浅谈复杂地质条件下深层地连墙接缝止水施工技术的应用

孙鸿飞

【摘 要】为防止基坑外地下水通过围护结构地连墙接缝渗漏对基坑及周边环境造成影响，确保基坑施工安全。针对天津地铁4号线南段工程土建施工第11合同段曲阜道站水文、地质情况的分析以及在施工过程中有效把控地连墙接缝施工质量和二重高压旋喷桩在地连墙接缝处的应用，成功地解决了本工程地连墙接缝渗漏水问题，确保了基坑施工安全、工期、成本，取得了较大的经济和社会效益。

【关键词】超深基坑；复杂地质；地连墙接缝；防渗；止水；刷壁；高压旋喷桩

一、前言

近年来，随着中国的城市化进程加快，城市人口的增加给城市交通带来的压力日渐明显化，因而与传统的地上交通相对应的地铁交通成为缓解城市交通压力的新渠道，但是在地铁车站建设中，车站基坑围护结构的渗漏问题得不到有效的解决一直困扰着工程技术人员，地下水渗漏不仅会影响深基坑工程安全开挖及主体结构顺利施作，此外，在工程投入使用后，地下水渗漏还会降低混凝土结构的耐久性，影响地铁的运营及设备安全，因此地连墙防渗止水处理方法直接影响地铁车站工程项目的成败。

二、曲阜道车站工程概况

天津地铁4号线南段工程土建施工第11合同段曲阜道车站位于大沽北路和徐州道交叉口，沿大沽北路南北向布置。车站主体建筑面积为9888.86m2，长220.8m，采用明挖法施工， 为地下两层岛式车站。基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙，墙体采用C35（水下）钢筋混凝土，抗渗标号为P8，地连墙深度33～44m，地连墙共计100幅，基坑最大开挖深度19.2m。地连墙接缝外侧采用旋喷桩3根Φ800mm@500mm品字形布置，长度深至坑底以下4m。

三、水文地质条件

根据地基土的岩性分层及现场抽水试验结果分析，场区地下水分为两层。第一层为潜水含水层，地下水初见水位为自然地面下1～3.5m（标高为0.43～1.74m）。第二层为承压含水层，主要埋藏于第Ⅲ陆相河床～河漫滩相（Q al）沉积的⑨2粉砂层中，位于底板以下6～10m，，地连墙截断了承压含水层，承压力水水头埋深在6.10m左右。

勘察钻孔中实测本车站地层主要为杂填土、粉质粘土、黏质和砂质粉土，基底主要位于⑻1粉质黏土，局部位于⑼1粉质黏土，地连墙底位于⑾3粉质黏土层。

四、施工工艺

1）成槽机按照交底宽度和深度，开挖至设计标高。

2）地连墙成槽结束后，利用与圆形接头形状相吻合的特制刷壁器固定在成槽机斗架上，通过成槽机偏心斜吊斗架带动刷壁器上下清刷先行幅接头的泥皮和沉渣，每个上下循环都必须清洗钢丝刷。每个接头刷壁次数不小于20次，且直至钢丝刷没有泥块为止。

3）刷壁结束后，利用超声波垂直度检测仪检测先行幅接头面的垂直度，检测时设备必须调平对中，缓缓下放探头检测，对于接缝垂直度超过0.3%的接缝，则应在地连墙接缝外侧施做高压旋喷桩补强加固、止水。

4）高压旋喷桩施工前，确保施工场地具备“三通一平”条件，各项设备进行检查、调试，检查控制开关的灵敏度是否满足要求，相关电路的接触是否良好，现场仪表必须经相关部门标定方可使用等准备工作。

5）测放桩位

利用全站仪定出需要施作高压旋喷桩的地连墙的接缝位置，然后根据高压旋喷桩之间的间距（50cm）及与地连墙的距离（20cm）定出桩心，并做出标记。

6）钻机就位

移动钻机使钻头正对准桩位中心，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。用水平靠尺检查钻机底座水平度和钻架的垂直度，保证控制钻杆垂直度偏差在1%以内。

7）水泥浆制备

根据设计要求，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥按水灰比为1：1（质量比）拌制水泥浆，每立方土体水泥掺量为450kg。水泥浆比重不小于1.51。

8）喷射注浆

注浆管钻进到设计深度后，检查各部位密封是否良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并保证喷射孔与高压注浆泵的距离不大于50m。一切准备就绪后将高压泥浆泵压力增到30MPa，水泥浆流量为45L/min，气流压力为0.7Mpa，估算水泥浆前锋到达孔底，喷浆约30s后，开始提升旋转喷浆，提升速度为15cm/min，转速为15r/min。旋喷至距桩顶1米时，提升速度降至10cm/min，喷嘴提升至桩顶标高以上50cm时停止喷浆，钻杆逐节拆除出孔口，清洗钻杆，将钻机移至下一个施工位置，旋喷过程中冒浆量控制在20%以内。

五、施工质量控制要点

1.锁扣管施工、刷壁控制要点

1）本工程采用柔性锁口管接头方式加强接头止水效果，锁口管单节长为8～12m。管与管的连接使用专用销具，连接后必须保证整管外径面较为平整。

2）锁扣管位置外放尺寸宜为100mm～200mm，吊放锁扣管前严格检查每节间的连接是否牢固可靠，表面是否光滑。锁扣管应编码有序，吊放时垂直缓慢下放、准确定位，偏斜率控制在0.3%以内，插入到槽段底以下300mm～500mm，吊放锁扣管后，在锁扣管背面空隙用土团袋和石子填实，并分层夯实。

3）接头刷壁次数不小于20次，且直至钢丝刷没有泥块为止。

2.二重管高压旋喷桩控制要点

1）保证高压旋喷桩有效桩长至坑底以下4m。

2）高压旋喷桩桩心间距≤500mm，且与地连墙边线平行、间距≤200mm。

3）控制好旋喷桩施工配比技术参数。

六、效益分析

1.进度效益

对长度为6m的标准幅地连墙分别采用十字钢板/工字钢接头和锁扣管接头的工期效益作如下分析。

通过以上分析表明：采用锁扣管接头在工期效益方面明顯优于十字钢板或工字钢接头，在以上所述同班组人数的情况下单幅地连墙节约7h。

2.经济效益

以10幅深度为43.9m的标准幅地连墙为例，接头分别采用十字钢板/工字钢或锁扣管施工进行经济效益对比分析。

通过以上分析表明：采用锁扣管接头在经济效益方面明显优于十字钢板或工字钢接头，节约劳务费用1.8万元，节约总钢材方82t。

七、结语

复杂地质条件下地连墙止水工艺是结合前期接缝质量控制和后期接缝外侧止水加固等一系列技术措施的一项综合止水方法，前期地连墙采用锁扣管接头且通过一系列接缝质量控制措施确保接缝的自防水能力，在保证止水质量的前提下最大限度地缩短了工期、节约了成本。后期在地连墙接缝处用二重管高压旋喷桩止水加固，该法施工简便、成桩速度快、止水效果显著，为基坑后续施工提供了安全保障。

【参考文献】

[1]龙云.铁路项目施工过程投资控制要点探讨——基于技术措施视角[J]. 建筑经济.2018（02）.