一、工程概況
廣州市軌道交通六號線四標段[如意坊站及站前折返線]上承大坦沙站,下接黃沙站,工程由如意坊站和站前折返線兩部分組成。該工程位于廣州市荔灣區原廣州鐵路南站,黃沙大道和多寶路交叉路口。工程設計為明暗結合分離島式車站,長75.50m;暗挖隧道右線長440.994m,左線長176.831m。本工程設計5個施工豎井,(為緩解工期壓力,將Ⅱ號機械風亭改為臨時豎井)。1#豎井設置在右線,平面尺寸為10.6?14.10m,深度為33.78m;2#豎井設置在右線,平面尺寸為12.00?22.00m,深度為35.48m;3#豎井設置在左線,平面尺寸為12.00?20.50m,深度為35.48m;4#豎井設置在明挖車站起點,平面尺寸為10.6?37.00,深度為34.48m;Ⅱ號機械風亭設在左右線之間平面尺寸為10.00?14.00,深度為34.63m。
豎井、明挖基坑圍護結構采用地下連續墻,Ⅱ號機械風亭有8幅槽段;1#豎井有10幅槽段;2#豎井有12幅槽段;3#豎井有12幅槽段;4#豎井有20幅槽段;車站明挖基坑有27幅槽段。連續墻的混凝土澆筑全部采用水下混凝土澆筑,總共澆筑水下混凝土為13845.44m3。
二、施工方法及步驟
地下連續墻施工過程主要包括以下幾個環節;導墻施工 成槽施工 清孔 鋼筋籠吊放 接頭處理(拋沙袋) 水下混凝土澆注
以下是針對水下混凝土澆注的施工方法及步驟。
1、導管拼裝和吊放
(1)導管在砼澆注前先在地面上每4~5節拼裝好,用吊機直接吊入槽中砼導管口,再將導管連接起來,這樣有利于提高施工速度。導管在相互連接的時候,必須保證其連接質量。
(2)相鄰兩導管的間距不得小于3米,導管距離兩槽段的接頭處不得小于1.5米。
2、水下混凝土澆筑
本工程地下連續墻采用商品水下混凝土澆注,水下混凝土澆注是控制質量的一道關鍵工序,灌注水下混凝土時,采用兩根導管,導管離槽底0.4m,要求混凝土面上升速度不宜小于3m/h,槽內混凝土面上升高差小于0.3m,中途停頓時間小于30min,導管埋深控制在2~6米之間,導管間距不宜大于3.0m,導管距槽段兩端不宜大于1.50m。為保證地下連續墻頂端混凝土質量,混凝土澆灌頂面標高按設計要求超灌500mm。
水下混凝土,設計標號C25S8,骨料采用1~3碎石,在澆注混凝土的過程中,嚴格控制混凝土的坍落度(20±2cm)和水灰比(<0.6),以及水泥用量不少于400kg/m3等,以保證混凝土的強度及抗滲等級滿足設計要求,混凝土初凝時間控制在5~6小時。每50m3地下墻應留置1組試件,每槽段不少于1組,每500m3(不足500m3按每5個槽段)留置一組抗滲試件。
灌注水下混凝土應遵守下列規定:
(1)開始灌注時,將混凝土隔水塞吊放于臨近漿面處,導管底端到槽底的距離為0.4m,混凝土運輸車將水下混凝土直接灌入導管斗里,開塞的同時及時灌入水下混凝土,并始終保持導管內充滿混凝土。
(2)隨著水下混凝土的上升,要適當提升和拆卸導管,導管底端埋入混凝土面以下一般應保持2~4m,不宜大于6m和不得小于2m,嚴禁把導管底端提出混凝土面。
(3)不得橫移導管,提管時要避免碰掛鋼筋籠。
(4)在水下混凝土灌注過程中,應有專人每澆筑一定量的混凝土測量一次混凝土面高度,計算導管埋深,填寫好水下混凝土灌注記錄。
(5)水下混凝土灌注應連續進行,不得中斷,因此灌注前應有嚴格的施工組織設計及輔助設施,一旦發生機具故障或停電、停水及發生導管堵塞、進水等事故,應立即采取有效措施(如預備發電機)進行處理,并同時做好記錄。
(6)應控制最后一次混凝土的灌注量,保證混凝土澆筑至設計頂標高以上500mm。

導管拼裝和吊放
三、施工中可能出現的問題和處理措施
1、 埋管
澆注過程中導管無法拔出有兩種可能:
(1)鋼筋籠制作質量差,部分鋼筋脫離主筋后插入導管吊環內(這種情況一般會浮籠)。這時應正反轉動導管,使導管與鋼筋籠分離并居鉆孔中心,再繼續澆注。
(2)導管埋深過大或混凝土初凝使導管內外摩擦力增大,水下混凝土灌注應嚴格控制埋管深度,不得大于6m,且不小于2m。為防止混凝土初凝,除適當加緩凝劑外還應振動導管。
一旦埋管發生,應先查明究竟是何種原因,盡可能增大拔力拔起導管(但要防止拔漏導管),拔起過程中應正反搖動導管,使其易于拔起。
2、爆管
導管在澆筑混凝土過程中破裂稱為爆管,常見破壞形式有焊縫開裂或管節連接螺栓斷裂兩種。導管破裂常發生在孔深較大的情況下,孔深超過50 m時應加強警惕,防止爆管。本工程由于槽段最深只有35.48m,一般來說爆管的可能性很小。
(1)爆管原因 導管破裂的主要原因是孔深較大時,管內壓力遠大于管外壓力而導管的強度不夠或制作質量不滿足要求;處理堵管事故時向下礅管也可造成導管破裂或連接螺栓折斷。
(2)爆管預防措施 設計制作導管時,保證導管的強度和質量尤其是焊接質量;下管時檢查各管節的連接質量和導管的質量,謹防損壞的導管下入孔中;澆筑過程中保持各導管均勻下料,防止導管傾斜造成不平衡壓力。提升和下放導管的動作要慢,避免過大的沖擊力,尤其是開澆時防止管腳撞擊孔底巖石。
(3) 爆管問題的處理 導管破裂的位置一般較低,處理的關鍵是及時發現事故,對深度較大的槽孔澆筑時嚴加管理,發現管內混凝土面過低、漏漿等異常情況應立即加大埋深,在后續澆筑時保持較大埋深,防止泥漿進入管內,若破裂位置較高則應拔出破裂導管重新下管。
3、掉管
在混凝土澆筑過程中,澆筑導管掉入混凝土中,稱為掉管。
(1)掉管原因 澆筑過程中,導管下入過快造成管卡子開焊;鉆機剎車失靈、鋼絲繩拉斷、套勾拉直等而發生掉管。
(2)掉管預防措施 開盤前檢查鉆機各部位是否靈活有效,不準帶病運行;導管下放要穩準,避免碰撞井架;開澆時檢查導管卡子、鋼絲繩、套勾是否牢固,對老化的管卡、鋼絲繩、套勾要及時更換。操作中加強責任心,注意觀察,發現問題及時采取措施。
(3)掉管問題的處理 如發現掉管應立即用撈針或繩套將導管打撈上來,并根據掉管位置的深淺區別對待,當掉管位置較淺時注意盡量不要使導管提出混凝土面以外,保證導管的埋深。當掉管位置較深,導管提出混凝土面重新下入導管后要抽凈管內泥漿,并保證導管的埋深。
4、混凝土導管內進漿
混凝土導管內進漿的產生原因 導管底口距槽底間距過大,提導管過度,泥漿擠入導管內;導管密封不好。
預防措施,導管口離孔底的距離保持在40cm;導管插入混凝土的深度保持不小于2m;保持導管內混凝土充滿;經常測定混凝土上升面,確定高度后再據此提拔拆導管。
5、導管內卡混凝土
導管內卡混凝土產生的原因是,導管口離槽底的距離過?。换炷恋乃涠冗^?。换炷岭x析;石子粒徑過大,砂率過小;澆灌間歇時間過長;導管變形。
預防措施是,保持導管口離孔底的距離保持在40cm;按要求選定混凝土的配合比,加強操作管理,盡量保持連續澆筑;澆筑間歇時,上下小幅度提動導管;選用非早強型的水泥,摻入減水劑和緩凝劑。
已堵管時,敲擊、抖動、振動或提動導管(高度在30cm以內),如無效,在頂層混凝土未初凝時,將導管拔出。改用帶密封導管插入混凝土內,重新澆筑混凝土。
四、施工中的一些經驗總結
1、在混凝土澆筑前,必須重新進行驗槽,嚴格控制泥漿的相關參數:泥漿比重為1.10~1.15g/㎝3;泥漿的含砂率小于6%;泥漿粘度為10~25s。
2、為了使槽段底部的泥漿完全在混凝土的自重和沖擊力下被擠壓上來,就必須保證頭兩車混凝土的擴散性很好,能夠在澆灌下去以后很短的時間內向四周擴散,根據實際經驗澆筑的頭兩車混凝土坍落度控制在200mm最好。另外還要保證頭兩車連續澆灌的混凝土上升到距離槽底2m左右的位置,才能使槽底的泥漿完全被排上來。
3、當導管埋入混凝土中的深度超過6m,就必須提升和拆卸導管,但需保證導管埋入混凝土中不小于2m。為了使水下混凝土的連續性和密實性更好,在提升導管時就利用導管進行振搗,以確?;炷翝补嗟馁|量。
4、提升導管應同時進行,不同時拔管造成導管底口高差較大,當埋深較淺的進料時,混凝土影響的范圍小,只將本導管附近的混凝土擠壓上升。與相鄰導管澆注的混凝土面高差大,混凝土表面的浮泥流到低洼處聚集,很容易被卷入混凝土內。
5、混凝土的澆灌速度應適宜,根據實際經驗一般控制0.65m3/分鐘。澆灌速度太快,會使混凝土表面呈鋸齒狀,泥漿和浮泥會進入到裂縫重嚴重影響混凝土質量。
6、在澆注混凝土時混凝土車出車的時間不能間隔太長,將會影響混凝土的流動性,另外勢必延長混凝土澆注的時間,而施工地段砂層較厚,泥漿的含砂率高,澆注混凝土至地面附近時由于澆注時間太長泥漿沉淀造成泥漿比重過大,影響混凝土澆灌的質量。一般來說,混凝土車出車間隔時間平均15分鐘左右最好。
7、混凝土澆灌時,有時有超灌的現象,一般來說出現超灌可能是有溶洞的存在,如果是這樣的話,必須進行超灌,以充滿溶洞;另外一個原因可能接頭處理不好,存在混凝土繞流的現象,對此施工中應該采取拋沙袋的應急處理措施,直到處理好接頭部位。
五、結束語
目前我國城市軌道交通工程的地下連續墻基本都是采用水下澆筑混凝土,但普遍存在澆筑質量不高的現象。水下混凝土澆筑是地下連續墻質量好壞的關鍵工序,澆注質量不好,將會造成連續墻墻體完整性出現缺陷。我個人認為水下混凝土澆筑需要現場操作人員具有相當豐富的經驗,能夠熟練的掌握各個施工環節,并能針對施工中出現的問題立即作出應急措施。以上是我通過實踐總結出來的一些經驗,希望能夠對水下混凝土澆筑工程施工有一點指導意義。