空間受限情況下地下連續墻施工技術

賀 華

（上海遠方基礎工程有限公司，上海市 200436）

0 引言

地下連續墻自19 世紀50 年代引進我國以來，廣泛應用于軌道交通、房建以及水利防滲等領域。隨著地鐵線路在我國的迅猛發展，地鐵車站在我國的建設量達到了歷史最高值，部分城市的地鐵線路年增長量達到40 km 以上。

地鐵車站圍護結構中通常使用地下連續墻、三軸攪拌樁、咬合樁以及高壓旋噴樁等工藝。其中，地下連續墻作圍護結構的使用最為常見。然而，地鐵車站根據城市規劃的要求可能存在布置于高架橋下、高壓線下以及城市中心建筑密集區等位置的情況。位于高架橋下或高壓線下的地鐵車站施工普遍面臨限高的問題，在這種情況下，有兩種解決措施：（1）在限高略低于大型設備的情況下，可采取部分土層挖除降低地面高度的方式使得施工高度滿足設備要求；（2）在有效施工高度遠低于正常設備的情況下，采用低凈空施工設備如徐工XTC80/60M 等進行土層或巖層施工[1-4]。較為經典的是，王鵬[1]系統性地總結4 種不同的低凈空工況的施工經驗，分別從成槽施工、鋼筋籠吊裝和接頭施工等方面論述了施工難點，并針對性地給出了相應的解決措施。

地鐵車站在城市建設過程中，在某些地區，如北京，由于交通管制嚴格、噪音污染控制要求高等影響，通常要求進行暗挖施工降低噪音污染。因此，北京地區的地鐵車站圍護結構施工采用導洞內施工更為有利。導洞內地下連續墻施工較為少見[5-7]，導洞內施工對地下連續墻施工設備要求更為嚴苛。目前，寶峨公司推出了立方體銑槽機系統以及CBC30 隧道銑槽機，見圖1。立方體系統適用于導洞內地下連續墻施工，且具有高效、低噪音的優勢；CBC 隧道銑槽機最低高度僅為5.232 m，成槽深度60 m。

圖1 寶峨CBC 隧道銑槽機實物圖

城市中心建筑密集區域內地下管線復雜，基礎工程施工過程中，通常面臨部分管線改道的情況，但仍有部分管線無法進行改道施工，該情況下，則需避開地下管線障礙物進行地墻施工，通常使用特殊設備如金泰SJ1000 側向成槽機進行施工[8-11]。

基于上海遠方地下連續墻工程實踐，對低凈空成槽、導洞內成槽以及側向成槽三種成槽方式進行介紹。

1 地下連續墻施工中三種空間受限情況

1.1 低凈空限制

地下連續墻低凈空限制源主要為高架橋、高壓線兩類，其中高架橋造成的低凈空限制主要發生在城市區域內，多為城市中心區域。根據研究表明，不同高架橋梁寬度對應最小凈空值見表1。根據實際施工經驗，大多數高架橋下凈空不大于10 m。

表1 高架橋梁寬度對應最小凈空值

對于高壓線下凈空限制，根據文獻[1]總結，高壓線低凈空高度限制有9 m、13 m、19 m 三類，分別對應大部分110 kV 高壓線、少部分110 kV 或220 kV高壓線以及大部分220 kV 高壓線下有效凈空。

1.2 導洞限制

在部分地鐵線路施工過程中，存在導洞或隧道內地下連續墻施工，該情況下對地下連續墻成槽設備的整體尺寸都存在限制，主要限制為設備高度及寬度。鐵路隧道根據不同牽引分為：內燃牽引：高6 m，寬12.88 m；電力牽引：高6.55 m，寬12.88 m。

1.3 地下障礙物限制

城市區域內，地下連續墻施工受到復雜地下管線干擾，在施工條件允許情況下，通常采用避開的方式進行成槽，但是在無法避開的情況下，則采取截斷管線將管線改道的處理方式。

2 三種受限情況下施工技術

2.1 低凈空限制

低凈空限制條件下的地下連續墻施工方案有以下幾種：（1）針對機械設備略超出施工限高的情況下，采用降低成槽設備站立平臺高度的方式，對原有施工平臺進行降高處理，見圖2，該方式適用于正常大型施工設備略超出有效限高的情況下，一般超出高度不大于2 m 時適用，否則大方量開挖會導致工程量增加，影響工期進度；（2）針對施工設備高度超出有效限高大于2 m 的情況，通常采用特殊施工設備，包括成槽設備和吊裝設備，特殊成槽設備包括MBC30 銑槽機、徐工XTC80/60M 低凈空銑槽機、徐工XG500E 成槽機、金泰SG40 改成槽機等，特殊吊裝設備包括龍門吊等特制低凈空吊裝設備。實際施工中，還需根據有效凈空高度對地下連續墻鋼筋籠進行分節吊裝，以滿足鋼筋籠下放要求。

圖2 施工平臺降高處理示意

2.2 導洞限制

導洞內地下連續墻施工空間限制較低凈空更為嚴重，尤其在地鐵隧道工程施工中。該情況下，通常采用特殊的施工設備如寶峨CBC 隧道銑槽機，DJK-68-01 型低凈空鉆機。其中，寶峨CBC 隧道銑槽機目前較為鮮有，且價格昂貴，經濟性不佳；采用DJK-68-01 型低凈空鉆機進行導洞內低凈空施工則更為經濟。

2.3 地下障礙物限制

城市中心復雜地下管線是影響地下連續墻施工的不利因素之一，通常情況下使用SJ1000 側向成槽機進行施工，首先利用挖機或者成槽機抓除障礙物旁土層，深度超過障礙物所在深度至少1～2 m；隨后將側向成槽機下至障礙物旁挖除土層的空間內，將障礙物下方土體利用側向成槽機進行挖掘，直至設計深度。

在地下障礙物埋深較淺時，也可以使用絞吸式成槽，利用鉆機將障礙物下方土層攪碎后經泥漿反循環排出土渣。鉆頭實物見圖3。

圖3 鉆頭實物

3 受限情況下工程實踐

根據上海遠方工程實踐，對低凈空限制條件下及存在障礙物情況下地下連續墻施工進行介紹。

3.1 低凈空限制條件

通過對實際施工項目梳理，總結出上海遠方低凈空項目施工情況表，見表2。結果表明，高架橋與高壓線是地下連續墻低凈空限制的兩種主要形式；地下連續墻低凈空條件下施工有效凈空高度為4.6～14 m（高壓線已減去6 m 安全施工高度）。施工過程中需根據現場情況合理設計鋼筋籠分節長度及分節數量，分節過程中應盡量減少分節數量，減少整體鋼筋籠的薄弱環節，同時，縮短鋼筋籠分節間的連接時間。

表2 上海遠方低凈空項目匯總表

3.2 地下障礙物限制

天津B1 線13 標地下連續墻工程項目場地存在10 kV 和220 kV 高壓電纜。在實際導墻施工時，需將高壓電纜進行保護，將導墻底部延伸至高壓電纜底部50 cm 位置，用1 cm 厚鋼板將高壓電纜左右兩側和上下兩側包裹，避免反循環設備提升時與高壓電纜發生碰撞。

導墻施工完成后，在槽段左側用液壓抓斗正常抓出2.8 m 寬導槽，作為插噴導管的先行導槽。高壓電纜下方土層用潛水鉆斜鉆成槽，每次橫向成槽寬度為15 cm，直至10 kV 高壓電纜底部1.4 m 范圍內全部成槽完畢。為保證電纜底部鋼筋籠順利移籠，槽段整體深度超挖2 m 深，鎖口管背部用砂子回填密實。槽段平面見圖4。

圖4 槽段平面（單位：mm）

4 結語

隨著地下連續墻在我國應用廣度與深度的不斷拓展，空間限制條件下地下連續墻施工的案例仍在不斷增多?；谙嚓P工程實踐，對空間受限情況下成槽施工進行闡述，并依托實際工程進行說明，以期為相關工程提供部分參考。