地铁车站围护结构地连墙施工技术

一、地连墙施工主要工艺流程

二、工艺流程细化

一、导墙施工：
1.导墙简介：钢筋混凝土导墙分为现浇与预制两种，目前使用现场浇筑较多。但预制的导墙比现场浇筑的节省材料用量；在地下水位很高时，预制的导墙比现场浇筑的好。
2.施工工序：
测量放样—导墙开挖—边坡修整—钢筋绑扎及立模—中心线复测—混凝土浇筑—模板拆除—支撑制作—土方回填
3.导墙结构：导墙采用倒“L”形现浇钢筋混凝土整体式导墙，工业园站导墙深度1.4m，汇隆街站导墙深度2.0m，导墙厚不小于0.2m，导墙应深入冠梁下沿以下30cm且插入老土，具体视现场情况而定。
4.施工要点：
A.导墙定位要考虑结构尺寸外放因素（结构尺寸外放+地连墙尺寸外放）。
B.导墙起地连墙定位及成槽导向作用，轴线、竖直度、结构尺寸要符合要求。
C.导墙起地承重作用(成槽机、渣土车在导墙附近站立、拔起接头管时千斤顶就位)，结构强度必须要符合要求。
D.导墙顶标高要高出地下水位2m，不足时加高导墙或采用降水措施。

二、泥浆：
1.泥浆的功能
A.防止槽壁坍塌：泥浆从槽壁表面向土层内渗透到一定范围就粘附在土颗粒上，在槽壁上形成的泥皮(不透水膜)，使得泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，防止槽壁的剥落和坍塌，如右图所示。
B.悬浮土渣：如果不能迅速排掉在挖槽过程中形成的土渣，会使泥浆的阻力增大，降低挖槽效果，混凝土质量下降，钢筋笼也难以插入。科学地调制泥浆，可使土渣悬浮，通过泥浆循环将其携带出地面。

2.泥浆工艺流程图

3、泥浆材料的选择
A.膨润土的选择：选用可使泥浆成本比较经济的膨润土。预计施工过程中易受阳离子污染时，选用钙膨润土为宜。
B.水的选择：饮用水可直接使用。水质要求：钙离子浓度应不超过100ppm，以防膨润土凝结和沉降分离；钠离子浓度不超过500ppm，以防膨润土湿胀性过多下降；pH 值为中性。超出这个范围时，应考虑在泥浆中掺加分散剂和使用耐盐性的材料，或改用盐水泥浆。
C.CMC 的选择：泥浆中掺入CMC 之后，提高泥皮的形成性十分明显。当溶解性有问题时，应选易溶的CMC。当有海水混入泥浆时，应选耐盐的CMC。CMC 的粘度分高、中、低三档，粘度越高CMC 的价格也高，但防漏效果很明显。
D.分散剂的选择：分散剂的作用是提高泥水分离性，防止和处理盐分或水泥对泥浆的污染。被水泥污染的泥浆选用碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)分散剂，分离效果较好。易被盐分污染的泥浆选用以腐殖酸钠或纸浆废液为原料的铁硼木质素磺酸钠分散剂效果较好。
E.加重剂的选择：加重剂的作用是增加泥浆密度，提高泥浆的稳定性。目前一般选用重晶石。在地下水位很高、地基非常软弱或土压力非常大时，槽壁稳定受到威胁，作为一种措施应在泥浆中掺入加重剂，增加泥浆的密度。
F.防漏剂的选择：防漏剂的作用是堵塞地基土中的孔隙，防止泥浆漏失。一般防漏剂的粒径相当于漏浆层土砂粒径10%～15%左右效果最好。

4、泥浆制备的要求
A.材料有膨润土、CMC和纯碱（Na2CO3）、水。
泥浆中各种材料的用量根据泥浆的性能指标，由试验确定，一般可按下列重量配合比试配：水：膨润土：CMC：纯碱=100：（8～10）：（0.1～0.3）：（0.3～0.4）。
B.在特殊的地质和工程的条件下，泥浆的比重需加大，如只增加膨润土的用量不行时，可在泥浆中掺入一些重晶石，达到增大泥浆比重的目的。同时，在透水性大的砂或砂砾层中，出现泥浆漏失现象，可掺入锯末、稻草末等，达到堵漏的目的。
C.制备泥浆用搅拌机搅拌，过程为：搅拌机加水旋转后缓慢均匀地加入膨润土，慢慢地分别加入CMC、纯碱和一定量的水，充分搅拌后，倒入膨润土的水溶液中再搅拌均匀。搅拌后流入储浆池待溶涨24h后使用,泥浆性能指标应符合。
D.泥浆护壁的关键就是比重（综合性能指标）和泥度皮厚度。

5、泥浆再生
A.泥浆在槽壁内所处的位置不同，受污染的程度也不一样。槽底开挖施工过程中应注意观察泥浆质量的变化情况，取出沟槽内不同深度（一般3～5m一点）的泥浆，测试比重、粘度、含砂率和pH值，当pH值达到11时，回收至循环沉淀池，pH值在11以下经过再生处理后再恢复使用。
B.泥浆再生处理用重力沉淀机械处理和化学处理联合进行。从槽段中回收的泥浆经振动筛除去其中较大的土渣，进入沉淀池进行重力沉淀，再通过旋流器分离颗粒较小的土渣，若还达不到使用指标，再加入掺加物进行化学处理。
6、环境保护
由于本工程处于市区中心，毗邻居民区和城市道路，尤其雨天泥浆对环境的污染要高度重视。
7、废浆处理
废浆一般产生在混凝土浇筑最后时段，由于此处泥浆与混凝土接触时间最长，受水泥污染较严重，这些泥浆粘度和比重可能已经超标并且难以分离净化使其性能恢复。在这种情况下，该部分泥浆就应当废弃，废浆先用废浆池暂时收存，再用罐车装运外弃。在不能用罐车装运外弃的特殊情况下，则采用泥浆脱水或泥浆固化的方法处理劣化泥浆。

三、成槽：
1.成槽设备
A. 成槽设备分挖斗式、冲击式、回转式。
B.本工程计划采用上海金泰SG35型成槽机成槽开挖，该机型最大开挖深度60米，最大成槽厚度为1.2米，带有自动强制纠偏装置，时刻监测成槽垂直度。
C.汇隆街站计划一台成槽机，园区站计划两台成槽机。
D.开工后计划以两天三幅的节奏进行地连墙施工，合理安排施工流水，合理分配人工机械，达到物尽其用。

2.槽段划分与开挖
A.单元槽段成槽顺序为先两端后中间，单元槽段应综合考虑地质条件、结构要求、周围环境、机械设备、施工条件等因素进行划分。单元槽段长度宜为4m～6m。
B.成槽前应进行槽壁稳定性验算。
C.具体每幅成槽段落由设计决定。
D.成槽机应具备垂直度显示仪表和纠偏装置，成槽过程中应及时纠偏。 
E.成槽后应检查泥浆指标、槽深、槽宽及槽壁垂直度等。

4.成槽整体流水组织
A.槽段开挖 地下连续墙应遵循“先转角槽段、后标准槽段”的顺序安排槽段开挖施工。
B. 具体以现场实际情况调整。

5.成槽注意事项
A.为防止成槽机前履带对路面与导墙荷载过大，在成槽前视地层与现场实际情况，需在前履带位置铺设一块钢板，分散荷载。
B.成槽操作时，必须做到稳、准、轻放、慢提，保证钢丝绳的垂直度，钢丝绳不得松弛。抓斗入槽时必须闭合，全部进入泥浆后方能打开，随时观察电脑内偏差，随挖随纠。
C.挖槽时，安排专人看护槽内泥浆液面，应不断向槽内注入泥浆，保持泥浆面在导墙顶面以下0.3m范围内，且高出地下水位0.5m，防止塌孔。
D.在挖槽施工过程中，若发现槽内泥浆液面迅速降低或迅速上升，要立即查明是否因为地下水流入或泥浆随地下水流走所致，并采取相应措施，以确保挖槽继续正常进行。 
E.操作手随时注意电脑显示的深度变化，由于电脑难免存在误差，在深度接近设计值时，需多次使用专用测绳测量槽内深度。

6.成槽检测
A.槽段检测分为成槽前检测，成槽中检测，成槽后检测。
B.成槽前检测主要为分幅点检测，检测分幅点、外放、槽段编号是否为既定计划所要求，并检查路面是否满足成槽需要，是否需要铺设钢板。
C.挖槽时，安排专人看护槽内泥浆液面，应不断向槽内注入泥浆，保持泥浆面在导墙顶面以下0.3m范围内，且高出地下水位0.5m，防止塌孔。
D.成槽后检测主要检测槽壁垂直度，端头竖直度，槽孔深度、宽度。 
E.垂直度检测采用UDM-100型超声波钻孔检测仪检测。

7.刷壁
A.连续墙接头是极其重要的施工环节，施工难度大，处理不好，将会给主体开挖及结构施工带来很多麻烦和困难，也会给主体结构留下长期质量隐患。由于成槽施工时，老接头上经常附有一层泥皮，会影响槽壁接头质量，发生接头部分渗漏水，所以必须对接头处进行处理。。
B.刷壁方法主要使用钢丝刷壁器、钢板刷壁器、重力式铲刀（带斜坡的工字钢）、抓斗铲刀等，钢板刷壁机安装于成槽机抓斗上，利用抓斗上下带动钢板刷壁机刮擦接头，钢丝刷壁机利用自带导向板使刷壁器在刷壁过程中能紧贴接头处，确保刷壁效果，反复几次，直到刷壁机上没有附着物。
成槽后，应对相邻段混凝土的端面进行清刷，刷壁应到底部，刷壁次数不得少于20次，且刷壁器上无泥。
C.刷壁完成后应进行清基和泥浆置换。
D.清基宜采用泵吸法使槽底沉渣及泥浆指标满足要求为止。

8.槽底清理
A.浇筑地下连续墙之前，必须清除以沉渣为主的槽底沉淀物，这项工作称为清底 。由于泥浆有一定的比重和粘度，土渣在泥浆中沉降会受阻滞，沉到槽底需要一段时间，因而采用沉淀法清底要在成槽结束一定时间之后才开始。。
B.清底的基本方法有置换法和沉淀法两种。置换法是在挖槽结束之后，立即对槽底进行认真清扫，在土渣还没有沉淀之前就用新泥浆把槽内泥浆置换出槽外。沉淀法在土渣沉淀到槽底之后进行清底，一般是在插入钢筋笼之前或之后清底，但后者受钢筋笼妨碍，不可能完全清理干净。
C.一般在下钢筋笼之前使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣，槽底清理时抓斗必须缓慢提升，防止沉渣再一次混入泥浆中间。

9.二次清孔：
对于永久性结构的地下墙，在钢筋笼沉放后，应做二次清孔，沉渣厚度应符合要求。

10.清基后泥浆指标
清基后应对槽段泥浆进行检测，每幅槽段检测2处。取样点距离槽底0.5m~1.0m，泥浆指标应符合下表的规定。
控制方法
A.比重：2-3小时测定一次，并须知好记录。比重检测现场采用比重计或比重秤测量。用比重计测量时，只需将比重计轻轻放入取样泥浆中，用肉眼观察读数即可测出。采用比重秤时，将泥浆样装满泥浆杯，抹去多余泥浆，移游码，使秤杆呈水平状态，然后读取刻度数，即为泥浆的比重。泥浆比重秤应经常用清水校核。
B.粘度：采用漏斗粘度计测量，将700ml泥浆通过0.25mm金属滤网，装入漏斗中，之后打开出口，用秒表测定时500ml泥浆流出所需时间。即为泥浆指标。
C. PH值：泥浆PH值现场测定常采用石蕊试纸放入泥浆中稍稍浸湿，将其颜色变化与标准比色卡对比即可判断出PH值大小。
D.含砂率：泥浆含砂率测定采用含砂率测定杯，测定方法是将100ml泥浆稀释后装入测定杯中，沉淀后读取刻度数即可。
E.泥皮：刷壁器清刷后状况 ，应该基本无泥沙夹杂，一般次数在15-20次。

四、接头施工：
1.接头方式
A. 接头方式由接头管接头、工字钢接头、十字钢板接头、预制混凝土接头、铣接头施工等多种方式。
B.本标段采用接头管接头、工字钢接头两种型式；汇隆街站使用接头管接头，园区站南侧、北侧靠近建筑物地段及东西侧部分地段使用工字钢接头。
C.一个单元槽段挖完后，在槽段的端头用吊车吊入接头管，接头管6m一节，插销连接，边吊边接，接头管接头必须连接到位，不使接头管发生超出要求的挠曲变形。
D. 工字钢需根据设计要求在工厂焊接加工，然后再运到现场与钢筋笼进行拼装、焊接。制作钢筋笼时，工字钢与钢筋笼连成整体，下笼时一起下放到槽内，与钢筋笼焊接时需进行有效的加固，以保证钢筋笼起吊时的刚度。
E.工字钢接头比接头管接头防水质量高，成本高。工字钢为一次性、成为永久结构，接头管为周转性材料，成墙后拔出重复使用。

2.接头管接头施工
A.在槽段混凝土浇筑的同时拔锁口管，具体是待混凝土强度达到0.05～0.2Mpa（根据混凝土的初凝时间而定），开始提拔锁口管，在混凝土浇筑结束后8h内将锁口管全部拔出。
B.提拔锁口管采用两台100t千斤顶自制的顶升架配合一台吊车进行。
C.当后施工槽段开挖完成后，采用专用刷壁器对先施工槽段的半圆形端头进行刷壁处理，然后同先施工槽段一样吊放另一端锁口管，完成后施工槽段。

3.接头施工注意事项
A.接头管（箱）及连接件应具有足够的强度和刚度，接头管（箱）进场后在首次使用前，应在现场进行组装试验。
B.接头管（箱）应露出导墙顶1.5m~2.0m以上。
C.接头管（箱）的吊装应垂直缓慢下放，严格控制垂直度，接头管（箱）背后应填实。
D. 接头管（箱）在混凝土灌注初凝后开始提升，每30min提升一次，每次50mm～100mm，应在混凝土终凝前全部拔出。
E. 接头管（箱）起拔应垂直、匀速、缓慢、连续，不应损坏接头处的混凝土,接头管（箱）起拔后应及时清洗干净。

4.工字钢接头施工
A. H型钢需根据设计要求在工厂焊接加工，然后再运到现场与钢筋笼进行拼装、焊接。制作钢筋笼时，H型钢与钢筋笼连成整体，下笼时一起下放到槽内，与钢筋笼焊接时需进行有效的加固，以保证钢筋笼起吊时的刚度。
B.钢筋笼下放到位后，再在工字钢接头后面下放接头箱，以防止在混凝土浇筑过程中工字钢变形、移位，并起到防止绕流的作用。
C.接头箱在槽口逐段拼接成设计长度后，下放到槽底。接头箱下放到位后，即时进行连续墙砼的浇筑。
D.当已浇槽段砼3个小时左右，开始拨动接头箱，然后每隔三小时提升一次，其幅度不宜大于50～100mm，并观察护箱的下沉情况，待砼浇注结束后6～8小时，即砼终凝后，将接头箱一次全部拔出并及时清洁和疏通工作

5.防绕流措施（H型钢外侧沙袋填注）
A.根据以往在苏州当地的施工经验，本工程对于H型钢外侧处理决定采用沙袋填筑的方式防止混凝土绕流。
B.沙袋填筑需遵循探测、试填、少量多次、分层压实的原则，沙袋应填筑至混凝土浇筑顶，防止混凝土从上面绕流。
C.若由于操作失误，沙袋不慎卡在中间，首先选择在压沙袋的重物下焊接倒钩，将沙袋钩出后再进行填筑；若此方法未能将沙袋处理干净，在该幅地连墙混凝土浇筑完毕，待混凝土初凝后，立刻将此处开挖，并使用专用设备将H型钢内绕流的混凝土挖除，不影响相邻槽段钢筋笼的下放。。

五、钢筋笼：
1.钢筋笼加工
A.钢筋笼在施工现场平台上制作加工，平台采用10×4的槽钢搭设焊接而成。
B.地下墙的钢筋笼规格和尺寸应按照设计要求制作，预留插放混凝土导管的位置，考虑单元槽段、接头形式及现场的起重能力等因素。
C.钢筋笼网面必须焊接架立筋，在钢筋笼的两侧焊接定位垫块。
D.对于拐角幅及特殊幅钢筋笼，要增设“X”桁架和斜拉杆进行加强，以防钢筋笼在空中翻转角度时产生变形。
E.钢筋笼加工时必须按照规定安装好预埋直螺纹接头（压顶梁处）、支撑钢板、定位垫块、注浆管、声测管、测斜管、吊钩等预埋件。

2.钢筋笼吊装及注意事项
A.钢筋笼采用180T及130T两个吊车同时起吊，一台主吊，一台副吊。起吊经过相关计算。
B.吊具和两根起重索将钢筋笼从地面平放吊起一定高度后，再起升主吊索，下放副吊索，到垂直时，用主吊车将钢筋笼向槽段内放下，达到深度后固定在导墙上。
C.当钢筋笼下放到笼顶接近导墙时，先固定好钢筋笼。在预留的钢筋上加焊上部空墙吊筋。
D. 钢筋笼调运过程中要专人指挥，缓慢移动，不可大幅度转动或突然启动、停止吊车移动。

六、混凝土：
1.工程特点
A.混凝土采用商品混凝土。混凝土配合比的设计除满足设计强度要求外，还应考虑导管法在泥浆中浇筑混凝土的施工特点（要求混凝土和易性好、流动性大、有一定缓凝性）和对混凝土强度的影响。坍落度宜为200mm±20mm，。
B.浇筑混凝土采用混凝土罐车自卸，采用双导管灌注混凝土。
C.浇筑时如果达到冬季施工条件，则按照冬季施工要求施工。
D。严格浇筑令制度。
2.一般规定
A、导管宜采用直径为200mm～300mm的多节钢管，管节连接应密封、牢固，施工前应试拼并进行水密性试验。
B、导管水平布置距离不应大于3m，距槽段两侧端部不应大于1.5m。导管下端距离槽底宜为300mm～500mm。导管内应放置隔水栓。
C、浇筑混凝土时导管安装支架应牢固。安全。
D、准确计算导管提升量，确保既能连续浇筑，又不断桩（2-6米）。
E、浇筑水下混凝土应符合下列规定：
1）钢筋笼吊放就位后应及时灌注混凝土，间隔不宜超过4h。
2）混凝土初灌后，混凝土中导管埋深应大于500mm。
3）混凝土浇筑应均匀连续，间隔时间不宜超过30min。
4）槽内混凝土面上升速度不宜小于3m/h，同时不宜大于5m/h；导管混凝土埋入混凝土深度应为2m～4m，相邻两导管间混凝土高差应小于0.5m。
5）混凝土浇筑面宜高出设计标高300mm～500mm，凿去浮浆后的墙顶标高和墙体混凝土强度应满足设计要求。
6）每根导管分担的浇筑面积应基本均等。
7）初灌量及导管埋深等按照水下混凝土浇筑相关规定，后叙述。
8）灌注前应复测沉碴厚度，办理隐蔽工程检查，合格后及时灌注，其间歇时间不宜超过4小时。
9）混凝土浇筑到顶部3m时，可在槽段内放水适当稀释泥浆，或将导管埋深减为1m，或适当放慢浇筑速度，以减少混凝土排除泥浆的阻力，保证浇筑顺利地进行。

三、控制点小结
1.导墙施工
A.导墙定位要准确尤其注意车站宽度方向（不同车站宽度不同），可以采取仪器测量+钢尺测量，确保车站结构尺寸不出现原则性失误要求。
B.导墙精确定位要考虑：结构施工加宽+地连墙施工加宽，具体根据施工水平合理确定。参考：导墙净宽比地连墙宽4cm,因此，导墙外放值为4+2＝6cm。

2.泥浆
A.泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具和切土滑润，其中护壁为最重要的功能。泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键，配比由现场实际及经验确定。
B.泥浆对环境的污染，尤其是下雨天。1.雨天容易流到工地外；2.雨天对泥浆配比有影响，要调整。

3.成槽施工
A.控制泥浆指标，不塌孔，确保优质成槽。
B.合理组织机械人员配合，成槽时间不能太长，防止塌孔。

4.钢筋笼
A.加工时特别注意按照图纸检查预埋接驳器、声测管、测斜管、注浆管、预埋钢板等预埋件的数量及位置，一旦错误或者遗漏，很难弥补。
B.钢筋笼的吊装属于超危大作业，严格检查吊车、人员、场地等，严格实行吊装令制度。（开槽令、吊装令、浇筑令）

5.刷壁清孔
A. 按照规定刷壁清孔，特别是接头处刷壁的质量关系到地连墙的渗漏。
B.控制清孔泥浆指标、沉渣厚度、孔深符合要求。

6.混凝土浇筑
A.保守计算首批混凝土的灌注量（为凸字形状），做好封底。
B浇筑过程中严格计算导管提升量，确保不断桩或者出现渗漏。