摘 要 ：天津地铁 Z1 线文化中心站位于在建的天津市文化中心范围内，工程地表为原天津博物馆绿化带内。文章根据地铁施工实例，介绍了软土地质条件下地铁车站超深地连墙施工工艺，为类似工程施工提供经验。

关键词 ：地铁车站 ；软弱地层 ；超深地连墙 ；成槽控制 ；垂直度检测

 

      天津地铁Z1线文化中心站位于在建的天津市文化中心范围内，工程地表为原天津博物馆绿化带内。与地铁10号线车站在文化中心区域内斜交换乘，地铁Z1线车站为地下三层车站，车站开挖深度达26.9米，车站围护结构采用66.5米深、1.0米厚地连墙兼做止水墙，其地连墙深度为目前天津地铁施工地连墙的深度之最。本工程超深地连墙数量为69幅，其中标准幅54幅，异型幅15幅。

 

      地铁车站影响范围内地层主要为第四系全新统人工填土层（Qml）、第Ⅰ陆相层（Q4al）、第Ⅰ海相层（Q4m）、第Ⅱ陆相层（Q41al）及第Ⅲ陆相层（Q3eal），岩性主要为粘性土、粉土、粉砂。地表普遍分布人工填土层（Qml），土质不均，结构松散，厚度变化较大，工程性质差。

      地铁10号线文化中心车站主体结构基底主要位于＜8-2＞粉土层上，该层厚度变化较大，呈灰黄色，密实状态，无层理，局部夹粉质粘土、粉砂透镜体。地铁Z1号线文化中心车站主体结构基底主要位于＜9-1＞粉质粘土及＜9-2＞粉土层上，该层层位总体较稳定，土层尚均匀，局部砂粘性有所变化，粉土呈密实状态，粘性土为可塑状态。

      场地范围内地下水位高，且含水层呈层状分布，在垂直、水平方向具有明显差异。基坑开挖施工过程中，在水压力作用下易产生潜蚀、突水及管涌现象。下组陆相冲积层粉土＜8-2＞、第五组陆相冲积层粉土＜9-2＞透水性好，为第一承压含水层。第四组滨海潮汐带沉积层粉质粘土＜10-1＞及第三组陆相冲积层粉质粘土＜11-1＞透水性较差，可视为承压含水层隔水底板。第三组陆相冲积层粉土＜11-2＞、粉砂＜11-4＞，透水性好，为第二承压含水层。其下粉质粘土＜12-1＞为承压含水层的隔水底板。承压水水头大沽标高约为0.50m。

 

      超深地连墙与普通地连墙的本质不同在于其成槽时间长、成槽垂直度难以控制、穿越地层复杂、钢筋笼下放难度增加，且因所围护的基坑深度大，深层承压水压力大，对围护结构施工质量要求更高。

      目前天津市内地连墙成槽多用液压抓斗式成槽机，比较先进和常用的属宝峨系列成槽机和金泰系列成槽机，但宝峨系列成槽机多数为浅槽机型，作业深度不超过50米，金泰40以上机型具备70米深度作业能力，最先进的机型是利勃海尔成槽机，但此机型国内数量有限，因此费用高昂。

      因工程的特殊性，施工过程中选用金泰40机型和利勃海尔-855机型。

      首开幅墙钢筋笼重量达到90吨，经论证比选，且受场地狭窄限制，钢筋笼分两节制作，与孔口对接，选用300t吊车和150t吊车配合使用。

      地连墙施工泥浆控制至关重要，泥浆起到护壁、悬浮沉渣和冷却润滑抓斗的作用。泥浆不仅要有良好的固壁性能，而且要便于灌筑混凝土，因此泥浆必须具有合理的比重和粘度等性能指标，为此选用优质钠基膨润土造浆，加入适当的CMC（即羧甲基纤维素钠）和纯碱，所拌制的泥浆经24小时熟化后才能使用。

      超深地连墙成槽时间均达3天以上，而且40米以下即开始进入砂层，因此在施工过程中40米以下槽段成槽时，泥浆比重开始调整，调整为1.30t/m³，混凝土灌注过程中泥浆，对符合性能指标要求的泥浆，应先抽入沉淀池中充分静置，经过滤砂机过滤后再回收利用，对不符合要求的泥浆排入废浆池中予以废弃。

      泥浆置换采用沉淀法和置换法两种形式，在下放钢筋笼之前用成槽机捞底，进行初次清理，待导管安装完毕后，从导管内抽浆以达到置换的目的。

      地连墙成槽质量的控制是地连墙施工成败的关键，为此，成槽机司机均选用熟练工，司机轮流值班，以减少成槽时间，利用机械自动调平功能严格控制成槽垂直度。过程中间歇性用测绳测量槽壁质量。

      为减少表层杂填土对成槽的影响，对导墙深度进行加深或采用C型导墙。在异型幅段两侧用双排水泥土搅拌桩对槽体两侧进行加固，加固深度为地面以下10米，以减少杂填土段槽段阴角部位容易产生塌方的影响。成槽过程中在成槽机下放置钢板，以分散成槽机压力，另在成槽槽段附近不允许有重车经过，以避免对土体的扰动造成塌孔。

      为避免砂层段槽壁暴露时间过长引起塌孔或埋斗等现象，将槽段在40米位置人为分为上下两部分，上部40米槽段整体成槽后再向下开挖下部槽段，减少砂层段槽体的暴露时间，以减少塌孔的几率。

      因槽段过深，成槽机抓斗随深度增加而造成浮力增大，影响槽段垂直度，在成槽过程中针对有问题的槽段，可以过程中增加超声波检测频次，以及时进行修正，避免成槽后出现偏差过大。

      槽段成型后用超声波对槽体进行检测，作为钢筋笼下放和成槽质量检验的依据。本工程超声波结果显示成槽垂直度均能满足要求。

      地连墙钢筋笼主筋为Φ32和Φ28钢筋，间距仅为75mm，接头处为H型钢，首开幅钢筋笼重量达到近90t，鉴于场地限制，选用300t吊车配合150t吊车进行作业，为防止钢筋笼变形，除增加辅筋加强钢筋笼整体刚度以外，将钢筋笼整体加工分段吊装，在孔口进行对接连成一体，为减少钢筋笼对接时间，除桁架筋采用满焊以外其余钢筋采用绑扎连接。

      在地连墙接头处为H型钢，为防止混凝土绕流，在H型钢两侧防止0.5mm厚宽度为1.0米的钢板防止混凝土绕流影响下一槽段开挖成槽。混凝土灌注采用导管进行浇注，导管的放置位置按照对称设计，间距不超过3米，在钢筋笼加工时预留导管仓，导管接头采用丝扣连接，防止法兰连接造成卡管无法拔出。混凝土灌注提前做好计划，防止混凝土供应中途中断造成施工冷缝影响止水效果，导管起拔要经过计算，严禁拔出过多造成混凝土断层夹泥，也要防止导管埋入混凝土过深造成无法拔出。

      为防止混凝土绕流，槽段40米以下接头用袋装砂石填实，40米以上部位采用定制接头箱。

      为快速处理地连墙接头处绕流混凝土，防止混凝土硬化造成处理困难，在混凝土浇注完成接头箱拔出后，即开始用旋挖钻机对接头部位进行处理，将绕流混凝土旋出，另外准备重力式冲击机械，对绕流混凝土用重力锤进行冲击。