地连墙施工对邻近地铁隧道变形影响分析

地连墙施工对邻近地铁隧道变形影响分析

王震

广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州  510010  

摘要：随着城市化的发展，地下空间的开发规模越来越大，地铁站是解决城市交通问题的重要方法。市地铁站建设对基坑位移和周围建筑物沉降等条件要求很高。因此，如何实现结构简单、性能可靠的低间距墙与施工方法的等效结合成为工程领域的重要技术问题。本文主要分析地连墙施工对邻近地铁隧道变形影响。

关键词：地连墙；地铁；变形监测；隧道

引言

近年来，随着目前国内各大城市开通地铁线路，国内公共交通中心的发展也相应增加，设计单位一般都会修建多层地下设计深基坑停车场，以满足人们的需求。为保证深基坑开挖过程的安全，设计中经常使用地下连续挡土墙，在槽体内施工时，地下邻接墙不可避免地会对周围土壤造成损害，而周围土壤的应力分布很大，影响附近的地铁隧道。因此，研究墙体施工对附近地铁隧道变形的影响，通过信息手段实时指导施工，对控制地铁隧道变形具有重要意义。也可为邻近地铁隧道等深基坑支护设计提供参考。

1、拟建基坑

工程基坑采用明挖法，基坑开挖深度约20米。基坑附近地铁侧房结构采用1200毫米厚的地下连续墙。基坑与区间隧道外线之间的最小水平距离为5.2m。基坑与地铁隧道之间的“非常近”的距离。从工程对外部工程的影响区域来看，地铁隧道结构为基坑结构开挖的“显着影响区”隧道结构的顶面层厚度为11.4米，隧道所在地层主要为粉土、粉砂、混合花岗岩层的残积土，综合确定了该基坑工程对地铁隧道结构的影响等级。

2、地连墙施工技术应用要点

2.1设计要点和施工流程

例如，主体围护施工主要采用4面0.8米厚、1.0米厚、1.2米厚、1.4米厚钢筋混凝土墙的多车道施工工艺。槽宽为4.0 ~ 7.5米，标准槽宽为6米，深度为31.0 ~ 68.5米，接头应使用锁紧联接器和十字钢板。制作凹槽时，用液压抓住凹槽，用履带起重机吊起钢筋，用双通道水下注入混凝土制作墙。

2.2成槽的稳定性控制

(1)泥浆制备的过程控制。连续墙的泥浆土壤对连续墙的整体施工质量有很好的影响。主要是平衡罐壁的土压力、水压，渗透土层，形成泥浆保护层，韧性好，对保护墙的稳定性起着重要作用。泥浆的配制主要使用膨润土、纯碱、CMC等原料，通过计算按一定比例配制，一般新配制的泥浆密度为1.05 ~ 1.08kg/l，粘度控制在22 ~ 26，沙子含量可达到1%(2)水泥混合法强化法。在道墙背面土壤薄弱、强度不高的情况下，要用7% ~ 10%的水泥固定地基。(3)严格控制插槽时间，确保插槽内稳定性。新手地下连续墙施工一般至少要持续2-3D，施工前要准备好机械脆弱性。同时合理划分施工槽段，减少槽段暴露时间。

2.3钢筋笼安装和接缝处理

一般来说，非常深的地下连续壁橱有又大又重的笼子，必须利用分节进行制作和吊装工作。段必须满足以下三个要求:必须在基坑基准水平以下进行深部开挖。比手动土压力表面尽可能低。接合处的钢筋少。连续墙接缝处理是施工中的重要环节，连接前要清理槽壁，以便更好地与前槽钢板连接，保证直线缝隙和接缝。

2.4混凝土浇筑

第一次浇筑混凝土时，光泽度应达到管道的埋设位置3米。用切片方法填充第一根混凝土，以确保混凝土灌注漏斗中的混凝土符合导管下孔1.0m以下的埋管要求。开始浇筑混凝土之前，要制定明确的方案，做好技术工作。根据导管布置和混凝土饰面量确定导管底部与混凝土上升高度之间的关系，以保证混凝土浇筑工作的顺序。

3、地连墙施工对邻近地铁隧道变形影响对策

3.1水平位移监测

地铁隧道结构水平位移监测采用基于测量机器人的自动监测系统，测量仪器采用TS15自动全站仪，全站仪的自动监测方法主要分为两个阶段。一是用自由站法对站坐标后门进行交叉计算，二是用极坐标法根据站坐标计算监测点的三维坐标。极坐标法计算监测点观测后不同时段监测点的变形情况，并将累积变化分解为平行基坑和垂直基坑主轴方向。

3.2模拟仿真分析

地下连续墙施工前，结合基坑工程和基坑施工的支撑结构设计特点，根据地铁盾构隧道与延迟墙之间的空间立体关系和工程施工特点，建立与盾构隧道相邻的延迟墙附近范围内的三维有限元计算模型。模拟时隧道和延迟墙影响范围内的地层计算参数值，根据广州地区工程经验和地质勘探报告综合确定，地铁隧道和延迟墙系统的力学计算参数，综合考虑相关因素后确定。

3.3成槽施工

（1）槽壁加固。施工过程中，为了保证地面的承载能力及大吨位设备工作的安全性，对地面的杂填土等进行加固处理。导墙施工前通过φ600@500mm的单管旋喷桩进行槽壁加固。（2）泥浆制备。泥浆采用钠土拌制，每立方米泥浆含钠土100kg，还应掺加0.025kg纤维素和7kg工业碱。拌制的泥浆颜色为红色，初拌泥浆比重为1.05g/cm3，黏度范围为21～24s，该泥浆具有较好的护壁效果。制备泥浆的过程应在泥浆池中进行，所选泥浆池尺寸为池长40m、池宽6m、池深2.5m，泥浆池比地面高0.5m。泥浆池周边设置沉淀池和循环池等。（3）含砂率控制。该项目中采用的地下连续墙较深，穿越地层种类较多，施工时，地下连续墙穿过20m厚的粉细砂层。泥浆成槽施工含砂率大于11%，为了降低含砂率，先抽排泥浆入沉淀池中，然后将泥浆中的砂进行过滤，排入循环池中与新浆拌匀。通过滤砂机对泥浆中的砂进行过滤，会出现含砂率大幅度降低的现象。泥浆中含有纤维素，使泥浆中的砂悬浮起来，经过清孔、下放钢筋笼、浇筑后，混凝土孔底的沉渣含量基本满足要求（4）成槽垂直度控制。对成槽的垂直度进行控制时，具体主要包括成槽过程中控制及成槽后检测两部分内容。成槽过程中的垂直度控制是通过成槽机自带垂直仪对成槽垂直度进行控制，当垂直度大于0.3%时，垂直仪将进行纠偏提醒。成槽后检测是通过进口检测设备对垂直度进行检测。从槽顶下放探头，直至达到槽底。对检测结果分析，当不满足要求时，应对对应槽段进行纠偏。

3.4导墙变形与损坏

在开孔机施工及锁管升降过程中，导墙基础薄弱，导墙强度和刚度不足，稳定性不足，出现滚转、地面沉降，导致导墙倒塌、下沉不均匀、开裂、密集等。如果障碍物在混合土中遇到较深或较软的土、沙等特殊地段，可根据施工现场情况增加墙的尺寸、深度、加固等，并用三七石灰代替，使墙底达到下层土。在开槽施工中，钢板应堆放在导轨下，减少对地面的压力以及对导轨壁和槽壁的影响。如果引导墙的平面位置和设计之间存在偏差，则必须修剪引导墙以确认隔墙的确切位置。如果通道壁破裂或变形，无法承受拉伸，则必须立即清理损坏的部分，制作钢板，增加接触区域，并在周围通道的整个墙壁上分布阻力。然后拆除损坏或变形的导墙，用合适的水泥和石灰挤压优质土壤，并修复导墙。

3.5渗漏水预防措施

用超声波槽规检查加工过的接头，确认没有卡箍、混凝土块等现象。施工期间，可先用堆垛机、回转式挖泥设备或其他设备对废弃混凝土进行处理，处理完成后对接缝进行超声波检查，试验合格后，方可对该段槽口施工。使用偏心刷完成凹槽后，将上刷和下刷涂在凹槽壁的交界处，直到涂壁机有污物。钢筋笼变形也会导致延迟壁泄漏。钢筋笼加工时，应安装足够的保护垫，以满足设计规范的要求。为避免损坏保护层衬垫，脱笼过程应尽量避开钢筋笼的接触壁。控制墙槽的垂直度，以防止保持架下降时向一侧倾斜，从而损坏保护层垫片。浇筑混凝土时，加强对混凝土表面高度的控制，以保证导管插入混凝土的深度，防止导管空洞。加强混凝土质量和交货及时性管理，确保符合设计和规范要求。同时，应监测混凝土到达时间，以确保混凝土不断浇筑。

结束语

随着地下墙的施工现场，地铁隧道外墙的压强发生变化，导致地铁隧道出现一定的垂直坡度和水平坡率。施工过程中，建筑物场地附近的地铁隧道具有相当大的变形幅度。管道变形越接近施工，地下连续墙浇筑后地铁隧道变形越小。该研究为地铁隧道附近深孔路基施工过程提供了参考资料。

参考文献：

[1]马麟.石板沟水库工程砼防渗墙施工技术分析[J].农业科技与信息,2021(18):121-122,128.

[2]顾健.异型地下连续墙施工技术分析[J].工程技术研究,2021,6(9):57-58.

[3]唐寅伟.苏州地区超深地连墙施工地层变形规律及控制措施研究[D].苏州：苏州大学,2019.

[4]徐宜飞.深大基坑地下连续墙施工引起的土体位移分析[D].淮南：安徽理工大学,2016.

[5]李哲,韩猛,李又云,等.大良站基坑地下连续墙持续变形过程分析[J].地下空间与工程学报,2019,15(S1):367-375.