车站围护结构地下连续墙遇微风化岩施工技术研究及应用

康　钟

（中国水利水电第十三工程局有限公司，中国 天津 300384）

【摘　要】深圳地铁7号线茶光站局部为微风化花岗岩，施工进度缓慢，难以满足工期要求。本着从实际出发，确保工期、安全、质量等要求，在连续墙围护结构中局部使用吊脚连续墙。并从方案、计算、吊脚墙和锚索施工技术进行介绍，其新技术与要点措施具有工效高、实用性强、操作简单等特点，为类似工程施工提供经验和借鉴。

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关键词 地铁车站；基坑；围护结构

随着城市现代化建设的加快，立体化轨道交通逐渐代替传统的平面交通。地铁建设中，地下连续墙以其施工震动小、噪声低、墙体刚度大、防渗性能好等优点，在车站围护结构施工中得到越来越多的应用。控制车站施工工期的关键之一便是提高好围护结构的施工进度，在软土地层中，标准围护结构的施工工期为5~6个月。然而，当地层情况遇到中、微风化岩层时，施工进度将大大滞后，需要采取积极的措施确保施工工期。以深圳地铁7号线为例，详细介绍吊脚连续墙在茶光站围护结构中的应用。

1　工程简介

1.1　工程概况

茶光站为深圳地铁7号线工程中间站，起止里程为DK3+063.575~DK3+299.975，全长236.4m。位于深圳南山区沙河西路与向南的西丽南路“丁”字交叉口南侧，沿沙河西路南北方向布站。车站东侧为大沙河河堤、西侧为永标大厦和西苑村住宅楼，北端是横跨大沙河的西丽桥。采用明挖法施工，主体围护结构采用800mm厚地下连续墙，连续墙接头采用锁口管。

1.2　地质概况

车站范围内上覆第四系全新统人工堆积层、冲洪积层、花岗岩及混合花岗岩残积层，下伏燕山期花岗岩、加里东期混合花岗岩。从上到下素填土、粗砂、粉质黏土、砾质黏性土、黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩，基坑局部进入中风化花岗岩、微风化花岗岩，底板基本位于全风化花岗岩、强风化花岗岩。北端头在详勘和补勘揭示，共计9幅地连墙在孔深约10m，13.2m处分别进入中、微风化岩层，且该岩质坚硬，施工难度大，严重影响施工进度。

2　吊脚墙的施工方法

2.1　吊脚连续墙的概念

吊脚连续强与传统连续墙相比，主要突出了“吊脚”二字，即通过减少连续墙入硬岩深度，从而降低连续墙施工在硬岩层中的消耗（人力、物力、财力、时间等），加快施工进度，并对连续墙墙角采取加固措施，对开挖后基坑底部裸露的围岩采用支护方式进行处理，从而保证基坑的稳定性，形成复合的围护形式。在连续强硬岩施工中，该法加快了施工进度，减少了施工消耗。基坑开挖时，在合理的开挖速度与及时的支护施作，完全能够保证基坑稳定性需要。

2.2　吊脚连续墙施工方案

茶光站主体围护结构为800mm厚地下连续墙，其按照地连墙嵌入全、强风化岩层不小于6.5m，嵌入中风化岩层不小于3m，嵌入微风化岩层不小于1.5m的要求，需开槽施工约18m深。根据地层情况，车站北端头编号为Wl-W4，W86，W88-W91共计9幅地连墙在孔深约10m，13.2m处分别进入中、微风化岩层，且该岩质坚硬，施工难度大，调整为吊脚连续墙，然而因地连墙施工已经开始，故该吊脚墙无法外放，其施工工艺不变。鉴于周边环境较复杂，为降低风险、确保安全，墙底至少位于第三道支撑下方lm处；吊脚墙采用锚索进行锁脚，锚索应与整体支撑体系一并考虑，并充分考虑爆破对内支撑和墙底稳定的影响；为加固砂层，地连墙外侧设置旋喷桩止水处理；做好较深地连墙工字钢与相邻较浅地连墙墙下岩层结合处止水及各墙底处止水。

2.3　方案计算

根据现场反馈情况，第一、二道支撑已按施工图施工，第三道支撑调整为预应力锚索。采用低松弛高强钢绞线做锚索，钢绞线抗拉强度设计值为1860MPa，由7根高强钢丝组成。锚索竖向间距4.54m，锚索水平间距按2.5m布置。由于分步开挖工况不同，结合现场实际，采用荷载－结构模式，按“荷载增量法”进行计算，保证设计方案做到安全可靠、经济合理、方便可行。

结构计算：

（1）根据计算模型，计算截面参数见如下：弯矩折减系数0.85，剪力折减系数1，荷载分项系数1.25，一段配筋，分段长度为13.35m。内力取值：弹性法计算值、经典法计算值、内力设计值、内力实用值分别为：基坑内侧最大弯矩(kN.m)622.71、538.88、727.79、661.63；基坑外侧最大弯矩(kN.m)912.15、1186.27、1066.07、969.15；最大剪力(kN)385.50、340.12、481.88、481.88。

（2）吊脚墙的悬吊部分底部采用锚索锚固，根据采用锚索的性能参数以及设计的锚索内力值，计算得出锚索长度。锚索参数如下：锚杆材料强度设计值310MPa，锚索材料强度设计值1220MPa，锚杆材料弹性模量2×10^5MPa，锚索材料弹性模量1.95×10^5MPa，注浆体弹性模量3×10^4MPa，土与锚固体粘结强度分项系数1.3，锚杆荷载分项系数1.25。经计算所得锚索自由段长度为6m，锚固段长度为4.5m。

（3）整体稳定性验算对采用的吊脚连续墙，根据确定的锚索长度及锚索参数，采用瑞典条分法进行验算，土条宽度取0.4m。其计算结果满足规范要求。

3　锚索施工

车站北端头，9幅吊脚墙锚索施工沿纵向约26.5m范围内。预应力锚索的倾角为25度，长度为21m。锚索沿车站自南向北，在土石方开挖时随挖随锚固,分段流水作业，当土方开挖到预应力锚索以下500mm时，开始施工该道预应力锚索。预应力锚索中的钢绞线露出锚索连续墙面1.3m，以便施加预应力，注浆锚管露出墙面0.2m，待孔内砂浆达到设计强度的90%后进行张拉和封锚。

3.1　锚索制作

锚索在钢筋加工棚内制作，锚索锚固段首先清除油污并除锈，然后按设计长度利用扩张环、紧箍环等组装锚固段，自由段要做好防腐与隔离，首先刷防锈油漆，然后涂脱水黄油，最后外套塑胶套管处理。

3.2　注浆

锚索注浆是为了形成锚固段和为锚索提供防腐蚀保护层，另外，压力注浆可以使注浆体渗入地层的裂隙和缝隙中，从而起到固结地层，提高地层承载力的作用，固接地层的范围和效果取决于注浆的压力和地层的裂隙大小。

3.3　锚索张拉

每束锚索张拉力预计为1100kN，对锚杆预张拉1～2次，使其各部位的接触紧密，每级间隔时间5~10min。采用YCW-120型千斤顶，对锚索进行张拉，其张拉力为1200kN，可以满足要求。张拉完成后，对自由段进行注浆封闭，最后利用C15混凝土封住锚具。

4　结语

以深圳地铁7号线茶光站W1-W4、W86、W88-91共9幅连续墙施工为例，采用吊脚连续墙后累计节省工期90天，有效保证了工期节点实现。在地下连续墙围护结构施工中，当地质条件复杂，尤其存在上软下硬情况，下硬为中微风化花岗岩，根据实际情况采用吊脚连续墙，可以有效地缩短施工工期，操作简单，节省成本。吊脚连续强在上软下硬地层中的应用，打破了以往嵌岩连续墙的施工瓶颈，突破了传统的施工理念，拓宽了连续墙施工的适用范围，给连续墙施工方法增添了一种新的措施。

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参考文献

［1］丛蔼森．地下连续墙的设计施工应用[M]．北京:中国水利水电出版社,2002．

［2］许开军.典型“桩锚支护”在超大型深基坑支护的应用[J].土工基础,2012,26（2）.

［责任编辑：刘展］