茆俊飛

上海市建設(shè)工程管理有限公司 上海 200031

1 概述

上海軌道交通銅川路站是上海軌交14號線和15號線的換乘車站，該站15號線為地下三層結(jié)構(gòu)，14號線為地下二層結(jié)構(gòu)，車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用地連墻，地下三層車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度達(dá)25.16m，圍護(hù)地連墻厚度為1200mm、深度48m，屬于超深基坑。

該工程水文地質(zhì)條件存在土層缺失，加上該地連墻工程深度深、厚度大，較一般地連墻施工難度大等原因的影響，可能會使地連墻產(chǎn)生滲漏水，地連墻防滲漏水不僅影響著基坑施工過程中的穩(wěn)定和安全，同時也關(guān)系著整個車站主體結(jié)構(gòu)回筑質(zhì)量。

2 滲漏原因和機理分析

造成軌道交通地下車站的地連墻滲水原因有很多：有施工中泥漿護(hù)璧性能差；地連墻接頭接縫處理不到位；地連墻混凝土沒有達(dá)到抗?jié)B性能要求或者因澆筑不當(dāng)造成墻體夾泥及施工冷縫等病害；基坑施工過程中變形過大造成相鄰兩幅地連墻接縫開裂等多種原因。針對最容易造成滲水的幾個原因，下面從自己實際參與銅川路站基坑施工中的收獲和經(jīng)驗里，談?wù)勅绾谓档偷剡B墻滲漏水率的預(yù)防技術(shù)措施。

2.1 泥漿指標(biāo)不合適

由于地連墻成槽深度深、寬度大，且鋼筋籠需要分節(jié)下放，地連墻成槽至混凝土澆筑完成周期較長，因此對泥漿要求比較高。現(xiàn)場施工過程中泥漿比重往往把控不足，存在不符合要求情況，會產(chǎn)生因塌孔造成的地連墻混凝土厚度不足或混凝土難以連續(xù)，產(chǎn)生地連墻滲水通道。

2.2 地連墻接頭接縫滲漏水

作為深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水下鋼筋混凝土地連墻，需滿足擋土擋水的要求，因此側(cè)向承受著水壓和土壓力。地連墻的施工工藝一般是分成多幅跳倉施工，然后再連成一個封閉的整體，然而相鄰兩幅地連墻之間連接的接頭接縫卻是比較薄弱的地方，往往此處容易產(chǎn)生滲漏水。

2.3 基坑變形造成地連墻接縫滲漏水

隨著基坑開挖，鋼支撐的架設(shè)及施加軸力是起到支撐基坑，平衡地連墻內(nèi)外壓力的作用。鋼支撐施加軸力若偏離設(shè)計值，較大較小均會造成基坑不同程度的變形，尤其是不均勻的鋼支撐軸力會造成基坑兩副相鄰的地連墻產(chǎn)生撕扯力，導(dǎo)致地連墻接縫產(chǎn)生滲漏水。

3 銅川路站地連墻滲漏水預(yù)防和控制技術(shù)措施

3.1 控制泥漿指標(biāo)降低滲漏病害

3.1.1 泥漿指標(biāo)過高過低的危害

地連墻工程施工過程中，泥漿的制備和清孔的質(zhì)量無論對于成槽質(zhì)量和地連墻混凝土順利澆筑都是重要因素。泥漿質(zhì)量差，主要危害有:

①泥漿稠度小，成槽過程中槽壁上難以形成有效果的護(hù)壁泥膜，導(dǎo)致槽壁穩(wěn)定性差容易產(chǎn)生塌孔事故。

②若泥漿稠度大，先行幅地連墻的接縫上面容易黏附較厚的泥皮，前后施工的兩幅地連墻接縫之間產(chǎn)生夾泥情況，成為滲漏水通道。

③泥漿稠度大，泥漿容易在鋼筋骨架上粘附，導(dǎo)致鋼筋與砼握裹力降低，地連墻體內(nèi)易形成含泥夾層，形成滲水通道。

3.1.2 泥漿指標(biāo)的控制

為確保泥漿指標(biāo),材料應(yīng)選用膨潤土，新制泥漿應(yīng)充分水化，貯放時間不少于24小時，根據(jù)土層情況及規(guī)范要求配置泥漿的配合比，并對配合比進(jìn)行室內(nèi)試驗驗證。施工中如果需循環(huán)使用泥漿，應(yīng)通過沉淀處理并檢測合格后方可繼續(xù)使用[1]。

銅川路站地質(zhì)條件為地下深度5米及以下為砂性土，根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范地連墻施工規(guī)程規(guī)定:

①新制泥漿比重控制在1.03～1.10之間，泥漿粘度控制在22s～30s之間；

②每次地連墻成槽清孔后檢測泥漿比重，清孔后槽內(nèi)泥漿比重符合1.05～1.15；

③地連墻成槽和清基完成后，應(yīng)在槽段上部、中部、下部等三處取泥漿樣品進(jìn)行檢測驗收。

3.2 地連墻施工采用橡膠鋼邊止水帶接頭提高防滲性

地連墻橡膠鋼邊止水帶接頭工藝（圖1所示），就是在每幅之間接頭處采用橡膠鋼邊止水帶作為接頭，橡膠鋼邊止水帶其柔型和防水性通過連續(xù)轉(zhuǎn)折曲線有效提高了地連墻接頭質(zhì)量及防滲性能[2]，其接頭的防滲效果比其他形式接頭工藝有明顯提高。

圖1 橡膠鋼邊止水地連墻接頭工藝示意圖

與傳統(tǒng)鎖口管工藝相比較，相同厚度的地連墻，該工藝的接頭滲流路徑更長、更曲折，且橡膠鋼邊止水帶有較好的延展性，在每幅地連墻受外力擠壓不均勻變形后，不會因錯位而產(chǎn)生滲漏水通道。

3.2.1 地連墻橡膠鋼邊止水接頭主要優(yōu)點

①橡膠鋼邊止水接頭使用型鋼接頭箱固定及放置至地連墻槽段里，接頭箱緊貼后成槽的原土，還可以有效防止混凝土澆筑時發(fā)生的坍塌、埋管等情況。

②兩幅地連墻接縫處的混凝土凝固收縮時，因橡膠鋼邊止水帶有較好的延展性和彈性，使該接縫依然具有不錯的密封性和防滲漏水效果。其次相鄰槽段成槽后立即開始清孔，再進(jìn)行接頭箱剝除，使接縫處及橡膠鋼邊止水帶不會附著泥皮，橡膠鋼邊止水帶能有效得和新的混凝土結(jié)合，從而提高相鄰兩幅地連墻的完整性和防水效果[3]。

3.2.2 地連墻接縫橡膠鋼邊止水接頭工藝施工流程（如圖2所示）

圖2 工藝流程圖

①地連墻成槽后，將夾有橡膠鋼邊止水帶的接頭箱和地連墻鋼筋龍分別吊放進(jìn)槽中，澆筑水下混凝土并養(yǎng)護(hù)；

②在相鄰槽段開挖成槽并清孔后，剝離接頭箱并安裝下一幅地連墻接縫的橡膠鋼邊止水帶；

③接頭箱剝離后，原有的橡膠鋼邊止水帶一側(cè)已被地連墻混凝土凝結(jié)固定住，另一側(cè)將與相鄰幅地連墻混凝土凝結(jié)固定。

3.3 采用鋼支撐伺服系統(tǒng)新工藝控制軸力穩(wěn)定基坑降低滲漏

鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)是由軟硬件一起結(jié)合組成的基坑水平位移控制智能系統(tǒng)，可以24小時實時智能調(diào)控鋼支撐軸力。鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)可控并自動預(yù)加軸力，實時監(jiān)控調(diào)整軸力來平衡地連墻內(nèi)外壓力，從而增加基坑剛性減少相鄰兩副地連墻不平衡的內(nèi)外壓力造成的接縫滲漏水[4]。

鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)的組成（如圖3所示）：

圖3 鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)的組成

①程控主機、顯示器（監(jiān)控室內(nèi)）；②數(shù)控泵站（緊鄰基坑一側(cè)）；③支撐頭總成（內(nèi)含液壓千斤頂，可與鋼支撐法蘭連接，圖4所示）；④操作平臺（可通過電腦、手機等設(shè)備遠(yuǎn)程控制）。

圖4 支撐頭總成及安裝

3.3.1 鋼支撐伺服系統(tǒng)的特點

①取代了傳統(tǒng)鋼支撐人工預(yù)加軸力，支撐安裝速度更快且無軸力損失；實現(xiàn)了自動化“鎖定保壓、加減軸力”，并做到“可視、可控、可調(diào)”[5]。

②對基坑軸力實時監(jiān)測并可對軸力進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，提高了深基坑開挖及支護(hù)施工過程中安全管理。

③將監(jiān)測信息與電腦、手機綁定，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程終端控制，實現(xiàn)信息化管理，有效的穩(wěn)定基坑，增加基坑剛性減少兩副相鄰的地連墻不平衡的內(nèi)外壓力導(dǎo)致的接縫滲水。

3.3.2 銅川路站基坑鋼支撐伺服系統(tǒng)的施工流程

①鋼支撐架設(shè)之前，在平整的場地上法蘭連接具有支撐頭總成的鋼支撐（如圖4所示）。

②根據(jù)銅川路站現(xiàn)場基坑開挖及支護(hù)形式，將支撐頭總成控制箱及泵箱沿基坑一側(cè)邊緣布置。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，將支撐頭總成、油管及數(shù)控泵箱的布置位置盡量做到線路最短布置。

③按照基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計吊裝每根鋼支撐。按照每道支撐的設(shè)計軸力設(shè)定控制值，支撐頭總成在系統(tǒng)的控制下自動完成軸力的逐級施加，此時鋼支撐完成了對基坑的支護(hù)。

④伺服系統(tǒng)工作時，會采集監(jiān)測數(shù)據(jù)初始值并進(jìn)行實時監(jiān)測。系統(tǒng)24小時測量支撐軸力，低壓自動補償，高壓自動報警或者卸載，每道支撐都發(fā)揮承載力，整體控制基坑變形，使坑內(nèi)外的力達(dá)到平衡。

4 效果檢驗

以上通過泥漿質(zhì)量控制提高地連墻混凝土質(zhì)量；使用橡膠鋼邊止水帶提高地連墻接頭質(zhì)量；采用鋼支撐軸力伺服控制軸力以減少基坑變形增加基坑剛性，這三種施工措施提高地連墻及基坑質(zhì)量降低了地連墻滲水率，在銅川路站基坑施工中得到應(yīng)用，并取得了較好的效果，實施后基坑滲水率明顯下降，未發(fā)現(xiàn)有明顯滲漏現(xiàn)象（如圖5所示銅川路站基坑地連墻止水效果），大大提高了施工進(jìn)度，降低了堵漏而導(dǎo)致的基坑長期暴露的風(fēng)險，也為后續(xù)車站主體結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了有利條件。

圖5 銅川路站基坑開挖中地連墻無滲漏水效果明顯

5 結(jié)束語

軌道交通地下車站內(nèi)因設(shè)備多且人流量大，因此對結(jié)構(gòu)防水要求標(biāo)準(zhǔn)很高，地連墻和車站主體結(jié)構(gòu)形成的疊合墻防水形式具體高效耐久等優(yōu)勢，已被地下車站設(shè)計及施工廣泛采用。該防水形式要求從源頭上加強管理地連墻施工質(zhì)量，其施工質(zhì)量是對下一步基坑開挖和結(jié)構(gòu)回筑施工起到最重要的基礎(chǔ)作用，且作為疊合墻防水形式的最關(guān)鍵一層防水結(jié)構(gòu)，因此提高地連墻施工質(zhì)量，降低地連墻滲漏水是非常關(guān)鍵的。

上海軌道交通工程發(fā)到至現(xiàn)如今，各施工工藝均有創(chuàng)新和改進(jìn)，選用新工藝且經(jīng)濟效益明顯的工藝也是上海軌交大力提倡的。本文通過結(jié)合工程地質(zhì)條件和上海地標(biāo)要求控制泥漿質(zhì)量從而提高地連墻施工質(zhì)量來降低滲水率；通過改進(jìn)接頭形式提高地連墻質(zhì)量來控制滲水率；通過采用伺服支撐系統(tǒng)新工藝來控制基坑變形從而控制滲水率均已成功運用在上海軌交銅川路站工程實例中，止水效果明顯，基坑變形控制良好，具有可推廣性。