杭州地铁6号线钱江世纪城车站地下连续墙施工
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2015年06月22日 11:47:00
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1 工程概况钱江世纪城车站位于规划的钱江世纪城核心区内的市心北路和规划的钱江二路交叉口,为地铁2、6号线换乘站(2号线在上,6号线在下)。2号线车站位于市心北路西侧,为地下2层岛式车站;车站大致呈东、西走向,东接内环路站,西接钱江路站。6号线车站位于规划的钱江二路下,为地下3层岛式车站;车站呈南、北走向。北侧的庆春路越江隧道平行于2号线车站,距6号线车站基坑北端头井仅11m左右;河宽20m左右、深约

1 工程概况
钱江世纪城车站位于规划的钱江世纪城核心区内的市心北路和规划的钱江二路交叉口,为地铁26号线换乘站(2号线在上,6号线在下)2号线车站位于市心北路西侧,为地下2层岛式车站;车站大致呈东、西走向,东接内环路站,西接钱江路站。6号线车站位于规划的钱江二路下,为地下3层岛式车站;车站呈南、北走向。北侧的庆春路越江隧道平行于2号线车站,距6号线车站基坑北端头井仅11m左右;河宽20m左右、深约3m的先锋河将穿过6号线车站基坑的部分围护结构。车站平面位置及周边环境见图1
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1 车站平面位置及周边环境示意图

  地下连续墙凭借其良好的结构性能和抗渗效果,作为超大超深基坑的围护结构已广泛运用。钱江世纪城车站长284.763m,标准段宽19.3m,采用厚1000mm,深5268m的地下连续墙作为围护结构,共设126幅地下连续墙,接头形式有十字钢板、锁口管2种。
2 工程地质
  1) 本场区属第四系冲海积相沉积平原,场地浅表层为①1杂填土、①2淤泥,厚12m;其下为厚约18m的③2砂质粉土、③5砂质粉土夹粉砂;埋深在17m以下、厚12m左右的高压缩性流塑状局部夹粉砂的⑥2淤泥质黏土;再下部为可塑状粉质黏土⑨1;其下为含黏粉细砂层、含砾细砂层和圆砾层<12>4<14>3<15>A2<15>A3
  2) 本场址地下水分布主要为浅层潜水和深层承压水,潜水主要赋存于上部填土层及粉土、砂土层中,补给来源主要为大气降水及地表水,潜水静止水位一般在深0.505.20m。深层承压水主要分布于深部的<12>1层含黏粉细砂、<12>2层含砾粉细砂、<12>4层圆砾和<14>1含砾粉细砂、<14>3圆砾层中,圆砾层渗透系数为0.03310cm/s,属强透水~特强透水性土层,富水性好。
3 超深地下连续墙施工难点
  1) 根据地质勘探报告,地面以下40m左右即开始进入圆砾层,而槽段的设计深度为6568m,成槽机的抓斗要穿透28m的岩层才能插入强风化岩1m。因此,如何确保在硬岩中的成槽精度,端头的垂直度以及提高成槽机穿越硬岩的速率,成为该工程首先要解决的难题。
  2) 车站基坑靠近钱塘江,地下水含量高,施工区域内地表潜水静止水位约在地面下1m左右,且地表以下18m深度范围内以砂性土为主,该土层渗透系数高。单幅连续墙成槽施工,包括扫孔、清孔在内,需要近50h,槽段暴露时间长,如何确保槽段的稳定性又是一大难点。
  3) 幅宽为6.1m、长47.757m的后继幅钢筋笼,加上47.7m长的止水钢板总重约65t,起吊时要防止产生不可复原的变形,这也是一大难点。
  4) 如何配置优质高效的泥浆系统,将会直接影响地下连续墙的施工质量和进度。
4 超深地下连续墙施工技术
  4.1 超深地下连续墙成槽
  1) 选择抓斗切土能力强,成槽效率高,成槽垂直度控制能力强的德国利勃海尔HS855HD液压抓斗,精度可达到1/1000,成槽最大深度可达70m;抓斗可以做2m内自由落体成槽,圆砾层的硬度虽大但具有一定的脆性,瞬间的冲击力有利于成槽机斗齿插入岩层中,比单独依靠液压压力切割的效率要提高1倍多。
  2) 采用国产的金泰SD20E多功能钻机进行先导孔施工,钻机钻头最大扭矩在220kN·m左右,配套短螺旋钻头、普通钻斗、捞砂钻斗等钻具,可钻进黏土层、砂砾层、卵石层和风化岩层;通过2台经纬仪实时监控旋挖钻钻杆的垂直度和精度,最终确保精度在1/500之内;缩短成槽时间约12h
  4.2 槽段稳定性控制
  1) 采用轻型喷射井点降水,因其设备工艺简单、占用资源少;具有明显的短促降水效果,可将地下水位降至地面下56m左右的安全范围;井点之间相对独立;且可重复使用。
  2) 采用16m深的喷射井点,钻孔深度17m,滤网的范围为底部6m。井点布置见图2
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2 井点布置图

  3) 每幅槽段开挖前,该槽段和相邻槽段的井点连续开启时间不少于5d,保证该槽段在成槽及浇筑混凝土过程中的地下水位保持在6m以下。
  4.3 配置大型综合功能泥浆系统
  1) 为满足2幅槽段开挖、1幅槽段先导孔施工和1幅槽段清孔4个工作面同时施工的要求,计算出泥浆的最小储备量为1200m3;根据循环使用的原则,泥浆储备系统必须具备能储备约1000m3泥浆的能力。
  2) 综合泥浆系统由4个部分组成:泥浆储备系统(5个泥浆池和12个泥浆筒仓)、回收浆处理系统、新浆拌制系统和气举法清孔系统。
  3) 由于槽段深度为68m,为了达到预期的清孔效果,故采用气举反循环清孔。清孔设备为16m3空压机及125m3的储气罐,同时配有1根清孔管200mm钢管,可以有效防止沙堵塞管道)125mm气管(软管)。清孔时,使清孔管距槽段底部3050cm,通过吊车水平移动清孔管位置,确保均匀清孔。当空气压力保持在0.7mPa左右时,可将槽底的高比重旧浆轻松地置换上来,且水平输送距离可达200m
  4) 由于输送泥浆的管路长度达285m,故在施工场地中间位置设立泥浆中转接力系统,配备黑旋风zx-2001台和泥浆箱4只,确保输送效率。
  5) 为确保泥浆护壁性能、减少沉渣厚度,克服常规泥浆在地下墙施工中护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等种种方面的不足,选用新型的复合钠基膨润土(GTC4)泥浆。新鲜泥浆配合比见表1,泥浆性能指标见表2
1 泥浆配合比

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2 泥浆性能指标

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  4.4 大型钢筋笼起吊
  1) 经计算分析,采用280t主吊车和150t副吊车配合,可满足大型钢筋笼的起吊。整幅钢筋笼加十字钢板重约65t280t主吊车接63.8m长的臂干,起重量为93.3t,运动状态下的起重量为65.3t(70%的静态起重量)150t副吊车接39m臂干时,最大起重量为80.7t
  2) 为了防止钢筋笼在起吊过程中产生不可复原的变形,各种形状的钢筋笼均设置纵、横向(水平)桁架;每幅钢筋笼设置4道纵向桁架(钢筋笼宽度在4m以下,设2)。钢筋笼主桁架及加强桁架均由25X”形钢筋构成,钢筋的布置间距为3000mm
3) 吊装用的钢丝绳直径为52mm。吊点共24个,主吊吊点12个,采用40mm厚钢板;副吊吊点12个,使用40mm圆钢。
3为钢筋笼主桁架平面示意图;图4为双机抬吊钢筋笼示意图。
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3 钢筋笼主桁架平面示意图

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4 双机抬吊钢筋笼示意图

  4.5 施工中需进行处理的一些问题
  1) 河宽20m左右,深约3m的先锋河穿过车站基坑的部分地下连续墙,因庆春路隧道施工时,曾对先锋河河道采用建筑垃圾进行回填处理,回填深度约5m,这对6号线钱江世纪城车站基坑地下连续墙施工有影响,因此,对侵入导墙内的建筑垃圾采用挖机进行清除,深度约5m直至入原状土。并用8%掺量的水泥土密实回填至地表面,待养护期后再进行导墙开挖制作。
  2) 导墙制作厚度0.3m,深度3m,翻边长2.5m,采用16x200双层钢筋网片。
  3) 导墙制作完成后,在基坑内外的导墙翻边内进行注浆加固,采用振拔锤进行成孔,孔距为500mm,孔深为地面下7m,呈梅花形布置;采用单液浆分层注浆,水灰比为0.6,注浆压力0.20.3mPa,每孔注浆量为1m3
5 结语

  工程共计施工126幅地下连续墙,其中换乘段32幅,深6568m;标准段89幅,深52m;临时封堵墙4幅,深

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