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摘要：本文以广州地铁四号线南延段施工3标塘坑站土建施工为背景，联系实际案例，研究车站围护结构地下连续墙在强透水性断裂带特殊地质条件下的施工技术，得到在此类复杂地质条件下连续墙施工的技术控制要点，以期对类似工程施工具有一定的参考和借鉴价值。
关键词：地下连续墙 强透水性断裂带 围护结构 地铁施工
1前言
近年来，随着城市快速发展的同时，交通拥堵问题日益严重，由此国内地铁需要高速发展，成为全国各大城市人们出行的重要交通工具，逐渐成为一种必然趋势。当前，国内地铁车站在诸多支护形式基坑围护结构中，地下连续墙因为刚度大、变形小、整体性好，止水效果较好等优点被普遍应用。而连续墙在强透水性断裂带这一复杂地质条件下的施工，如何克服施工过程中的地质风险，保证连续墙施工的质量，此类先例不多。强透水性断裂带所形成的工程难题是个极其复杂且具备重要经济意义的课题，采取何种措施才能安全有效的在这类地质环境中进行地铁工程施工并确保其稳定性，很长时间都是众多岩土力学和工程地质工作者所面临的施工难题。
2 工程概况
广州地铁四号线南延段施工3标塘坑站，车站位于60米宽的环市大道南与江南路交叉口，地铁线路于该段的走向基本为东西向。本站为地下两层双跨构造岛式站台，选用明挖法施工。塘坑站为地下二层岛式站台车站，站后设单渡线。车站总长247m，结构标准段宽19.80m，端头井加宽段宽23.70m，顶板覆土厚度约3.0m，车站埋深标准段为16.61m，车站扩大端埋深约17.60～18.14m，围护结构均采用800mm厚地下连续墙。依据地质勘查报告，塘坑站所处位置发现的断裂带，经补勘发现的断裂带主要含颗粒和块状的石英，较为破碎，含水量丰富且具承压性。
3强透水性断裂带地质特点
基岩风化裂隙水主要赋存在混合花岗岩强风化、中风化风化裂隙中，属承压水，透水性、富水性不均，大多透水性弱，富水性弱，在裂隙发育较强地段容易构成集水带，水量较丰富。广州市断裂构造密集，断裂带部位岩体破碎，易成为地下水通道，造成地下工程涌水、突水事故[1]。断裂带主要含颗粒和块状的石英，较为破碎，含水量丰富且具承压性，对地下连续墙施工造成成槽易塌方，砼浇筑易产生夹泥夹砂等不良现象，对连续墙墙身质量带来隐患，存在基坑开挖时有渗漏或坍塌的风险。
4 地下连续墙的施工技术
4.1施工技术的研究背景和内容
大规模轨道交通建设过程中不可避免地遇到地下水的控制问题[2]，研究强透水性断裂带地下车站基坑围护结构施工技术，以广州地铁四号线南延段3标塘坑地铁站A端风亭围护结构地下连续墙施工为背景，展开以下四方面的研究：
（1）强透水性断裂带地层连续墙施工泥浆性能的研究；
（2）强透水性断裂带地层成槽控制技术的研究；
（3）连续墙接缝及接口的技术研究。
（4）地下连续墙入岩深度的研究；
为确保地铁车站围护结构地下连续墙施工质量，塘坑站事先已对连续墙侧壁采取水泥土单轴搅拌桩加固处理，确保连续墙在成槽过程中槽壁的稳定。
4.2强透水性断裂带地层连续墙施工泥浆性能的研究
4.2.1 泥浆配合比及性能研究
在地下连续墙施工中，成槽施工时槽壁的稳定性将受泥浆性能的优劣直接影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据本工程的地质特征，采用膨润土、纯碱、高浓度CMC和自来水为原材料，搅拌而成。应进行室内性能试验，在护壁泥浆使用前，施工过程当中根据监控数据随时调整泥浆指标。假如不能满足槽壁土体稳定，须对泥浆性能指标进行及时调整。
4.3 强透水性断裂带地层连续墙成槽施工技术
本工程开挖槽段选用上海金泰SG40成槽机和冲击钻。
（1）上海金泰SG40成槽机特点
金泰SG40成槽机性能初步描述：①挖掘深度达60m，能适应的成槽厚度为0.35m～1.5m；②具有强制性纠偏功能，在挖掘过程中能随时显示成槽机抓斗进尺深度和垂直度，司机可根据显示数据做到随挖随纠，能很好的控制槽段的垂直度；驾驶室里面的垂直度控制系统屏幕；③成槽机抓斗重18t，挖掘能力、切削能力较强，能有效的挖掘标贯值N＝50左右硬土层、板砂等；④采取双钢丝绳，双保险，成槽机抓斗不容易掉落。
（2）金泰SG40成槽机驾驶室配有垂度显示仪表和自动纠正偏差装置，可以随时观测成槽垂直度和成槽深度。
4.3.1成槽机成槽施工
（1）成槽前，需利用水平仪调整成槽机的平整度，利用经纬仪控制成槽机抓斗的垂直度。成槽过程中，利用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度，成槽垂直精度不得大于3‰。
单元槽段均采用的顺序是先两侧后中间。先挖好槽段两端的单孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙，采用此种方法就能使抓斗在挖单孔时吃力比较均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度。
先挖单孔，后挖隔墙。由于孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度，抓斗能套住隔墙挖掘，同样能使抓斗吃力比较均衡，有效地进行纠偏，保证成槽垂直度。待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，把抓斗挖单孔和隔墙时，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保证槽段横向有良好的直线性。在抓斗沿槽长方向套挖的同时，把抓斗下放到槽段设计深度挖除槽底沉渣。
（2）成槽挖土
挖槽过程当中，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，依据成槽机仪表及实测的垂直度及时进行纠偏。在抓土时槽段两侧采用双向闸板插入导墙，使导墙内泥浆不受污染。挖槽时，应防止由于次序不当造成槽段失稳或局部坍落.在泥浆可能会有漏失的土层中成槽时，应提前准备有堵漏措施，现场储备足够的泥浆。
（3）挖槽土方外运
由于本工程处于广州南沙旧镇塘坑地带，白天居民、车辆出行较多，一般情况下不宜外运土方，挖槽作业尽可能安排在夜间进行，可以做到一边挖槽出土，一边装车外运。为了保证车站工期，使白天和雨天挖槽土方时，难以外运也可进行挖槽作业，在工地上设置渣土坑，用以临时储存渣土，待夜间装车外运出场地。
（4）槽深测量及控制
槽段槽深采用标定好的测绳测量，每幅根据现场实际槽段其宽度测2～3点，同时根据导墙标高控制挖槽的深度，以保证达到设计深度。
本工程塘坑站A端风亭A6幅地下连续墙成槽过程中，在13~20m左右发现花岗岩破碎带，成槽机抓出大量石英石块，且槽段内发现涌水，槽段有塌方，具体情况如下：
成槽过程
2014年7月16日凌晨3点开始施工A端风亭地下连续墙，首开槽A6号槽设计槽深23.15米，钢筋笼21.4米，开挖A6幅槽第一抓1-9米为黑色淤泥层，10-13米为黄褐色砂质黏性土，前13米抓斗挖取进度很快，只用了一个小时。13米开始挖取进度很慢，地质较硬，捞取上发现大量石英块，从13米开始直至孔底23.2米，使用冲击钻冲孔共耗时6个小时。第二抓情况同第一抓，并在成槽过程发现槽段内有涌水现象。下午4点开始清孔，发现槽段内塌方，孔深只有17米，抓斗捞取后，反复塌方三次，一直到7月17日凌晨5点孔深才有23.2米，6点30分钢筋笼下设完毕。
论文作者:刘飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/31
标签：抓斗论文; 透水性论文; 泥浆论文; 地下论文; 车站论文; 地质论文; 深度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;