中铁十局集团有限公司
摘要：根据基坑深度、工程地质和水文地质、地面环境、技术经济等条件，地下连续墙是城市地铁深基坑围护结构常用的支护方式。针对呼市地铁1号线明挖区间（一）下穿净空约6m的立交桥、管线多、成槽难度大、钢筋笼吊装难的问题，经过方案比选，最终确定用低净空成槽机、制作小型桁架龙门吊、分节钢筋笼吊装、一级套筒连接、接头箱替换技术、二次清孔等方案，同时对桥墩进行钢管隔离桩加固的保护措施。通过现场施工验证了方案的合理性，并为同类工程施工提供了借鉴。
关键词：高架桥、低净空、地下连续墙、小型桁架龙门吊、钢管隔离桩、分节钢筋笼、一级套筒、防扰流、接头箱替换、二次清孔
According to the conditions of foundation pit depth，engineering geology and hydrogeology，ground environment，technology and economy，underground diaphragm wall is a common supporting method for the retaining structure of deep foundation pit of urban metro. Aiming at the problems of overpass with clearance of about 6m under the open-cut section of Hushi Metro Line 1（1），such as many pipelines，difficult grooving and difficult lifting of steel cage，through the comparison of schemes，the schemes of low clearance grooving machine，small truss gantry crane，segmented steel cage lifting，first-level sleeve connection，joint box replacement technology and secondary hole clearing are finally determined，and steel pipe partition is carried out for piers at the same time. Protective measures for strengthening off-pile. The rationality of the scheme is verified by field construction，which provides a reference for similar projects.
引言
随着社会发展，地铁建设逐步加快，地铁车站、明挖区间等下穿低净空桥梁、电缆等构建筑物的特殊环境越来越多，建设环境越来越复杂，既要采用一种符合安全、质量、工期、成本等各方面的施工方法满足设计意图和设计要求，也需要克服低净空条件下高富水砂卵石地层地下连续墙围护结构施工困难，因此研究一种适用于高架桥下低净空工况下的地连墙施工技术具有重要意义。基于呼市地铁一号线明挖区间（一）低净空地下连续墙施工实例，结合对周边构筑物进行检测、保护，提出了引进低净空成槽设备、制作小型桁架龙门吊、分节钢筋笼吊装入槽等新的施工方法，具有一定的工程实践性。
1 工程概况
1.1 工程简介
三间房车辆段出入线明挖区间（一）东接西二环路站，西接三间房车辆基地。区间采用明挖法+中间盾构法施工。明挖区间设置人防门和防淹门。本区间为四线并行明挖区间，出入段线左右线位于内侧，正线左右线位于外侧，正线为远期预留线路，在四行并线明挖区间端头预留盾构实施条件。
明挖区间下穿西二环鄂尔多斯立交桥，鄂尔多斯立交桥桥面宽度30m，桥下净空约6m，区间结构外皮与桥桩最小净距约5m。明挖区间采用地下两层箱体框架的结构形式，在满足限界条件下，设置内隔墙。明挖区间宽度约20.12m—37.88m，结构底板埋深约17.66m—22.30m。明挖区间采用明挖顺做法施工，根据总体筹划，区间端头设置盾构接收井。明挖区间基坑围护结构采用地下连续墙，基坑内设砼/钢管支撑，基坑安全等级为一级。
明挖区间地下连续墙共88幅，设计深度约27.5m—33.6m。其中有17幅位于鄂尔多斯立交桥下，桥下结构属于缓和曲线，均为一字型，立交桥与地连墙的平面关系如图1所示：
1.2 工程地质和水文地质条件
明挖区间所在地质层自上而下分别为杂填土①1层，素填土①2层，中砂③6层，圆砾③9层，细砂③2层，中砂③5层、粉质粘土③7层、细砂④5层。区间主要处在圆砾③9层、中砂③5层，围护结构嵌固深度为10-12m。地下水位埋深约12m。
图1 立交桥与地连墙的平面关系
2、重难点分析
2.1 区间结构外皮与桥桩最小净距约5m，开挖成槽保护桥墩，及时进行监测，避免发生不均匀沉降、倾斜是重难点之一。
2.2 一般地连墙钢筋笼都是整体焊接、整体吊装，而桥下钢筋笼长度为27.1m，净空约6m，无法整体吊装，分节吊装安全、套筒连接质量是重难点之一。
2.3 本区间非桥下地连墙槽段接头用H型钢，在型钢一侧吊装12m的接头箱，而桥下净空约6m，接头箱无法使用，钢筋笼偏移和扰流等问题是重难点之一。
3、低净空工况下地下连续墙施工方案
3.1 总体施工方案
明挖区间（一）设计地连墙共88幅，其中61幅不受净空限制，采用常规地下连续墙成槽机械，桥下17幅，采用SGL-40低净空成槽机，主要施工工艺对比如表所示
图2 常规成槽机 图3 SGL40低净空成槽机
3.2 桥下净空保证
SGL-40低净空抓斗成槽机是上海金泰工程机械有限公司自主研发的特殊地下工程设备（常规成槽机改装版），全国仅有1台，设备离地净高约6.5m，立交桥下施工最小净高为6m，为保证施工作业面以及对桥梁预留一定的安全距离，同时减小对桥墩的影响，综合考虑后对桥下既有路面降低1.5m，施工高度提升至7.5m，满足成槽要求和对既有桥梁的安全距离。
图4 桥下净空保证
3.3 低净空工况下成槽施工
普通地段成槽泥浆直接用绿色环保车运输，而桥下净空受限，无法一次装车，需要在成槽机抓斗运行范围内设置泥浆箱，配备一台挖掘机随挖随装。
由于低净空成槽机为普通旧成槽机改装而成，在施工过程中故障较多；低净空成槽机抓斗较普通成槽机抓斗轻，在成槽过程中，垂直度不能保证，我项目部采用UDM100超声波检测仪控制槽深、槽宽、槽壁垂直度等，合格后进行刷壁、清底、换浆。使用泥浆比重仪检测，控制泥浆指标符合要求：比重<1.15（g/cm3）、粘度<35（s）、含砂率<7（％）、PH值>8。
图5 UDM100超声波检测
3.4 低净空工况下钢筋笼吊装技术
3.4.1 钢筋笼分幅拼接技术
区间桥下施工范围内有各类管线多达3束，其中给水、燃气及雨污水管道前期已经改前至基坑外，剩余电力、弱电管线两种无法改迁，采用悬吊保护，管线大多无富余量，影响地连墙成槽和钢筋笼安装；
针对这个问题，项目部在优化地连墙分幅宽度和钢筋笼拼幅上做文章，主要体现在：
1）桥下地连墙设计幅宽为5m，成槽机抓斗宽度2.8m，根据管线位置，重新划分地连墙幅宽，宽度介于4-6m之间，尽量将管线位置调整至地连墙接缝处；
2）确实无法避开的，对地连墙钢筋笼进行优化，优化方法为以管线为分界，用两小幅钢筋笼对口拼接，将管线调整至对口点位置，钢筋笼一边作成楔形，一边做成槽型，下钢筋笼时进行拼接，既满足了幅宽，同时又避开了管线。
图8 分节钢筋笼吊装拼接
3.4.4 低净空地连墙防扰流技术
为了防止混凝土浇筑时绕流影响邻接幅地连墙成槽，项目部优化方案，
1）根据钢筋笼分节长度，型钢连接采用坡口焊接，确保焊接质量；
2）在H型钢两侧面安装1m宽的止浆铁皮，型钢焊接处设两道止浆铁皮，搭接长度为1m；
图10 沙袋替换接头箱
3.4.5 二次清孔技术
高架桥下钢筋笼分6节，每节钢筋笼从起吊到机械连接到入槽，最快需要45分钟，六节全部入槽需要4.5h，而常规地连墙钢筋笼吊装至入槽最快1.5h，区间主要处于圆砾③9层、中砂③5层，沉渣较厚，通过二次换浆效果不佳，经小组讨论，采取气举反循环技术进行二次清孔，清渣速度快，沉渣厚度减小，保证质量，缩短工期，降低施工成本。
图11 二次清孔技术
3.5 高架桥加固保护措施
3.5.1 钢管隔离桩加固
由于区间结构外皮距桥桩最小净距约为5m，在施工时必须对桥桩采取加固措施，避免桥桩在施工时沉降、倾斜，在基坑与桥桩之间设置Φ219@300钢管隔离桩，隔离桩内填充M20砂浆。钢管桩与地连墙同深；每个立交桥承台设置钢管桩36根，钢管桩中心与立交桥承台边缘距离1.2m。先施做钢管桩，后施做地连墙。
图11 钢管隔离桩施工
3.5.2 桥桩监测
桥桩监测由中铁第六勘察设计院集团有限公司负责，桥下地连墙施工期间，对地连墙附近的1、2、3、4号桥墩进行沉降及水平位移监测，桥墩的竖向及水平位移允许值为20mm，报警值为16mm。从监测日报可以看出，桥墩的竖向及水平位移为-1.76mm，小于报警值，该施工方案合理有效。
3.5.3 槽壁坍方控制措施
桥桩距离地连墙最小为5m，本工程地质条件较差，在地下墙施工中容易出现坍孔或缩孔等不利现象，可能会造成桥桩的沉降或倾斜，在成槽时从改善泥浆性能、减小施工影响、降低地下水位等几个方面采取措施确保槽壁稳定。
3.5.4 安全保证技术措施
鄂尔多斯立交桥在地连墙施工期间，车流量大，正常通行，为保障安全，采用封闭式围挡对桥桩进行保护，在不影响行车范围内，设置水码、警示防撞设施，同时桥下吊装作业安排专人指挥，避免吊装作业造成社会影响。
4、结语
明挖区间桥下地连墙共17幅，从方案优化、设备引进、施工顺利完成，可以得到以下结论：1）低净空成槽机能够满足低净空条件下地连墙施工。2）低净空钢筋笼整体焊接分节吊装，质量满足要求。3）通过验算，低净空龙门吊满足空间限制条件下钢筋笼吊装问题。4）地连墙型钢接头分节坡口焊、背后填石子砂袋防止扰流效果俱佳。5）钢筋笼吊装时间长，采取气举反循环二次清孔，质量得到保证。6）钢管隔离桩的施工，对立交桥桥墩沉降的保护作用明显。
参考文献
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论文作者:宋寿兵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：区间论文; 钢筋论文; 桥下论文; 桥桩论文; 地下论文; 立交桥论文; 钢管论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;