市政地铁工程中地下连续墙的施工技术研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

​杨海龙

​中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北省武汉市 430075

摘要

在地铁工程建设中,地下连续墙作为一种重要的围护结构,具有承受侧向土压力、隔离地下水、保持基坑稳定等多种功能。因此,地下连续墙施工技术的掌握和运用对于地铁工程建设的顺利进行具有重要意义。


关键词

市政地铁工程;地下连续墙;施工技术

正文


1.地下连续墙及施工概述

1.1地下连续墙的定义与特点

地下连续墙是一种在地下工程中广泛应用的围护结构,它采用钢筋混凝土浇筑而成,具有连续、密封、承受水平及垂直荷载能力强的特点。在市政地铁工程中,地下连续墙主要用于确保基坑开挖的稳定性和安全性,同时防止基坑周围土壤和地下水的侵入。

1.2地下连续墙的施工技术概述

地下连续墙的施工主要包括槽壁稳定、导墙施工、钢筋笼制作与吊装、泥浆护壁、混凝土浇筑等关键步骤。槽壁稳定是确保连续墙施工质量的基础,导墙施工则起到定位和支撑作用。钢筋笼的制作与吊装要求精度高,确保墙体的整体性和强度。泥浆护壁是防止槽壁坍塌的关键措施,而混凝土浇筑则是形成连续墙的最终步骤。

 

2.施工前的准备

2.1工程勘察与地质分析

在进行地下连续墙的施工前,首要任务就是进行详尽的工程勘察和地质分析。这一环节的重要性不言而喻,因为它关乎到整个项目的稳定性和安全性。通过勘探钻孔、取样分析、水位观测等手段,我们可以获取到关于地下土层分布、地下水位、地质构造等关键信息。这些信息将为后续的设计和施工提供至关重要的依据。

对于土层分布,我们需要了解不同土层的厚度、类型以及承载能力。这将直接影响地下连续墙的设计深度和基础形式。地下水位的高低则决定了施工中是否需要采取降水措施,以及降水对周边环境可能产生的影响。而地质构造的复杂性则可能带来施工中的不确定性和风险,需要我们提前进行风险评估和制定相应的应对措施。

2.2施工方案设计与优化

根据工程勘察的结果,我们将结合地下连续墙的设计要求,制定一套详细且周全的施工方案。这份方案将涵盖施工顺序、施工方法、施工机械选择等多个方面,旨在确保施工的顺利进行和工程质量的可靠保证。

在施工顺序上,我们需要考虑如何合理安排各个施工环节,以确保施工过程的连贯性和高效性。在施工方法上,我们需要选择最适合当前工程条件和施工要求的技术路线,同时考虑到施工的可行性和经济性。在施工机械的选择上,我们需要根据工程规模、施工条件和施工效率等因素进行综合考虑,确保所选机械既能够满足施工需求,又能够降低施工成本。

2.3测量放样

在施工前期,施工场地需进行必要的清理,以确保其平整度满足规范要求,随后可进行测量放样操作。首先,需精确确定导墙的位置,并进行二次复核,以提升地下连续墙施工的精确度,确保所有参数在施工过程中都经过严格的审查,一旦发现精度不足的情况,应立即进行修正。其次,为妥善处理地下工程的边界问题,需精确控制内衬墙的厚度,以轴线为基准,逐步扩展至基坑的外缘。最后,在导墙结构施工前,需进行详细的测量放样验收,对比基准线位置和现有建筑,以防止因测量放样错误对工程造成不良影响。

2.4施工材料准备

地下连续墙的施工材料主要包括钢筋、混凝土、泥浆等。在施工前,需要对这些材料进行严格的筛选和准备,确保其质量符合设计要求。钢筋应选用符合国家标准的产品,具有足够的强度和韧性,以保证墙体的整体稳定性。混凝土应选用适当的配合比,确保浇筑后的墙体具有足够的强度和耐久性。泥浆作为护壁材料,其性能直接影响槽壁的稳定性,因此,需要选用性能稳定、护壁效果好的泥浆材料。

在材料准备过程中,还需要注意材料的存储和运输。钢筋应存放在干燥、通风的地方,避免锈蚀和污染。混凝土应按照配合比进行搅拌,并在规定的时间内使用完毕。泥浆材料应存放在密封的容器中,防止水分蒸发和杂质混入。

 

3.地下连续墙的施工技术要点

3.1槽壁稳定技术

槽壁稳定技术是地下连续墙施工中至关重要的一个环节,它直接关系到槽壁的稳定性以及后续施工的质量。槽壁稳定的主要目的是防止在开挖过程中槽壁发生坍塌,保证槽壁的垂直度和平整度,为后续的钢筋笼吊装和混凝土浇筑提供可靠的施工环境。

为了确保槽壁稳定,我们可以采取多种技术措施。首先,要合理控制开挖速度,避免过快开挖导致槽壁失稳。其次,在开挖过程中要持续进行槽壁监测,及时发现并处理可能出现的坍塌风险。此外,采用合适的泥浆护壁技术也是槽壁稳定的重要手段之一。泥浆的粘度、密度和流动性等性能参数需要根据地质条件和施工要求进行调整,确保泥浆能够有效地附着在槽壁上,形成一层保护层,防止槽壁坍塌。

在槽壁稳定技术的实施过程中,我们还需要注意以下几点。首先,要合理安排施工顺序,确保各道工序之间的衔接紧密,避免因为施工顺序不当导致槽壁失稳。其次,要加强施工现场的安全管理,确保施工人员的人身安全。最后,要做好施工记录和质量检测工作,及时发现问题并进行整改,确保槽壁稳定技术的有效实施。

3.2导墙施工技术

导墙施工技术是地下连续墙施工中的关键步骤,它不仅起到定位和支撑的作用,还对保证墙体的精度和稳定性起着决定性的作用。导墙的施工要求高精度,以确保地下连续墙的轴线位置准确无误。首先,导墙的定位要严格根据设计图纸进行,使用精密测量仪器进行放样,确保导墙的直线度和垂直度。其次,导墙的结构强度应满足施工过程中的荷载要求,防止在施工过程中发生变形或损坏。此外,导墙的施工还应考虑到拆卸的方便性,以便于后续的墙体施工。

在导墙施工过程中,我们需要注意以下几点。首先,导墙的施工应与槽壁稳定工作紧密结合,确保导墙能够为槽壁提供有效的支撑。其次,导墙的接缝处应密封处理,防止泥浆泄漏或地下水渗透。再次,导墙的施工过程中应随时进行检查和调整,确保其位置和尺寸的准确性。最后,导墙的施工质量直接影响到钢筋笼的吊装和混凝土浇筑,因此,必须严格控制施工质量,确保导墙的稳定性和耐用性。

3.3钢筋笼制作与吊装技术

钢筋笼是地下连续墙的主要受力结构,其制作与吊装的质量直接影响到墙体的整体性和强度。钢筋笼的制作要求钢筋接头牢固,尺寸精确,以确保墙体的承载能力。在制作过程中,应采用专用的加工设备,确保钢筋的弯曲半径和接头质量符合设计要求。同时,钢筋笼的制作应考虑到吊装的便捷性,避免在吊装过程中出现变形或损坏。

钢筋笼的吊装是地下连续墙施工中的高风险作业,需要精心组织和严格控制。吊装前,应检查吊具的完好性,确保其能够承受钢筋笼的重量。吊装过程中,应由专业人员指挥,采用慢速平稳的起吊方式,避免因操作不当导致的钢筋笼变形或碰撞。同时,吊装过程中应随时监测墙体和导墙的稳定性,确保施工安全。

3.4泥浆护壁技术

泥浆护壁是防止槽壁坍塌的重要措施之一。通过向槽内注入一定浓度的泥浆,可以形成一层泥皮附着在槽壁上,起到隔离土壤和水的作用,从而防止槽壁坍塌。

在选择泥浆类型和护壁方式时,应根据工程地质条件、土壤性质和水文条件等因素进行综合考虑。例如,对于砂质土壤和含水层较厚的地层,应选择具有较好稳定性和抗渗性的泥浆类型;对于软土地层,则可以采用适当的护壁方式来提高泥浆的附着力和稳定性。

在施工过程中,还应定期对泥浆进行质量检查和调整,确保其满足施工要求。同时,还应注意泥浆的排放和处理,避免对环境造成污染。

3.5混凝土浇筑技术

在混凝土浇筑前,应进行充分的准备工作。首先,应对槽内进行清理和验收,确保槽内无杂物和积水;其次,应检查钢筋笼的安装质量和位置是否符合设计要求;最后,应准备好合适的混凝土材料和浇筑设备。

在浇筑过程中,应控制混凝土的浇筑速度和振捣方式。浇筑速度过快可能导致混凝土出现干缩裂缝或分层现象;而振捣不足则可能导致混凝土内部存在空洞或疏松区域。因此,应根据工程实际情况选择合适的浇筑速度和振捣方式,确保混凝土的密实性和均匀性。

此外,在混凝土浇筑过程中还应注意安全防护措施和质量控制措施。例如,在浇筑现场应设置警示标志和隔离设施,确保工人和设备的安全;同时还应定期对混凝土进行质量检查和抽样检测,确保其满足设计要求。

 

4. 市政地铁工程中地下连续墙的施工实践

4.1工程概况

以某市的地铁建设方案为例,该工程规划包含一条长达9.8公里的线路。在设计地铁站的过程中,站点沿东西方向配置,设计为地下3层结构。覆土深度设定为4.5米,主要采用4层3跨的地下框架结构。车站的外部尺寸设定为长170至180米,宽20至30米,标准段的基坑挖掘深度为20米,而端部井的挖掘深度预计为25米。依据现场施工条件,车站的主体结构采用800毫米厚的地下连续墙,标准段墙深40米,端头井深度约为30米。为了确保工程质量并增强墙体的防渗性能,地下连续墙的混凝土设计强度标准提升至C30级别,抗渗等级设定为S8。接头部分采用圆形锁口管柔性接头,墙底设置墙趾,周围配置2根注浆管。地下墙与主体结构之间的连接通过钢筋进行加固。

4.2导墙施工技术

导墙的施工是地下连续墙施工的先决条件。导墙设计为H型结构,采用C35混凝土浇筑,厚度为600毫米,高度略高于开挖面1米,以确保在深基坑开挖过程中提供足够的支撑。导墙的定位精度要求极高,误差需控制在5毫米以内,因此在放样过程中采用了全站仪等高精度测量设备。导墙的接缝处采用防水密封材料进行处理,防止泥浆泄漏和地下水渗透。同时,导墙的拆卸结构设计充分考虑了施工的便捷性,以利于后续的钢筋笼吊装和混凝土浇筑作业。具体验收内容与验收标准如表1 所示。

1 导墙质量验收表

 

4.3钢筋笼制作与吊装技术

钢筋笼的制作在专用的预制场进行,采用自动化设备确保钢筋接头的牢固性和尺寸的精确性。钢筋笼的直径为800毫米,每段长度设计为10米,便于运输和吊装。在制作过程中,特别注意了钢筋笼的刚度控制,以防止在吊装过程中产生过大的变形。吊装设备选用大型履带式起重机,吊装前对吊具进行严格的荷载试验,确保其安全可靠。吊装过程中,由专业指挥人员进行操作,采用分段吊装、逐段对接的方式,确保钢筋笼准确无误地放入槽内。

4.4泥浆护壁技术

根据地质报告选择了适合的膨润土作为泥浆的主要成分,通过调整泥浆的密度和黏度,使其既能有效稳定槽壁,又能提供良好的悬浮和冷却效果。在施工过程中,通过泥浆循环系统保持槽内泥浆的均匀性和稳定性,同时设置泥浆池进行泥浆的回收和再利用,减少对环境的影响。

4.5混凝土浇筑技术

混凝土浇筑采用分层连续浇筑的方式进行,每层厚度控制在1.5米以内,确保混凝土能够充分振捣密实。浇筑过程中,采用温度控制措施,避免混凝土内外温差过大导致开裂。同时,通过设置测温元件实时监测混凝土的硬化温度,以便及时调整养护措施。为确保混凝土与槽壁、钢筋笼的紧密结合,采用湿接头工艺,提高结构的整体性。

4.6质量控制与安全管理

在整个施工过程中,严格实施质量控制措施,包括对导墙、钢筋笼、泥浆和混凝土等关键环节进行定期检测和验收。同时,强化现场安全管理,设置安全警示标志,对施工人员进行安全培训,确保施工过程中无安全事故的发生。此外,还建立了完善的应急预案,以应对可能出现的突发情况,如基坑渗水、设备故障等,确保工程的顺利进行。

通过上述各项技术的精细实施和严格控制,该地铁工程的地下连续墙施工得以高效、安全地完成,为后续的主体结构施工打下了坚实的基础。

 

结语:

市政地铁工程中地下连续墙的施工技术研究对于提高施工质量和效率具有重要意义。通过本文的探讨,可以得出以下结论:合理的施工方案设计和优化、严格的材料质量控制、科学的施工过程管理以及有效的质量控制措施是确保地下连续墙施工质量的关键。未来,随着科技的不断进步和施工技术的不断创新,地下连续墙的施工技术将得到进一步发展和完善,为市政地铁工程的建设提供更加可靠的技术支持。

 

参考文献:

[1]潘盂君.市政地铁工程中地下连续墙施工技术探析m.住宅与房地产,2018(31):198.

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[3]谭伏龙.地铁地下连续墙施工技术分析[J].建材与装饰,2015,(51):16-17.


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