地铁工程地下连续墙接缝质量问题分析

翟春华

【摘要】在城市地铁车站围护结构—“地下连续墙”施工中，接缝质量好坏直接关系到明挖基坑的施工安全和运营后结构的防渗性能。本文对某车站的地下连续墙接缝在施工过程中存在的问题及成因进行了深入分析，并探讨了相应的控制措施。

【关键词】地下连续墙；接缝；质量控制

一、工程概况

本车站位于杭州市的一个T字路口处，沿主路呈南北向布置。车站平面呈长条“矩形”，总长400余米，为双层明挖矩形框架结构，采用明挖顺筑法施工，主体基坑围护结构设计，采用800mm厚地下连续墙（复合墙）作为车站主体基坑的围护结构形式。墙长33-37m不等，共170余幅。地下连续墙按设计分幅，采用液压抓斗成槽，膨润土泥浆护壁，钢筋笼整幅加工、整幅起吊，柔性锁口管接头。水下砼浇注采用导管法施工，地下墙采用水下C30混凝土，导管选用D=250的圆形螺旋快速接头型式。

车站基坑开挖范围内，浅表层为厚1～2m的填土，其下为厚度约14～20m左右的粉土和粉砂层。车站底板位于③61层粉砂夹砂质粉土层，下部1～2米为软弱土层⑥1淤泥质粉质粘土层；地下连续墙墙趾一般插入⑧1层灰色粉质粘土、（12）1层粉砂。

二、地下连续墙接缝质量问题危害

杭州的地质較为复杂，靠近钱塘江、水位偏高，土质以沙质粉土为主。地下连续墙相邻幅间的施工缝，如果处理不当，极易出现渗漏水，长时间的渗漏将引发流沙、流泥，甚至管涌等。一方面，严重危及基坑和环境安全，为后续基坑开挖带来隐患；另一方面，增加后期堵漏投入，加大项目成本。企业的社会效益及经济效益均受到损失。

本车站基坑开挖过程中，所揭露的地下墙接缝施工质量问题主要有：（1）接缝面不平整，这属最轻微的问题；（2）接缝夹泥夹砂现象严重，局部位置为通缝；（3）接缝缩颈现象严重，在基坑开挖后，由于围护结构受力体系的变化，导致接缝渗漏水现象较严重。由于地下墙接缝存在的质量问题，共发生了三次影响较大的接缝涌水涌砂事件，惊动了当地媒体、建设单位、市建设行政主管部门。事件处理及在整个施工过程中，花费在接缝缺陷治理的费用数目较大，基坑施工安全多次出现险情，造成较大负面社会影响。

本车站是全线前期首先开工的三个车站之一，三个车站地下墙接缝存在的问题基本上一致，但其他两个车站发生涌水涌砂事件造成的社会负面影响低于本车站。主要是本车站距钱塘江最近，主体结构基坑开挖范围内基本上位于厚约14m的粉土和粉砂层（基坑底以上2m左右为粘土层），渗透系数大，地下潜水的水位高，一般在地面下0.90～1.65m，此类土体摇震反应迅速，干强度低，韧性低。由于地下连续墙接缝存在夹泥夹砂现象，在受到施工扰动、道路交通重载等影响下，极容易产生流变和管涌等现象。同时，进行交通疏解后，机动车道距离基坑较近。

三、地下连续墙接缝质量问题成因分析

经查阅项目相关技术资料、原始记录，究其接缝产生的原因，经归纳主要有以下几个方面的内容：

（1）在地下墙施工前或施工过程中，由于钱塘江周边的地质条件认识不足，地下墙施工工艺基本上采用传统工艺。车站主体基坑开挖范围内的土层是一种典型的粉土地层，除具有一般饱和富水软土的特性外，地下水位受钱塘江涨潮和退潮影响明显，地下墙施工过程中受工程活动、交通疏解和地下动水压力等影响易液化、易坍塌变形，易产生管涌、流砂。

（2）对成槽护壁泥浆的质量控制不严格。试验或技术人员在施工过程没有及时检测泥浆的性能指标：泥浆性能不合格，携渣能力差，造成槽底淤积物堆积，就会造成接缝处夹泥现象。

（3）施工过程中，锁口管接头位置清理不到位，接缝处未刷干净，残留了泥巴。钢筋笼吊装或砼浇筑时间过长，清底换浆不到位等。

（4）锁口管起拔工作不到位。浇注砼过程中由于拔管不当导致泥浆流入砼中。

四、地下连续墙接缝质量问题对策

（一）严控工程地质调查

开工前应对不良地质作用进行详细调查和研究，特别查明施工区域内的承压水、贮水体等分布情况，采用适当的降水方式。查阅临近相关工程实例资料，及时总结经验教训。并针对不良地质作用制定相对应的施工工艺及技术措施，加大安全系数，摒弃施工“惯例”、“传统”的作法，确保施工过程的绝对安全。

（二）严控泥浆质量

性能指标合格的泥浆能有效防止坍方，减少槽底淤积物的形成，提高携渣能力，减少对下灌混凝土流动的阻力和夹泥现象。施工中泥浆控制不到位容易在接缝处形成夹砂。新泥浆采用性能指标优良的膨润土、纯碱、高浓度CMC和合格的自来水作原材料。泥浆采用钢板泥浆箱储存，泥浆泵输送和回收，泥浆循环管路由泥浆泵和软管组成；从槽内回收泥浆经过土渣分离筛、双层震动筛等多级分离净化后，按要求调整其性能指标，形成再生泥浆。废泥浆采用泥浆箱暂时存放凝固后，再用罐车装运外弃。新制泥浆在泥浆箱内存放时间需在24小时以上，采用泥浆泵不断搅拌，使膨润土充分水化后方可使用。

根据规范要求及检验规划，适时取适当位置泥浆现场抽样检验泥浆质量，如不能满足，则及时采取措施及时调整，以保证其性能。根据本工程的地质情况及以往地下连续墙的施工经验，泥浆按表1《泥浆性能指标》要求控制。

泥浆性能 新配制 循环泥浆 废弃泥浆 检验

方法

粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土

比重（g/cm3） 1.04～1.05 1.06～1.08 <1.10 <1.15 >1.25 >1.35 比重计

粘度（s） 20～24 25～30 <25 <35 >50 >60 漏斗计

含砂率（%） <3 <4 <4 <7 >8 >11 洗砂瓶

PH值 8～9 8～9 >8 >8 >14 >14 试纸

表1《泥浆性能指标》

（三）加强成槽、锁口管接头处理

1、成槽控制

成槽时严格按技术交底施工，保证槽段开挖的平面位置正确性。标准槽段采取三序成槽，即先挖两边，再挖中间。开挖过程中要实测垂直度，并及时纠偏。保证泥浆液面比地下水位高1米。槽段开挖顺序见图1《槽段开挖顺序图》。

槽段开挖结束后，检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度，合格后，灌注水下混凝土前，进行槽段清底换浆工作，以清除槽底沉碴，置换出槽内稠泥浆。当槽内沉碴厚度和泥浆指标符合设计要求时，即可停止清底换浆。清底从槽段底部抽吸并及时补充泥浆，保证槽底沉渣不大于100mm及槽底泥浆比重≤1.15g/cm3。

刷壁时采用新制钢刷，加密钢丝，加长钢刷，增大与钢筋笼受力面积。刷壁时，要反复将钢刷上下提升，直至钢刷提升后无泥土为止。

图1 槽段开挖顺序图

2、锁口管安装

锁口管安装前应对锁口管逐段进行清理和检查，用汽车吊吊装并在槽口连接。管中心线必须对准正确位置，垂直并緩慢下放，当距槽底50厘米左右时，快速下入，插入槽底，并在背面填粗砂，防止砼从底部及侧部流到锁口管背面。锁口管上部用木楔与导墙塞紧，并用锁口管起拔机夹住锁口管。

3、接头位置处理

在后期槽段挖槽施工过程，接头位置采用带有钢刷的钻头进行清刷表面泥浆及淤泥，从而确保墙接头质量。

（四）严控锁口管起拔

砼浇注采用导管法施工，导管选用D=250的圆形螺旋快速接头型。用吊车将导管吊入槽段规定位置，管底距槽底30～50cm，并在导管顶端安装漏斗。在钢筋笼安放就位后4小时内浇灌砼。在浇灌砼前，检查导管的连接是否严密牢固，并在导管内临近泥浆面位置吊挂隔水栓。

锁口管起拔采用顶升架顶拔和吊车提拔相结合。起拔时间和拔升高度根据砼浇灌时间，浇灌高度以及砼初凝和终凝时间而定，依次拔动，一般2-3h开始顶拔，具体采取轻轻顶拔和回落方法，每次顶拔10cm左右，拔到0.5-1.0m时，如果接头管内无涌浆等异常现象，每隔30min拔出0.5-10.m，最后结合混凝土浇灌记录和现场试块情况，在确定底部混凝土已达到终凝后才能拔出。最后一节接头管拔出前先用钢筋插试墙体顶部混凝土有硬感后才能拔出，并及时清洁和疏通。

结束语

地铁工程地下连续墙接缝质量出现大的问题就会导致地下连续墙接缝的夹泥、渗水、漏水，为减免这一问题的发生，可以通过严控地质调查、精心配制护壁泥浆并适时检验、加强接头及槽底处理、严控锁口管起拔等措施来改善，尽量减少渗漏点，减少后期堵漏各项投入。

参考文献

[1]《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）.

[2]《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-2012）.

[3]上海市工程建设规范《城市轨道交通设计规范》（DBJ08-109-2004）.