王 劍，邢榮亮，趙明時(shí)（.唐山市國(guó)土資源局，河北 唐山 06000；.天津深基工程有限公司，天津 00；.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 00）

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穿越地下管線(xiàn)的地連墻處理技術(shù)

王 劍1，邢榮亮2，趙明時(shí)3
（1.唐山市國(guó)土資源局，河北 唐山 063000；2.天津深基工程有限公司，天津 300222；3.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222）

摘要：由于城市地下管線(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜，地連墻施工時(shí)受到地下管線(xiàn)的限制，為此，提出了穿越地下管線(xiàn)的地連墻處理技術(shù)，并對(duì)施工工藝中的重點(diǎn)問(wèn)題在地連墻的分幅、管線(xiàn)的刨驗(yàn)加固與導(dǎo)墻施工、液壓抓斗與反循環(huán)鉆機(jī)聯(lián)合成槽、鋼筋籠處理、混凝土澆注五個(gè)方面進(jìn)行了敘述。該技術(shù)解決了施工難題，節(jié)約了成本并保證了工期，為類(lèi)似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：地連墻；穿越地下管線(xiàn)；聯(lián)合成槽；鋼筋籠；混凝土灌注

引 言

隨著城市的發(fā)展，地上交通將不能滿(mǎn)足人們的工作和生活需要，地下交通成為城市軌道交通發(fā)展的方向。作為地下交通特別是地鐵車(chē)站的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地連墻施工時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到穿越地下管線(xiàn)的情況。若地連墻施工使用傳統(tǒng)技術(shù)，又勢(shì)必會(huì)造成地下管線(xiàn)的破壞。如果將地下管線(xiàn)改路，則需與多方協(xié)調(diào)，增加成本且嚴(yán)重影響工期。解決穿越地下管線(xiàn)的地連墻施工問(wèn)題顯得尤為迫切與突出，為此，提出了穿越地下管線(xiàn)的地連墻處理技術(shù)。

1 工程概況

某地鐵站采用的是地連墻加內(nèi)支撐支護(hù)形式，基坑深度約為16.76 m。

主體結(jié)構(gòu)上方懸吊有一根220 kV、埋深1.8 m的高壓供電管線(xiàn)（見(jiàn)圖1），地下管線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí)。本文的主要施工難點(diǎn)在于不拆除和不破壞該高壓供電管線(xiàn)的情況下完成該處地連墻的施工。

圖1 地下管線(xiàn)平面布置

2 穿越地下管線(xiàn)的地連墻施工工藝

2.1 管線(xiàn)的刨驗(yàn)加固與導(dǎo)墻施工

1）處理原則

確保墻體與電纜分離，電纜呈自由狀態(tài)。

2）處置措施

圖2 管線(xiàn)橫斷面處理

①高壓管線(xiàn)保護(hù)邊緣0.5 m處的導(dǎo)槽必須人工開(kāi)挖，為防止對(duì)管線(xiàn)造成破壞，禁止使用設(shè)備進(jìn)行開(kāi)挖，導(dǎo)槽在管線(xiàn)下方挖深1 m，以下放鋼板保護(hù)體。根據(jù)甲方提供的資料，高壓管線(xiàn)保護(hù)斷面為1.5 m×1.5 m。

②導(dǎo)槽開(kāi)挖完成后，采用30 mm的鋼板做成箱體對(duì)既有高壓管線(xiàn)進(jìn)行加固保護(hù)，并伸出在導(dǎo)墻立面100 mm，同時(shí)考慮保護(hù)斷面的富余寬度，采用保護(hù)體鋼板斷面尺寸為1.6 m×1.6 m，長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)高壓管道確定。

③待固定高壓管線(xiàn)保護(hù)體且完成導(dǎo)墻鋼筋綁扎后，隨即澆筑C25混凝土，并使混凝土有足夠的搗實(shí)程度［1］。

④在有地下管線(xiàn)經(jīng)過(guò)的導(dǎo)槽處及其附近導(dǎo)墻厚度需加大100 mm，導(dǎo)槽寬度為0.96 m。

圖3 導(dǎo)墻施工時(shí)管線(xiàn)處理

2.2 穿越管線(xiàn)地連墻分幅處理

1）分幅原則

①盡量縮短槽段長(zhǎng)度，以減少成槽、下放鋼筋籠及澆注混凝土?xí)r帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

②槽段分幅時(shí)應(yīng)考慮成槽設(shè)備的模數(shù)（液壓抓斗定尺2.8 m）。

③為保證穿越管線(xiàn)地連墻的整體質(zhì)量，盡量保持高壓管線(xiàn)在槽段的中央。

2）分幅方案

經(jīng)綜合考慮，在既有高壓管線(xiàn)處，地連墻幅寬分為5.6 m，成槽7.6 m。

2.3 液壓抓斗與反循環(huán)聯(lián)合成槽

1）成槽工藝的比選

目前施工的挖槽機(jī)械主要有直接出渣的挖（抓）斗式挖槽機(jī)和泥漿循環(huán)出渣的鉆頭式挖槽機(jī)兩大類(lèi)［2］。

本工程采用的液壓抓斗聯(lián)合氣舉反循環(huán)鉆機(jī)成槽施工工藝，與單獨(dú)采用液壓抓斗成槽、氣舉反循環(huán)鉆機(jī)成槽工藝之間的比較，見(jiàn)表1。

表1 成槽工藝的比選

因此，選擇液壓抓斗與氣舉反循環(huán)鉆機(jī)聯(lián)合作業(yè)。

2）成槽施工流程

①管線(xiàn)上方土體使用挖掘機(jī)挖掘，下方0.5 m范圍內(nèi)的土體使用人工挖掘（如圖 4所示），以保證管線(xiàn)免遭破壞，且反循環(huán)鉆機(jī)能夠進(jìn)入管線(xiàn)下方成槽。

圖4 管線(xiàn)下0.5 m范圍內(nèi)采用人工開(kāi)挖

②使用液壓抓斗對(duì)管線(xiàn)一側(cè)土體進(jìn)行挖掘，然后挖掘另一側(cè)土體，如圖5所示。

圖5 抓斗成槽作業(yè)

圖6 鉆機(jī)成槽作業(yè)

③挖掘管線(xiàn)下方土體時(shí)，更換氣舉反循環(huán)鉆機(jī)，該反循環(huán)設(shè)備需經(jīng)過(guò)改裝方可使用（如圖6所示）。噴導(dǎo)管邊緣到反循環(huán)鉆機(jī)邊緣至少保證1.1 m的距離，以確保在兩側(cè)挖掘管線(xiàn)下土體時(shí)，挖掘長(zhǎng)度方向可以搭接。增加噴導(dǎo)管厚度，防止反循環(huán)鉆機(jī)由于遠(yuǎn)離噴導(dǎo)管鉆進(jìn)產(chǎn)生較大扭矩而導(dǎo)致噴導(dǎo)管破壞問(wèn)題。為了保證鉆進(jìn)速度和成槽垂直度，選用兩臺(tái)鉆機(jī)沿槽段寬度方向垂直并排布置。

在布設(shè)反循環(huán)鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，考慮到同向旋轉(zhuǎn)的離心力加成問(wèn)題，會(huì)影響到槽壁土體的穩(wěn)定性，鉆機(jī)采用對(duì)向旋轉(zhuǎn)，即一個(gè)鉆機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)鉆機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（如圖7所示）。

圖7 反循環(huán)鉆機(jī)簡(jiǎn)

④反循環(huán)噴導(dǎo)管下放至管線(xiàn)一側(cè)已成槽段內(nèi)，并逐步向管線(xiàn)下方土體鉆進(jìn)，待鉆完管線(xiàn)一側(cè)1.1 m范圍內(nèi)的土體后，到管線(xiàn)另一側(cè)按照同樣的方法進(jìn)行成槽。

⑤管線(xiàn)下放成槽結(jié)束后，利用特制刮壁設(shè)備，再次將管線(xiàn)下方槽壁上多余的土體進(jìn)行刮除，以確保管線(xiàn)下方地連墻的設(shè)計(jì)厚度（見(jiàn)圖8）。

圖8 槽壁修整作業(yè)

2.4 鋼筋籠的處理

1）鋼筋籠的調(diào)整原則

①施工質(zhì)量高；

②可操作性好；

③安全系數(shù)高。

鋼筋籠幅寬較小，起吊、下放入槽、平移簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，施工安全便捷。在混凝土灌注施工時(shí)，灌灰導(dǎo)管布置簡(jiǎn)單。鋼筋籠分為兩幅，幅寬為2.8 m+2.8 m。

2）鋼筋籠下放

鋼筋籠根據(jù)地連墻配筋圖和單元槽段的寬度進(jìn)行制作，穿越管線(xiàn)的地連墻鋼筋籠分兩部分安裝，由此確定管線(xiàn)附近鋼筋籠為2.8 m。

①兩部分鋼筋籠分別從管線(xiàn)兩側(cè)下放，然后分別向管線(xiàn)方向移動(dòng)，如圖9所示。

圖9 左側(cè)2.8 m鋼筋籠下放

②兩部分鋼筋籠安裝到位后，分別在兩側(cè)下放接頭管。如圖10所示。

圖10 接頭管、灌灰豎管及砂袋的布置

③在接頭管后方槽段填注砂袋，其主要作用一方面是防止混凝土澆筑過(guò)程中接頭管單側(cè)受力發(fā)生向外傾移，造成墻體邊界偏離原有位置；另一方面是防止混凝土灌注時(shí)在接頭管處發(fā)生繞流，造成接頭管難以拔出。

2.5 混凝土灌注

地連墻采用“導(dǎo)管法［5］”灌注混凝土?xí)r的布管原則：

1）為了在不影響混凝土澆筑質(zhì)量的情況下，盡量減少灌灰導(dǎo)管的根數(shù)。

2）在單元槽段內(nèi)，同時(shí)使用兩根以上灌灰導(dǎo)管時(shí)，灌灰導(dǎo)管的間距不宜大于3 m。［6］

3）導(dǎo)管與槽段的接頭或與已澆筑的地連墻端面間的距離不宜大于1.5 m。［6］

因此，對(duì)緊鄰管線(xiàn)兩側(cè)的鋼筋籠進(jìn)行澆筑時(shí)，采用2套灌灰導(dǎo)管，布管位置如圖11所示。

3 結(jié) 論

1） 通過(guò)穿越地下管線(xiàn)的地連墻處理技術(shù)的研究，分析了傳統(tǒng)施工工藝的不足，提出了適合在本工程的新型施工工藝，將工程從藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)。

2） 本文研究提出了新的成槽施工工藝——液壓抓斗與反循環(huán)鉆機(jī)聯(lián)合成槽作業(yè)，成功地解決了地連墻穿越地下管線(xiàn)施工的難題，為工程提供了技術(shù)支持；接頭管后方填筑砂袋成功地解決了槽段接頭處理問(wèn)題，為類(lèi)似工程的施工提供參考。

3） 根據(jù)本文的槽段分幅、鋼筋籠處理和混凝土灌注等處理技術(shù)，類(lèi)似工程可結(jié)合具體的工程特點(diǎn)提出適合該工程的可行性措施。

參考文獻(xiàn)：

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Processing Technology forUnderground Diaphragm Walls crossingUnderground Pipeline

Wang Jian1，Xing Rongliang2，Zhao Mingshi3
（1.Tangshan Municipal Bureau of Land and Resources ，Tangshan Hebei 063000， China；2.Tianjin Deep Foundation Engineering Co.， Ltd.， Tianjin 300222， China；3.CCCC First Navigational Engineering Design Institute of Co.， Ltd.， Tianjin 30022， China）

Abstract：The paper present theconstruction of underground diaphragm wall is limited by complicated underground pipeline in the historic city，because of complicated underground pipeline.Tosolvingthis problem， a kind of trench cutting method of hydraulic bucket with reverse circulation drilling trench is proposed.and the paper states five important points about the construction of underground diaphragm wall ， what are division of underground diaphrabm wall ， examiningandfirming pipelines， construction ofguiding wall ， excavated by hydraulic bucket with reverse circulation drilling trench ， fabrication and installation of the rebar cages ， concrete casting.The technology can not only solve construction problems ， save investment ，ensure duration ， but also provide a reference for similar projects.

Key words：underground diaphragm wall； crossingundergroundpipelines； grooving constructing；the rebar cages；concrete casting

中圖分類(lèi)號(hào)：TU94

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-9592（2016）02-0074-04

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160219

收稿日期：2015-10-19

作者簡(jiǎn)介：王劍（1983-），男，工程師，主要從事海洋工程項(xiàng)目管理工作。