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深导墙施工技术在地铁车站施工中的应用樊建军 李志峰（中铁十六局集团第六工程有限公司 北京 100031）摘 要 在地铁车站的施工过程中地下连续墙是应用较多的一种围护结构形式。地铁车站多位于城市较繁华的路口，地下管线众多，尤其是埋深较深的下水管道对连续墙的施工影响极大。如采用挖除下水管道回填后施工浅导墙的方法进行处理，但很难保证连续墙的成槽质量。本文通过深导墙的施工，总结并归纳了深导墙基坑的开挖、深导墙结构的施工等工艺和技术控制要点。关键词 地铁车站 地下连续墙 深导墙1 工程概况 上海轨道交通2号线西延伸工程虹桥临空园区站位于上海市天山西路的淞虹路口与协和路口之间，中间有福泉路横穿而过。车站全长455m，标准段净宽18.6m，开挖深度16m，采用明挖顺作法施工。车站的围护结构采用800mm厚的地下连续墙，标准段部分采用单衬墙结构，即地下连续墙既作为围护结构，同时又作为车站的永久性主体结构，因此，保证连续墙的质量是一个关键环节。在整个车站的北侧结构的正下方有200延米的埋深4m的下水管道，这些下水管道的直径较大，其中雨水管直径1200mm，污水管直径800mm。这些下水管道如果处理不当将严重影响连续墙的施工质量。本工程地质属第四纪松散沉积物，车站主要穿越的地层以灰色淤泥质粉质粘土为主，局部为粘质粉土。本场地自地表至75m深度范围内按成因类型、土层结构及其性状特征，可分为8层，14个亚层。土层自上而下为：层号土层名称层厚(m)土质特征1人工填土1.24.1土质松散，以杂填土为主，成分复杂1褐黄色粉质粘土0.03.0可塑软塑，局部为粘土，中压缩性1灰色淤泥质粉质粘土3.57.5饱和、流塑、层理紊乱、高压缩性灰色淤泥质粘土814.5饱和、流塑、均匀、高压缩性1-1灰色粘土1.54.4饱和、流塑、均匀、高压缩性1-2灰色粉质粘土06.5饱和、流塑、尚均匀、高压缩性2灰色粉砂(夹粘土)5.513.0饱和、中密、欠均匀、中高压缩性3-1灰色粉质粘土6.514.5可塑、尚均匀、中压缩性2 施工深导墙的原因分析在施工地下连续墙之前，都要施工导墙，起导向、定位、存蓄泥浆的作用。在正常情况下施工的导墙深度一般为1.5m左右，但如在导墙的正下方存在埋深较深的下水管道，则必须处理完这些下水管道后才能施工导墙。而处理完这些下水管道施工导墙又有两种方法，一种是处理完下水管道后把所开挖的较深的槽回填到地面标高，再施工普通的浅导墙。另一种方法是处理完下水管道后不回填，而是在下水管道底部的原状土上施工“”型的深导墙。前一种施工导墙的方法虽然简单，但回填的土很难保证密实，这样在成槽机抓土成槽时地面以下的槽壁很容易塌方，难以控制槽壁的垂直度，且在浇筑混凝土时将导致绕流和大量混凝土的超灌，严重影响连续墙的质量，并且在开挖基坑时处理这些超灌混凝土所形成的鼓包将花费大量的人力和物力，且耽误钢支撑的架设，影响基坑的安全。采用后一种方法施工深导墙虽然要花费一定的人力和物力，但在成槽机抓土时不容易引起槽壁的塌方，浇筑混凝土时就不会引起绕流和超灌现象，能有效地保证连续墙的质量。本车站采用单衬墙结构，保证连续墙质量是很关键的环节，故采用深导墙的施工方式。3 破除下水管道的小基坑开挖方案虹桥临空园区站的施工场地狭小，破除下水管道时不可能进行大放坡进行开挖，必须根据现场的实际情况，确定既保证安全，又经济合理的小型基坑开挖方案。由于开挖的坡度较陡，且进行深导墙的结构施工又需要较长时间，边坡不支护将极易发生滑坡事件，故要采取有支护的开挖方法。由于开挖的土质尚好，可采用排桩支护，本站拟采用28号槽钢互相搭接在一起形成支护结构。为了简化施工过程，加快施工进度，选用的支护形式为无支撑（悬臂）支护结构，即利用悬臂作用挡住墙后土体。为便于施工，槽钢的长度选用6m长，并且根据经验打入基坑底部以下的深度暂定为3m，坑底以上用于挡土的长度为3m。参见图1。图1 基坑开挖的支护形式3.1 悬壁板桩支护的边坡稳定性验算。悬臂式排桩支护的计算方法采用传统的板桩计算方法。如图2所示，悬臂板桩在基坑底面以上外侧主动土压力作用下，板桩将向基坑内侧倾移，而下部则反方向变位。即板桩将绕基坑底以下某点（如b点）旋转。图2 悬臂板桩的变位及土压力分布图(a) 变位示意图； (b) 土压力分布图； (c) 悬臂板桩计算图；点b处墙体无变位，故受到大小相等、方向相反的二力（静止土压力）作用，其净压力为零。点b以上墙体向左移动，其左侧作用被动土压力，右侧作用主动土压力；点b以下则相反，其右侧作用被动土压力，左侧作用主动土压力。因此，作用在墙体上各点的净土压力为各点两侧的被动土压力和主动土压力之差，其沿墙身的分布情况如图2（b）所示，简化成线性分布后的悬臂板桩计算图式为图2（c），即可根据静力平衡条件计算板桩的入土深度和内力。下面用静力平衡法验算悬臂板桩的稳定性。图2表示主动土压力及被动土压力随深度呈线性交化，随着板桩入土深度的不同，作用在不同深度上各点的净土压力的分布也不同。当单位宽度板桩墙两侧所受的净土压力相平衡时，板桩墙则处于稳定，相应的板桩入土深度即为板桩保证其稳定性所需的最小入土深度，可根据静力平衡条件即水平力平衡方程（H=0）和对桩底截面的力矩平衡方程（M=0）确定。考虑到施工的方便性，暂定板桩的入土深度为3m，验算主动土压力和被动土压力的关系。板桩墙前后的土压力分布。第n层土底面对板桩墙主动土压力强度为： （1-2）第n层土底面对板桩墙底被动土压力强度为： （1-3）式中 地面递到n层土底面底垂直荷载； i层土底天然重度； i层土的厚度； n层土的内摩擦角； n层土的粘聚力；对n层土底面的垂直荷载，可根据地面附加荷载进行估算，在本工程中，考虑到基坑外侧的荷载类型，暂定为5KN/m2。为简化计算，假设土层为均质土层，则主动土压力计算如下：=35被动土压力计算如下：=112.56根据计算结果，可看出>2，可认为悬臂式板桩是安全的。3.2 基坑底的隆起分析基坑的稳定可分为瞬时性稳定和永久性稳定，悬臂板桩的边坡稳定可认为是永久性稳定的。基坑刚开挖到底后可认为是仅仅处于瞬时稳定，但可采取及时打设垫层（采用标号较高的混凝土）的方法进行封底，使基坑不会隆起。4 深导墙的施工步骤以及与浅导墙的连接4.1 深导墙的施工步骤以及深导墙的结构形式1、深导墙施工采用分段开挖，分段施工，不宜全面开挖，一起施作；2、开挖一段时，必须先将废弃窨井堵好。开挖过程中发现涌水，一方面立即抽水，另一方面查明原因，并采取相关措施。开挖时，可先开挖至管顶，然后在该段两端导墙以外位置，将管上半部破除1m长度，查看管内水流情况，并进行封堵，两端封堵好以后，再全面破除中间部位管道；3、基坑开挖后，立即施工68cm厚C30垫层，并设置小集水坑，设泵抽水。4、导墙高度大，施工顺序如下： 第一次施工导墙下部翼缘板，留出竖墙钢筋； 第二次施工下部约2m高导墙，采用对拉螺栓固定模板； 强度达到50%左右，拆除外模，保留内模及支架系统，回填外侧水泥土，并夯实； 施工上部约两米高导墙，立墙与正常导墙的立墙连接，上部立墙也采用对拉螺栓； 上部高导墙外侧水泥土回填，夯实； 施工高导墙顶部翼缘板，并与正常导墙翼缘板连接。图3 基坑的开挖支护以及深导墙的结构形式4.2 深导墙与浅导墙的结构连接由于正常导墙与深导墙高度不一，深导墙下部约2.5m左右高度的墙水平钢筋不能与正常导墙相连，只有上部1.5m的墙水平筋伸入正常导墙内，锚入长度不小于0.5m。深导墙墙厚30cm，正常导墙20cm，钢筋需弯折锚入正常导墙内。参见图4和图5。图4 正常导墙与深导墙的连接图（纵断面图）图5 正常导墙与深导墙连接平面图（单侧）5 结束语本车站采用上述深导墙施工方案进行基坑的开挖、支护，以及结构的施工，达到了安全、经济、速度快、质量好的效果。通过对整个车站的基坑开挖过程进行观察，发现凡是施工深导墙的地方，连续墙的槽壁都没有塌方，墙体垂直度较好，没有产生混凝土鼓包现象，钢支撑架设及时，基坑变形控制在允许范围之内。实践证明，当地铁车站围护结构地下连续墙底下存在埋深较深的下水管道时，导墙施工采用深导墙的方法是比较科学的方法，可有效控制槽壁塌方，保证连续墙质量。参 考 文 献1 龚晓南. 深基坑工程设计施工手册. 中国建筑工业出版社.北京. 19982 李相然、岳同助. 城市地下工程实用技术. 中国建材工业出版社.北京. 20003 刘建航、侯学渊. 基坑工程手册. 中国建筑工业出版社.北京. 19994 陈国兴、樊良本. 基础工程学. 中国水利水电出版社Fan Jianjun Li zhifeng(The 16th Bureau Group Co. of China Railways Construction ,Beijing 100031, China)Abstract: In the course of construction of the subway station,underground continuous wall is an familia enclosure structure. The subway stations always lie in the flourishing crossing in the city, where underground pipeline is numerous. Downcorner lines , especially buried deeply ones,have great negative influence to the construction of underground continuous wall. If we excavate the downcorner,backfill the soil to the groove,build low leading wall, it is very difficult to guarantee the excavation quality of the underground continuous wall groove.Based on practice of constructing deep leading wall,this article mainly discusses how to control quality of excavation and construction of deep leading wall.Key Words: Metro station; underground continuous wall; deep leading wall作者简介樊建军，男，1972年11月生，籍贯河北涉县。1992年9月1996年7月就读于河北理工学院采矿工程专业，获学士学位。1996年9月1999年3月就读于北京科技大学资源工程学院采矿工程专业，获硕士学位。从1999年4月份至今一直在中铁十六局第六公司工作，主要从事于地铁方面的技术和研究工作。工作经历简要介绍如下：1、1999年4月2003年11月在广州和深圳先后从事过如下工作：(1) 五岔路口地下过街通道浅埋暗挖法的施工；(2) 广州九运会道路工程的施工；(3) 深圳地铁盾构施工；(4) 先后到广州地铁设计院、中国国际工程咨询公司、河北水利水电设计院等单位进行短期的助勤工作，对设计和监理等工作均有一定的了解；(5) 从事多次地铁和其它工程的投标工作；2、2003年12月至今在上海从事软土地基深基坑地铁车站的施工：在多年的不同类型的工作中，积累了丰富的施工经验，主要有矿山法方面的施工、盾构方面的施工、深基坑地铁车站方面的施工等。熟悉多种类型施工方案的编制和现场工作的管理等。对多种工艺、工法的施工也有较深的理解，如矿山法中的侧壁导坑法、中洞法、台阶法等，地铁和其它施工中用到的土钉墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、高压旋喷桩、水泥土深层搅拌桩、振冲式压密注浆、地下连续墙、SMW工法桩、降水井施工、土方开挖等。scope of the entire project. (2) should include: semi-finished products, quality of materials, installation quality. (3) must be marked with the date, personnel, quality. (4) construction, construction of clearly marked sections, axis. (5) the draw details. (6) the covert acceptance record perfect, intact. 2.16 l measurement, process description the process: become familiar with the structure and design of curtain wall map, partition the whole project, baseline measurements, benchmarking measurement axis, identify key points, put the line, measure, record, replacing the original data measuring elevation9