中铁大桥局集团第六工程有限公司 湖北武汉 430100
摘要：地下连续墙目前已广泛运用于地铁车站及桥梁工程中，但因单体工程规模的日益剧增和不同施工环境的特殊性，对地连墙施工技术的推陈出新提出了新的需求。本文以在建杨泗港长江大桥北锚碇基础施工为背景，针对超大规模地下连续墙施工的技术创新点进行总结分析，为类似工程提供参考。
关键词：超大规模；地下连续墙；新技术
1 背景简介
武汉杨泗港长江大桥是目前我国长江上首座双层公路大桥，同时也是世界上跨度最大的双层悬索桥。该桥全长4.134公里，跨江主桥采取主跨1700m的单跨双层钢桁梁悬索桥，主缆跨度布置为465 m +1700 m +465m。主桥桥面宽32.5m，上层为城市快速路，双向6车道，设计行车速度为80Km/h，下层为城市主干道，双向4车道，设计行车速度为60Km/h，两侧设非机动车道及人行道。桥式布置见图1。
结构距长江约500m，地下水丰富，丰水期承压水位一般为20.4～22.8m。地质条件自上而下主要为：①1杂填土、①3粉砂、②2淤泥质粉质黏土、②3粉砂、②4细砂、②5中砂、③1砾砂、④1黏土、④1-5圆砾土、⑥2弱胶结泥质砂岩、⑥3中等胶结泥质砂岩。
因结构处于主城区，周边环境非常复杂，周边主要有鹦鹉大道、地铁6号线、汉阳港埠公司港口铁路专用线（3股道）和在建高层住宅小区等重要建筑。具体情况见图3。
图3 北锚碇周边环境图（单位：m）
2 特殊条件下的技术创新需求
一方面，该地下连续墙设计规模宏大，其直径、墙体厚度及深度均为目前世界最大，须采取可靠措施重点解决结构成型质量和周边重要建筑稳定安全的有效控制。另一方面，主城区征地拆迁难度大、施工作业面提交滞后导致工期紧迫，必须采取新技术和加强组织管理，实现快速施工。
3 新技术应用
3.1 地下连续墙成墙施工
结合以往相关技术经验和项目特点分析，技术创新应用主要涉及到槽段成孔速度及质量、钢筋笼制作与安装、槽段接头处理、墙体止水等。
3.1.1 槽段成孔速度及质量
地连墙成槽设备主要有液压抓斗、旋挖钻机、液压铣槽机、冲击钻机等。其中，前两种设备一般只适用于土层和强度低的岩层，后两种设备则适用各类地质条件。
结合本工程地连墙槽段墙底嵌入胶结泥质砂岩深度很大的特点，针对成槽设备选配方案进行对比如表1所示。
经比选，择优选用1台意大利土力SC-120型液压双轮铣槽机配2台金泰SG60液压抓斗进行成槽施工。Ⅰ期槽先采用液压抓斗开挖至岩面，然后采用双轮铣槽机修孔下放至孔底后铣削岩石至设计标高成槽；Ⅱ期槽全部采用双轮铣槽机进行开挖成槽。该套设备组合方式既充分发挥了液压抓斗取土效率高和双轮铣槽机成槽精度高的优势，又兼顾了槽段接头设计采用铣接头的需求，既保证了质量又实现了快速施工，且现场文明施工效果很好。现场实施情况见图4、表2所示。
3.1.2 钢筋笼制作与安装
以往地下连续墙槽段钢筋笼均采取部分主筋焊接成桁架、光圆钢筋多吊点的设计形式，成型后的钢筋笼存在焊点多、笼体整体刚度较差、吊点受力不明确等突出问题，安全风险较大。杨泗港长江大桥北锚碇地下连续墙钢筋笼设计采用HRB400直径40mm主筋，间距10cm，内外层主筋之间采取HRB400直径20mm拉钩筋形成笼体，具体见图5。
设计Ⅰ期槽段钢筋笼长58.85m、宽5.858m、厚1.31m，总重117.22t；Ⅱ期槽段钢筋笼长58.85m、宽2.6m、厚1.31m，总重52.85t。钢筋笼在胎架上分21.05m、38.6m两节长线法制作，检查合格后，采用350t、150t各1台履带吊采取双机抬吊进行空中翻转竖立，钢筋笼翻升后由350t主吊机转移至孔位对位安装，钢筋笼分节对接后再整体下放至设计标高位置，具体见图7。
图8 槽段钢筋笼安装入孔
3.1.3 槽段接头处理
本项目槽段间接头采用“铣接法”，即在两个Ⅰ期槽中间进行Ⅱ期槽成槽施工时，铣掉Ⅰ期槽端头的部分混凝土形成锯齿形搭接，环形Ⅰ、Ⅱ期槽孔在轴线方向的搭接长度为25cm。
为保证Ⅱ期槽铣槽精度满足接头搭接要求，现场采用了接头导向板定位工艺，即在I期槽砼浇筑前，在指定位置安装长约20m的重型钢导向板，砼初凝后及时将导向板拔出，以形成Ⅱ期槽铣槽机铣轮钻头的导向，具体见图9。
施工中还通过采取适当缩小Ⅰ期槽段钢筋笼沿环向的几何尺寸、提高加工精度及控制沿环向安装垂直度等辅助措施，确保铣槽时不铣到Ⅰ期槽钢筋笼，既保证了接头质量也提高了效率。
3.1.4 墙体止水
通常，墙底和槽段接头处为主要漏水风险点。
⑴墙底漏水风险预控
本项目采取在地连墙内预埋Φ108×4mm钢管（兼用超声波检测），地质钻机基岩钻孔。钻孔深度比设计帷幕深度加深2.0m，以达到岩层透水率小于1Lu要求。钻孔至设计灌浆底线后，均对终孔段进行压水试验，若岩石透水率q≤1 Lu，则终孔；否则，应继续加深一段，直至满足上述标准。当终孔遇断层、夹层时，应加深钻孔穿过断层、夹层。
注浆孔完成后，经裂隙冲洗和压水试验合格，按先内后外、自上而下孔口封闭、孔内循环分段注浆。采用水灰比0.6、0.8两个比级的稳定性浆液，按注浆顺序合理选用。
注浆结束标准：在规定压力下，当浆液注入量不大于0.5L/min时，继续灌注（屏浆）30min；或不大于1L/min时，继续灌注（屏浆）60min结束该段灌浆。
⑵槽段接头漏水风险预控
为避免地下连续墙基坑开挖过程中，因漏水危及周围环境安全，一般会采取在地连墙外围增设一道挡水帷幕墙，但其对整体造价影响很大。本项目通过优化设计，采取对地连墙槽段接缝高喷补强措施，即在墙体接缝外侧40cm处钻2个高喷孔后进行二重管法高压旋喷灌浆。该法具有施工速度快，止水效果好，工程造价低等优势。具体见图10。
图10 接缝注浆孔布置（单位：cm）
3.2 施工监测
为确保基坑开挖施工过程中动态掌控锚碇工程和相邻建筑物的稳定安全状态，同时也为提高锚碇工程设计和施工的整体水平提供实践参考，本项目建立了较为全面的施工监测系统。
3.2.1 本项目监测的主要内容
⑴地下连续墙墙体监测：地连墙深层侧向变形监测；地连墙钢筋应力监测。
⑵支撑系统监测：帽梁变形（水平和垂直）监测；内衬钢筋应力监测。
⑶水工监测：坑内外地下水位监测；长江水位监测。
⑷环境监测：坑外地表沉降及水平位移监测；周围建筑物的沉降和位移监测。
3.2.2 本项目监测仪器及监测频率
3.2.4 监测预警值设定
监测报警值一般由累计变化量和变化速率控制，累计变化量不应超过设计限值。
周边环境监测报警值应根据主管部门和设计要求确定，当设计无具体规定，根据规范要求按表6选用。
监测报警应该按照实测各项目内容，参考表6.1和表6.2综合判断并给出预警，不宜单纯单一按某一项数据，应综合分析原因；其中钢筋应力和深层水平位移作为主控项目，长江大堤的沉降和水平位移数据也作为重点关注。
当出现下列情况之一时，须立即进行危险报警，并对保护对象采取应急措施：
①当监测数据接近或达到监测报警值；
②基坑支护结构或周边土体的位移突然明显增长或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等；
③周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝；
④根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。
3.2.4 实施效果
本项目通过采取以上针对性的技术创新，仅用近6个月就快速有效地完成了目前国内首座超大规模的圆形地下连续墙施工，从开挖后的各施工阶段监测数据显示均处于良好控制状态，实体工程成型质量好，未出现漏水现象，工程造价水平得以明显降低。具体见表、图11所示。
4 结语
地下连续墙目前已广泛运用于地铁车站及桥梁工程中，但因单体工程规模的日益剧增和不同施工环境的特殊性，对地连墙施工技术的推陈出新提出了新的需求。本文以在建杨泗港长江大桥北锚碇基础施工为背景，针对超大规模地下连续墙施工的技术创新点进行总结分析，为类似工程提供参考。
参考文献：
[1] 徐延坤.浅析地下连续墙施工技术,建筑，2012年第12期。
[2] 缪玲娜.黄利芳. 浅谈地下连续墙施工技术应用，中国科技博览，2010年第32期。
[3] 程光明.浅谈地下连续墙施工技术.科技资讯，2008年第18期。
[4] 高学春.地下连续墙施工技术应用探讨.中国住宅设施.2010年01期。
[5] 丛霭森.地下连续墙的设计施工与应用.中国水利水电出版社.2001。
论文作者:时一波
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/20
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