盾构机在隆隆声中稳步掘进,预制管片运输车在隧道内发出响亮的轰鸣,地连墙土方开挖连续不断……8月25日,中交二航局承建的广州轨道交通12号线施工现场一片繁忙。
这些景象来自于一个个地下世界,建设者们在超过35摄氏度的闷热环境中坚持奋战。位于广州海珠区的赤沙滘站、仓头站,黄浦区的官洲站,番禺区的大学城北站,自西北向东南形成一条曲线,正在串联起轨道交通12号线。
“我们承建了其中的三个车站、三个区间,全长约4.9公里,都是地下工程,每座地下车站的建设,首要考虑的就是基坑开挖的围护工作。”负责大学城北站施工技术管理的项目部副总工杨中坤说。
所谓的围护工作,就是车站的地连墙施工。施工地下车站,首先要进行基坑开挖,然后在基坑内建设主体结构,而开挖基坑必须创造一个稳定可靠的外部环境,地连墙就是基坑开挖的重要围护结构,是车站主体工程的第一道屏障。
“车站地连墙是由一个个竖长条状的槽段构成,每个槽段宽2.8米到7米不等,深27米到30多米不等,通过铣槽机开挖后,下放钢筋笼、浇筑混凝土,如此循环往复依次施工各个槽段,最终形成地下连续墙。”杨中坤介绍,“其中地连墙混凝土浇筑是个大问题,在轨道交通施工领域一直存在着混凝土‘绕流’的通病……”
地连墙的每个槽段之间都有接头,混凝土绕流常常发生在接头处,这也是地连墙最薄弱的部位,其施工质量好坏直接影响整体防水性能,与后期基坑开挖施工安全密切相关。
在传统的地连墙混凝土浇筑中,一般采用“工字钢+填筑砂土袋”作为槽段间的接头。即通过焊接,将工字钢和钢筋笼连接,然后一起下放到槽内,并在工字钢外侧填入砂袋以阻止混凝土从钢筋笼中涌出,进而绕流到接头位置。
“混凝土绕流会导致材料浪费。清除附着在工字钢上的混凝土也非常麻烦,每一槽段都要耗费5到6个小时,甚至1天,更关键的是绕流混凝土侵占了下一槽段钢筋笼的设计位置,使钢筋笼搭接宽度变窄甚至不能有效搭接。”杨中坤说。这样造成的后果是耗时耗力又难以保证地连墙整体质量,未清除干净的附着混凝土还会引发后期墙体渗水,造成质量安全问题。
那么,有没有办法解决这一难题呢?
项目团队在开工之初就认真调研地铁施工的各种案例,特别针对地连墙混凝土绕流难题开展了深入研究。通过分析他们发现,仅靠工字钢和砂袋难以较好地解决绕流问题。
考虑到传统工艺的弊端,项目团队在车站地连墙正式施工前就着手技术准备,决心寻找更佳的施工方法。
“第一步就要走正确,方向不能错。”考虑到工字钢一方面能对地连墙起到塑形作用,一方面能够对混凝土绕流起到一定作用,项目团队决定在此基础上,对施工方法进行优化。
“是不是可以在两侧的工字钢上分别装上一层铁皮呢?铁皮包向钢筋笼,向上伸出一部分,长度超过混凝土涌流的范围,即便浇筑时受到压力,最多也就是胀开,但不至于翻折过去,这样混凝土就不会再大量绕流!”
经过多次实践,这种“工字钢+镀锌铁皮+填筑沙袋”的新工艺果然成效显著,相比传统工艺每,一槽段可节约5到6立方米混凝土,混凝土止损率达90%,大大减少了绕流,且节省了清理附着混凝土的施工时间。
“地连墙施工体量占据轨道车站主体工程量的15%左右,其质量好坏直接关乎车站后期使用安全性,项目部承建的3个车站大多采用了这种防绕流工艺,就像是为地连墙装上了止流阀门。”杨中坤说。
现在,中交二航局承建的仑头站、官洲站地连墙已施工完成,官洲站主体结构实现封顶,大学城北站地连墙完成近80%。未来,轨道交通12号线将串联起白云、越秀、海珠、黄埔、番禺五大组团,成为广州城市交通的一条新动脉。(杜才良)