。
4.3 质量检查
（1）旋喷桩有效桩径范围内桩体的14d单轴抗压强度要求≥1MPa，28d单轴抗压强度要求≥3MpPa。
（2）14d后桩体的渗透系数应≤3×10-5cm/s。
（3）施工过程检查：旋喷灌浆前，对孔位、孔偏斜率、材料、浆液配合比等进行检查验收；旋喷灌浆施工过程中，对喷射管的插入深度、施工工艺参数进行检查验收。
（4）施工结束14d后，按照设计要求取灌浆总孔数的10%进行钻孔取芯、压水等方法进行检查。
5 三轴搅拌桩施工
5.1 工艺及流程
本工程三轴搅拌桩主要用于地基加固，防止槽壁塌方。车站全站处于现状填土区或鱼塘需回填区段，连续墙采用Φ650@450三轴搅拌桩槽壁加固，加固深度为场坪地面以下5m范围。
清除地下障碍物、平整场地→开挖泥浆沟→定位→三轴搅拌机就为→压浆注入→压浆钻进与搅拌→压降提升与搅拌→验收。
5.2 主要施工方法
（1）搅拌桩施工按跳槽式双孔全套复搅式连接施工，保证搅拌墙体的连续性和接头的施工质量，以达到止水的作用。三轴搅拌桩施工，施工前应根据设计进行工艺性试桩
（2）开挖导向沟
根据三轴搅拌桩桩位中心线用勾机开挖槽沟，沟槽尺寸为宽1.2m，深1～1.2m，并清除地下障碍物。
（3）桩机就位
桩位偏差不大于50mm，桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测，确保钻机的垂直度精度不低于1/200，平面误差±20mm。
（4）制备水泥浆液及浆液注入
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2h，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过24h。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头在H口进行混合，注浆压力为1.5MPa～2.5MPa，注浆流量为125L/min.台。
（5）钻进搅拌提升
帷幕止水作用的下沉速度为0.5-1.0m/min，提升速度为1.5-2.0m/min；槽壁加固作用的下沉速度为1.0m/min，提升速度为2.0m/min，在桩底部分宜重复搅拌注浆。在下钻时，注浆的水泥用量占总数的60％～70％，而提升时为30％～40％。
6 结语
随着各地地铁工程建设的深入，复杂条件下的车站围护结构施工不断面临新的技术难题。随着技术水平的提升和工程难度多样化的发展，系统的围护结构技术得到更加广泛的开发应用，本文在围绕地连墙、旋喷桩、三轴搅拌桩施工中总结了一些复杂地层地铁车站的围护结构施工技术，为类似工程提供借鉴。
论文作者:李明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/23
标签：泥浆论文; 钢筋论文; 钻机论文; 地下论文; 花岗岩论文; 抓斗论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;