地铁隧道上盖深基坑地下连续墙施工技术

地铁隧道上盖深基坑地下连续墙施工技术

林少鹏

广东省建筑工程集团有限公司广东广州510000

摘要：本课题为降低施工扰动影响，确保地铁隧道安全、保证地铁6号线顺利通车、市建委及地铁公司等主管部门高度重视的特殊条件下，采用的新旧连续墙的处理及地下连续墙施工技术。本施工技术有效解决了地下连续墙施工的一系列难题，保证了地铁隧道的安全和工程本身的质量及进度，取得了良好的经济效益与社会效益。

关键词：地铁上盖、深基坑、双轮铣槽法、地下连续墙施工技术

1工程概况

广州恒基中心北基坑工程开挖深度约23.6m，拟建五层地下室，位于市中心并跨越广州市轨道交通六号线一德路至海珠广场区间，属于广州市政府及恒基集团的重点项目，受到市建委及地铁公司等主管部门的高度重视，以及根据地保办的要求，地铁隧道20m范围内不能采用冲、爆破等震动大的施工工艺，地铁隧道结构水平位移及沉降累计变化量报警值为10mm，控制值为15mm。本项目为在降低施工扰动影响，确保地铁隧道安全、保证众望所归的地铁6号线2013年底顺利通车、市建委及地铁公司等主管部门高度重视的特殊条件下，地下连续墙的施工是整个工程的关键点，复杂地质条件、周边环境情况和地铁隧道上盖等综合环境复杂给地下连续墙施工带来多项难题及风险。

2工程地质情况

拟建场区位于广州市珠江北侧，地貌形态属珠江三角洲冲积平原。建设场地现状地形比较平整，大部分地坪标高介于广州城建高程8.30-8.94m之间。

本站场地范围内各岩土分层及其特征如下:

①人工填土层：厚度2.80-14.00m，平均厚度为5.47m。

②海陆交互相沉积层：淤泥质土厚度1.90-12.70m，平均厚度为8.56m，层顶埋深2.80-9.60m。粗砂厚度1.30-3.70m，平均厚度为2.50m，层顶埋深7.20-15.50m。

③冲洪积层：粉细沙厚度为1.20-4.00m，平均厚度为2.06m，层顶埋深11.00-16.80m。

④基岩：全风化泥质粉砂岩厚度1.20-2.10m，平均厚度为1.67m，层顶埋深16.50-18.00m。中风化泥质粉砂岩厚度1.20-48.50m，层顶埋深15.00-24.00m。微风化泥质粉砂岩厚度0.90-11.70m，层顶埋深66.80-101.60m。

3工程特点难点

3.1地铁隧道20m范围作业产生的振动速度，在地铁结构外侧不得大于2cm/s，地铁隧道结构水平位移及沉降累计变化量报警值10mm，控制值15mm；五仙门电厂旧址属于文物保护，需进行变形监控，超过警戒值需加固处理。施工过程中产生的振动对地铁隧道及文物存有一定程度的扰动影响。

3.2地质条件差，邻近珠江，场地地下水丰富、水位高，淤泥、砂层等不利土层较厚，连续墙入中风化岩最深约15m，对施工工期有一定影响；

3.3周边环境复杂，需在场地内进行考古勘察，另基坑南侧10m处有110KV及220KV的高压电力线，又地处市中心，周边场地狭小，安全文明施工限制多，影响场地布置和连续墙的施工；

3.4业主前期施工的旧连续墙，嵌固深度不足，且分幅情况不清楚，地铁隧道20m范围内新旧连续墙接头处理，为保障连续墙的质量，对地铁隧道有一定的扰动影响；

3.5为配合地铁6号线正式正式通车，连续墙施工的控制工期相当短，在节约成本，控制进度的条件下，对不同效率和成本的施工机械搭配组合的问题。

4关键技术措施

4.1受地铁隧道影响的地下连续墙采用双轮铣槽法施工技术

本工程施工工期较短，而地下连续墙工程量很大，入岩深度大，且地铁隧道20m范围作业产生的振动速度，在地铁结构外侧不得大于2cm/s，地铁隧道结构水平位移及沉降累计变化量报警值10mm，控制值15mm，在地铁隧道连续墙成槽的过程中不能产生过大的震动。结合本工程具体地质条件和对地铁隧道保护的要求，同时为了降低成本提高功效，本工程成槽施工采用了“抓铣结合”方法组合施工：首先采用1台液压抓槽机开槽至中风化岩层，再换用意大利土力（soilmec）公司生产的SC-120狮系列H8双轮铣铣槽机铣挖至槽底及1套黑旋风除砂系统进行地下连续墙的施工。

4.1.1铣槽机槽段开挖

铣槽机是一个带有液压和电气控制系统的钢制框架，底部安装3个液压马达，水平向排列，两边马达分别带动两个装有铣齿的滚筒。铣槽时，两个滚筒低速转动，方向相反，其铣齿将地层围岩铣削破碎，中间液压马达驱动泥浆泵，通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆排到地面泥浆站进行集中处理后返回槽段内，如此往复循环，直至终孔成槽。开挖槽段采用的成槽机均配有垂度显示仪表和自动纠正偏差装置。液压铣槽机上配备有随钻测斜仪，随时可以对孔斜和孔深进行测量。通过连贯进行检查和观察，可以及时发现钻孔中的异常情况并采取纠偏措施，以避免孔斜问题的进一步恶化。终孔后，及时进行槽孔验收，终孔验收的项目包括深度、宽度和孔形。

双轮铣槽法成槽效率高、施工质量好、设备性能稳定可靠、低噪音、低振动,可以贴近建筑物施工，尤其可在地铁沿线施工及经济效益好的优点。(如图1所示)

图1双轮铣槽机施工流程示意图

4.1.2铣槽机施工泥浆循环系统

SC-120铣槽机施工时和黑旋风滤砂机通过管道组成相对闭合的系统。施工过程中，随着开挖深度的增加要不断向槽内补充泥浆。(如图二所示)

2铣槽机施工泥浆循环示意图

4.2不受地铁隧道影响的地下连续墙采用抓冲成槽法施工技术

本工程施工工期较短，工程量大，地下连续墙厚1m，深度在25m左右，入岩深度大，结合本工程具体地质条件，对不受地铁隧道影响的连续墙槽段，比较适用的成槽方法为液压抓斗和冲孔桩机配合成槽施工工艺。本工程施工由于地下连续墙数量较大，每个槽段同时摆放两台冲孔桩机施工，对槽段划分重新优化，调整单个槽段长度，并在场外增加一个钢筋笼加工场运往场内，施工的泥浆处理是施工能否顺利进行的关键，考虑在沿线比较均匀地布置2个20×6×2m泥浆池，布置时尽量避开桩位。对连续墙的泥浆要求较高，为了保证成槽质量，每个泥浆池布置一台高性能泥浆分离机。4.3受地铁隧道影响的新旧连续墙接头处理施工技术

新旧连续墙接头处铣槽机施工前，先用抓斗抓土至岩层，将先期施工的砂包袋及工字钢腹板内的泡沫清除，岩层部分待铣槽机施工完成后再用抓斗清除泡沫。清除砂包泡沫后，用刷壁器清刷接头，防夹泥夹泡沫，反复刷动五至十次，直到刷壁器上无泥为止。

旧接头处绕流的硬化混凝土，用上述方法处理不干净的时候，用传统的冲孔桩机通过严格控制冲孔过程的振动频率技术减少对敏感的地铁隧道的影响：

对于地铁隧道20m范围内，需要冲除旧连续墙接头砼的部位，考虑到冲击的频率、现有隧道的固有频率、水平距离等有关因素，特此做了简单试验，冲孔振动监测是采用CD型速度传感器进行采集数据，并通过经验分析，通过降低冲锤落距、增大锤重的办法，减少冲孔扰动，实现冲孔过程不会振动频满足地铁隧道安全的要求。本次采用锤重4.8t、落距0.8～1.5m的冲击方法，地面振动质点速度普遍在0.4～0.9cm/s之间，通过实践检验，实施效果良好，地铁隧道各项监测数据没有出现异常，达到预期目标。

为了减少由于低落距造成成孔效率下降的影响，开冲前要检查机械性能及桩锤锤径、锤牙、钢丝绳，使机械处于良好的工作状态，同时注意检查桩锤、锤牙，保证锤牙焊接牢固，锤牙采用硬度大的合金钢，以保证冲孔工作效率。

通过先进双轮铣槽法与传统冲孔法在新旧连续墙处理的联合应用，优势互补，解决地下连续墙施工的“死角”问题。

5结语

通过优化冲抓法及铣槽法及旧连续墙处理一系列施工关键技术，有效的解决了连续墙施工入岩深、地铁保护及工期紧张的问题，实现了施工合同目标，受到各级部门的好评，取得了良好的经济效益与社会效益。

参考文献:

（1）刘志成.紧邻地铁隧道的深基坑地下连续墙施工技术[J].《西部探矿工程》,2009,(3):7-10

（2）瞿华.紧邻轨道交通的超深基坑地下连续墙施工技术[J].《建筑施工》,2013,(12):1042-1044

（3）吴秀强.紧邻地铁的建筑深基坑施工变形综合控制技术研究[J].《建筑施工》,2014(6):638-640