城际铁路中地下连续墙施工工艺及造价分析

康剑锋

【期刊名称】《《建材世界》》 【年(卷),期】2019(040)006 【总页数】5页(P71-75)

【关键词】城际铁路; 地下连续墙; 施工工艺; 工程造价 【作 者】康剑锋

【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉 430063 【正文语种】中 文

近年来，我国城市群和经济圈建设如火如荼，为了加快基础设施建设，满足人民群众日益增长的便捷交通需求，城际铁路已成为交通设施建设的新宠。由于受城市布局和发展的影响，城际铁路常以地下隧道的形式穿越城区，车站结构形式也常采用地下站形式布置，以节约城市土地，减少征地和房屋拆迁，减小对城市环境的影响，节约投资。在城际铁路的明挖隧道、地下车站等深基坑支护中，地下连续墙由于墙体强度高、刚度大、整体性、稳定性及截水抗渗性能好等优点，正得到越来越广泛的应用。 1 地下连续墙概念

地下连续墙开挖技术起源于欧洲，并随着地下工程规模的不断扩大、施工影响因素日趋复杂。地下连续墙开挖是指在泥浆护壁作用下，利用挖槽机械沿着深开挖工程

的周边轴线，开挖成槽，清槽后通过吊放钢筋笼及混凝土导管法浇筑，完成单元槽段施工，并依次连续浇筑形成钢筋混凝土墙壁的施工方法，墙体具有截水、防渗、承重、挡水等功能。 2 地下连续墙优缺点 2.1 地下连续墙优点

地下连续墙作为地下工程和深基坑支护的一种重要方式，在城际铁路中得到广泛采用，具备以下明显优点：

1)施工机械化程度高、振动小、噪音低，不会对施工周边区域造成较大噪声污染，非常适于在城市或环境敏感区域施工。

2)墙体刚度大、稳定性好，可承受较大的侧向土压力，有利于控制地基沉降。 3)防渗性能好。地下连续墙整体性好，墙体厚度及钢筋保护层厚度较大，且随着墙体槽段连接处接头形式和施工工艺的改进，地下连续墙具有良好的抗渗性。 4)地下连续墙施工对施工场地面积要求不高，可在狭窄的施工场所贴近施工，特别是靠近或接近地下管线施工。

5)可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大，易于设置埋设件，能与上部主体结构同步施工，有利于施工安全，加快施工进度。

6)适用于多种地层条件。地下连续墙对地基的适用范围很广，除熔岩地质外，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等地层条件都可以建造地下连续墙。

7)可用作刚性基础。随着施工工艺和施工技术的进步，地下连续墙的功能更加完善，不仅可以作为防渗防水、深基坑围护墙等临时设施，也可以代替桩基础、沉井或沉箱基础，用于主体结构，承受更大荷载。

8)利用地下空间，可以大幅度减少征地和房屋拆迁，提高土地利用效率，充分发挥投资效益。

9)工期短、效率高、质量可靠、经济效益高。 2.2 地下连续墙缺点

根据以往项目施工经验总结，地下连续墙也有其缺点和不适应的情况，具体如下： 1)地下连续墙理论上可用于各种地层条件，但在某些特殊的地质条件下(如含漂石、孤石较多的冲积层和超硬岩石、很软的淤泥质土等)，施工难度较大，功效很低。 2)地下连续墙槽段或阶段连接处较为薄弱，如果施工方法不当或地质条件特殊，易发生接头渗漏水现象，造成工程质量问题。

3)由于费用较高，作为临时的挡土结构时效费比较低。

4)在城市施工时，泥浆的制作和处理需占用施工场地，弃土及废泥浆需要外运，容易造成局部环境污染，施工时需要采取相关的措施，增加相应的工程费用。 3 地下连续墙工艺及流程

在挖基槽前先作保护基槽上口的导墙，用泥浆护壁，按设计的墙宽与深分段挖槽，放置钢筋骨架，用导管灌注混凝土置换出护壁泥浆，形成一段钢筋混凝土墙，逐段连续施工成为地下连续墙。地下连续墙主要施工工艺为导墙、泥浆护壁、成槽施工、水下灌注混凝土、墙段接头处理等，具体说明如下： 1)导墙施工

导墙施工是地下连续墙支护施工的第一步，一般由混凝土浇筑形成，其作用是容蓄泥浆，并作为控制挖槽标高和垂直度的基准，保证地下连续墙的尺寸形状、保证成槽施工时液面稳定承受挖槽机械荷载，保护槽口土壁不被破坏并作为安装钢筋骨架的基准，兼有挡土和承重的作用。导墙底不能设在松散的土层或地下水位波动的部位，防止地表水渗入，引起导墙塌方。 2)泥浆护壁

泥浆护壁的作用是通过泥浆在槽壁上形成不透水的泥皮，增强壁面的稳定，同时泥浆产生的静水压力属于液体支撑，可防止地下水的渗透，是地下连续墙支护施工的

关键环节。泥浆主要由膨润土，混合适量的水、分散剂和一些惰性物质组成，施工时应结合现场地层条件，开展泥浆配比试验，确定合理的泥浆配合比。泥浆使用分静止式和循环式两种。 3)成槽施工

地下连续墙成槽是整个施工过程中的重要环节，主要包括成槽机械施工、垂直度控制、沟槽清理、刷壁等流程。成槽施工时应根据地质条件和筑墙深度选用合适的成槽机械，如旋转切削多头钻、导板抓斗、冲击钻等。槽段的单元长度由土质情况、钢筋骨架重量及结构尺寸、划分段落等决定，一般为6～8 m，通常采用一槽三抓施工。 4)安置钢筋笼

成槽施工完毕后，根据设计需要，一般采用双机抬吊法，将钢筋笼凌空吊放至槽段内。钢筋笼不仅需要满足结构强度要求，还需要有足够厚度的混凝土保护层，安放时要保障钢筋笼架的位置稳固适中，避免碰撞槽壁，造成坍塌隐患。钢筋笼下放时应保证作业的精准性，使钢筋笼的中心线与槽段的纵向轴线尽量重合。 5)混凝土灌注

钢筋笼架安置好后，按照浇筑作业方案，采用导管法浇筑水下混凝土。导管底部距离槽底0.5 m左右，并在导管内设置管塞防止泥浆混入墙体，灌注时依靠混凝土压力先将管内泥浆挤出，再连续浇筑混凝土，同步提升导管，确保施工质量。 6)墙段接头处理

地下连续墙支护体系是由许多墙段连接形成，为保持墙段之间的连续施工，往往要对其接茬处采用锁口管工艺，灌注混凝土前，在槽段端部预插钢管作为锁口管，待混凝土初凝后将钢管拔出形成半凹榫状接状，或者设置工字钢等刚性接头，提高墙体整体性和刚度。连续墙施工工艺流程图如图1所示。

4 地下连续墙施工控制要点

地下连续墙施工时，需要从以下几个方面进行控制，以达到施工质量管理目标。 1)槽壁防坍方施工措施

(1)成槽施工时应遵循“轻提慢放、严禁蛮抓”的原则，控制抓斗施工参数，逐步修整成形。

(2)泥浆液面控制。采取措施防止泥浆漏失并及时补浆，始终维持稳定槽段所必须的液位高度，定期检查泥浆质量，及时调整泥浆指标。

(3)雨天施工时应及时加大泥浆比重和粘度，降雨量较大时暂停成槽，并封盖槽口。 (4)及时拦截施工过程中发现的通至槽内的地下水流。

(5)每幅槽段施工应做到紧凑、连续，把好每一道工序质量关，使整幅槽段施工速度缩短。

2)垂直度控制及预防措施

(1)成槽过程中利用经纬仪和成槽机的显示仪进行垂直度跟踪观测，用水平仪校正成槽机的水平度。用经纬仪控制成槽机导板抓斗的垂直度，严格做到随挖随测随纠。 (2)合理安排一个槽段中的挖槽顺序，使抓斗二侧的阻力均衡。 (3)消除成槽设备的垂直度偏差。根据成槽机的仪表控制垂直度。 3)地下墙渗漏水的预防措施

(1)在混凝土浇筑前，认真刷洗接缝上的淤积物，确保槽段接头处无泥砂。 (2)地墙成槽时应有足够的措施，防止槽壁坍方。

(3)控制导管埋深及浇筑速度，保证商品砼的供应量，确保墙体施工质量。 (4)根据渗漏水程度的大小，可以采用高压注浆、低压固结注浆或遇水膨胀型堵漏材料及时堵漏。

5 地下连续墙成槽方式比较 1)传统成槽方式

传统的地下连续墙成槽方式使用冲桩机+液压抓斗辅助成槽，适合于软土、较软、强风化岩层地质条件。 2)双轮铣成槽方式

在中风化、微风化等岩石坚硬、岩层厚的地质条件下，施工中不可避免的出现偏孔、冲孔缓慢等问题，导致施工工效较低且有连续墙鼓包、钢筋笼卡笼等质量问题。在这种情况下采用双轮铣成槽施工，除了能提高工效、保证施工质量外，其施工噪音及震动小，对周边建筑物影响也小。这种成槽方式具有工效高、钻进能力强、成槽质量好、环境影响小、垂直度控制好等优点，可广泛应用于坚硬、岩层厚条件下的地下连续墙施工，近年来在国内逐步得到推广。常用的双轮铣槽机主要由三部分组成:起重设备、铣槽机、泥浆设备及筛分设备等。 3)优缺点比较

地下连续墙传统成槽方式与双轮铣成槽方式在不同地质条件下各有其优缺点，施工时需要根据地质条件、工期、设备、环境、费用等情况综合比选后再确定，具体见表1。

表1 传统成槽方式与双轮铣成槽方式的优缺点比较分类优点缺点传统成槽方式适用于软土、较软风化岩层地质条件;造价较低。工效较低;对周边环境影响较大。双轮铣成槽方式低噪音、低振动,特别使用于复杂敏感环境施工;工效高、钻进能力强、成槽质量好、环境影响小、垂直度控制好,适用于坚硬、岩层厚地质条件。不适用于存在孤石、较大卵石等地层;设备自重较大对场地硬化条件要求高;设备维护复杂且造价高。 4)进度对比

以某一项目施工一期槽段(1.0 m厚×6 m宽×41 m深)和二期槽段(1.0 m厚×2.5 m宽×41 m深)为例进行对比，地层岩性为砂岩，两种成槽方式进度对比见表2。 表2 传统成槽方式与双轮铣成槽方式的进度对比成槽方式2.5 m槽段6 m槽段传

统方式成槽14 d/幅20 d/幅双轮铣成槽1.5 d/幅(一抓)4 d/幅(三抓) 6 工程造价分析

地下连续墙的工程造价比放坡开挖等方式的工程造价高，且因成槽方式不同，单价也相差较大。按照《铁路基本建设工程设计概(预)算编制办法》(国铁科法〔2017〕30号)、《铁路基本建设工程设计概(预)算费用定额》(国铁科法〔2017〕31号)、《铁路工程材料基期价格》(TZJ-3003—2017)、《铁路工程施工机具台班费用定额》(TZJ-3004—2017)、《铁路工程预算定额》(第十册 房屋工程)、《广东省市政工程综合定额》等相关概算编制规定，选取某一项目中同类风化岩层地下连续墙采用不同成槽方式的成槽单价进行了对比分析。

双轮铣成槽方式成槽单价约1 553元/m3，传统成槽方式成槽单价约492元/m3，两者成槽单价差别较大，双轮铣成槽方式施工成本明显偏高。从已实施的深基坑支护项目统计情况分析，常在环境敏感点、施工进度要求高、硬质岩层的深基坑地下连续墙地段才采用双轮铣成槽方式施工，一般情况下地下连续墙仍采用传统成槽方式施工，以节约成本。 7 结 语

由于地下连续墙具备施工振动小、墙体刚度大、防渗性能好、稳定性好、适用范围广等诸多优点，在城际铁路深基坑支护中应用越来越广泛。该文从地下连续墙的优缺点、施工工艺、施工控制要点、成槽方式、工程造价等方面进行了分析和探讨，为同类工程提供借鉴和参考。 参考文献

【相关文献】

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