工字形型钢接头嵌岩地下连续墙施工方案

工字形型钢接头嵌岩地下连续墙施工方案第一章总则第一条工程背景深圳地铁一期工程3A、3B标段（国贸车站与老街车站）是深圳市重点交通基础设施项目，地处南国及东门老街商业繁华区。两车站均为地下三层现浇钢筋混凝土框架结构，周边楼群密集、管线密布、施工场地狭窄，地质条件复杂。为保障基坑施工安全及主体结构稳定性，围护结构采用800mm厚嵌岩地下连续墙，接头形式选用工字形型钢刚性接头，该墙体兼具施工阶段临时支挡与主体结构永久受力功能，与内衬墙形成复合式结构体系。为规范施工流程、控制工程质量、保障施工安全，特编制本施工方案。第二条编制依据深圳地铁一期工程3A、3B标段岩土工程勘察报告及设计文件；《地下连续墙施工技术标准》（GB/T51300-2018）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）、《建筑基坑工程监测技术标准》（GB50497-2019）；德国宝峨BC-25铣削式成槽机设备操作手册及相关技术资料；类似嵌岩地下连续墙工程施工经验及成果总结。第三条适用范围本方案适用于深圳地铁国贸车站、老街车站工字形型钢接头嵌岩地下连续墙施工全过程，涵盖施工准备、成槽、接头处理、钢筋笼吊放、混凝土浇筑、质量监测等关键环节，明确各工序技术要求、操作流程及质量控制标准，为工程实施提供全面技术指导。第二章工程概况第四条工程地质与水文条件（一）地质条件两车站场地地层自上而下分为三层，地质分布及特性如下：上层软土层：主要由填土、淤泥、砂、砾石、粉质粘土等组成，层厚变化较大，标贯击数国贸站为2～38，老街站为5～32，土体稳定性较差，易坍塌；中层风化岩层：包括全风化岩和强风化岩，国贸站层底标高约-15.76m，老街站约-16.20m，标贯击数国贸站＞50，老街站为30～72，岩体完整性较差，强度较低；下层硬岩层：为中风化岩和微风化岩，是地下连续墙的持力层，国贸站岩石单轴抗压强度45.2～108.1MPa，老街站为80～138MPa，岩体致密、强度高。（二）水文条件场地地下水位约在地表下2.5m，呈静态分布，地下水类型主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，对地下连续墙施工影响较大，需采取有效的降排水及泥浆护壁措施。第五条地下连续墙设计参数项目老街站国贸站延长米471m546m墙体厚度800mm800mm成槽深度平均28.6m（27.0～31.0m）平均28m（26.0～30.0m）槽段数量115幅96幅接头类型工字钢（700×350×10mm）刚性搭接工字钢（700×350×10mm）刚性搭接垂直度要求≤3‰≤3‰墙体混凝土方量10759m³11343m³入岩深度总计9m（入中、微风化岩4～6m）5～14m（入微风化岩6m）岩石单轴抗压强度80～138MPa45.2～108.1MPa第六条工程重难点分析（一）地质条件复杂地墙深度范围内涵盖软土、风化岩、硬岩三种不同类型地层，各层地质特性差异大，尤其是硬岩层单轴抗压强度高（最高达138MPa），入岩挖掘难度大，岩石总挖掘量约3500m³，其中抗压强度超100MPa的硬岩挖掘方量近1000m³。（二）施工环境受限工程地处商业繁华区，基坑周边紧邻建筑物（最近距离仅1.5m），管线密布、场地狭窄，需严格控制施工振动、沉降及泥浆污染，避免对周边环境造成破坏。（三）接头施工难度高采用工字形型钢接头，对垂直度要求严格，且相邻槽段成槽时易破坏已施工的接头工字钢，需设置预挖区，槽段划分及施工工艺有别于常规地下连续墙。（四）垂直度控制要求高设计要求墙体垂直度≤3‰，嵌岩施工过程中设备振动、岩层不均匀等因素易导致槽壁倾斜，需采取专项控制措施确保施工精度。第三章施工准备第七条技术准备图纸会审与技术交底：组织施工、技术、监理等相关人员进行图纸会审，明确设计意图、施工重难点及质量要求；编制详细的技术交底文件，对作业人员进行分层交底，确保各工序施工标准清晰。地质资料细化分析：结合勘察报告，对场地各土层、岩层的分布范围、厚度、物理力学指标进行细化分析，重点标注硬岩层的埋深、强度及分布规律，为成槽设备选型及施工参数调整提供依据。刀法设计：根据地下连续墙槽段尺寸、工字钢接头形式及成槽设备特性，进行全面的刀法设计，明确槽段划分、预挖区设置及施工顺序。老街站除双雄槽段外，其余槽段均设置预挖区，预挖区长度≥1.8m-相邻槽段中间土体尺寸/2，且与相邻槽段工字钢接头中心保持至少40cm间隙，单元槽段长度控制在3.6～5.2m之间。试验段施工：选取代表性槽段进行试验施工，优化成槽设备参数、泥浆性能指标、入岩施工工艺等，为后续大规模施工提供参考依据。第八条场地准备场地平整与硬化：对施工场地进行平整，清除地表杂物及障碍物，采用C20混凝土对成槽设备作业区域进行硬化处理，确保场地承载力满足设备运行要求（承载力≥250kPa）。临时设施搭建：搭建泥浆搅拌站、泥浆池、沉淀池、原材料堆场、钢筋笼加工场等临时设施，泥浆池容量需满足3倍于最大槽段的泥浆消耗量，沉淀池与泥浆池分开设置，便于泥浆循环利用及废渣清理。管线迁改与保护：对场地内及周边的地下管线进行详细勘查，明确管线位置、走向、埋深，对影响施工的管线进行迁改；对无法迁改的管线，采用钢板桩、支架等进行保护，设置明显标识，施工过程中加强监测。施工排水系统设置：在场地周边设置排水沟及集水井，及时排除雨水及施工废水，防止场地积水影响施工；在成槽区域设置临时降水井，将地下水位降至槽底以下1m，避免地下水对槽壁稳定造成影响。第九条设备与材料准备（一）成槽设备选型与配置根据两车站的地质条件及施工环境，选用不同的成槽设备：老街站：选用德国宝峨BC-25铣削式成槽机，该设备破岩效率高、槽壁垂直度精度好、施工振动小，适用于硬岩入岩及周边环境敏感区域施工。配套设备包括泥浆泵、起重机、电焊机等。国贸站：选用重锤冲击成槽设备，包括6.5t十字星型冲锤、9t方锤、吊机或专用机架等，适用于施工场地较宽阔、周边环境限制较小的区域，通过重锤自由落体冲击破碎岩石。（二）材料准备钢材：工字钢（700×350×10mm）、钢筋笼钢筋等钢材需符合设计要求，进场前进行材质检验、除锈处理，确保表面无锈蚀、裂纹、夹层等缺陷；焊接材料选用与钢材匹配的焊条、焊丝，进场时提供质量合格证明文件。混凝土：采用C30P8抗渗混凝土，混凝土坍落度控制在180～220mm，确保具有良好的流动性及和易性，满足水下浇筑要求；原材料（水泥、砂、石、外加剂等）需经检验合格后方可使用，混凝土配合比通过试验确定。泥浆材料：选用优质膨润土、纯碱、CMC等原材料配置泥浆，泥浆性能指标需满足：比重1.05～1.15，黏度20～30s，含砂量≤3%，胶体率≥98%，pH值7～9，确保泥浆具有良好的护壁、携渣及润滑性能。第十条测量放线建立测量控制网：根据设计图纸及业主提供的控制点，建立现场平面控制网及高程控制网，控制点设置在不受施工干扰、地势较高、视野开阔的位置，定期进行复核，确保测量精度。槽段定位放线：根据刀法设计方案，采用全站仪进行槽段中心线及开挖边界的定位放线，用石灰粉或油漆在地面上标识，同时设置控制桩，便于施工过程中复核槽段位置及尺寸。标高控制：在槽段周边设置临时水准点，采用水准仪控制成槽深度及钢筋笼吊放标高，确保各工序标高符合设计要求。第四章主要施工工艺第十一条施工工艺流程测量放线→导墙施工→泥浆制备→成槽施工→槽段清基→工字钢接头安装→钢筋笼吊放→预挖区回填→混凝土浇筑→槽段接头处理→下一槽段施工第十二条导墙施工导墙设计：导墙采用C30钢筋混凝土结构，断面形式为“┓┏”型，墙厚200～300mm，高度1.5～2.0m，导墙中心线与地下连续墙中心线重合，导墙内净宽比地下连续墙厚度大40～60mm，确保成槽设备顺利作业。导墙施工：开挖：采用人工配合挖掘机开挖导墙沟槽，开挖过程中及时清理槽底虚土，确保槽底平整，遇到软土或流沙层时，采用钢板桩临时支护。钢筋绑扎：按设计要求绑扎导墙钢筋，钢筋间距、保护层厚度符合规范要求，钢筋接头采用绑扎或焊接连接，确保连接牢固。模板安装：采用钢模板或木模板，模板安装牢固、接缝严密，涂刷脱模剂，确保混凝土表面平整。混凝土浇筑：采用泵送混凝土浇筑，分层浇筑、振捣密实，浇筑完成后及时覆盖养护，养护时间不少于7天。导墙质量控制：导墙垂直度偏差≤1‰，顶面标高偏差±10mm，墙面平整度偏差≤5mm，导墙施工完成后，在导墙上标识槽段编号及中心线。第十三条泥浆制备与管理泥浆制备：采用机械搅拌方式制备泥浆，搅拌时间不少于3分钟，确保泥浆均匀。根据地质条件调整泥浆配合比，软土层中泥浆比重控制在1.10～1.15，黏度25～30s；硬岩层中泥浆比重控制在1.05～1.10，黏度20～25s。泥浆储存与循环：制备好的泥浆存入泥浆池，采用泥浆泵输送至成槽区域，成槽过程中泥浆不断循环，携带岩渣返回沉淀池，经沉淀处理后重新使用，废渣定期清理外运。泥浆性能监测：安排专人定期检测泥浆的比重、黏度、含砂量等性能指标，每4小时检测一次，根据检测结果及时调整泥浆配合比，确保泥浆性能满足施工要求。泥浆保护：泥浆池及沉淀池设置防护栏杆及警示标识，防止人员坠落；雨天做好防雨措施，避免雨水稀释泥浆；冬季做好防冻措施，防止泥浆冻结。第十四条成槽施工（一）老街站BC-25铣削式成槽机施工软土层成槽：采用BC-25铣削式成槽机的抓斗功能挖掘上层软土，挖掘过程中控制挖掘速度，避免槽壁坍塌，每挖掘2～3m进行一次垂直度检测，及时调整设备位置。硬岩层成槽：铣齿选择：根据岩石强度选择铣轮削掘齿，强风化岩选用炭化钨刀齿，中、微风化岩选用合金镶钨钢头的锥形削掘齿，提高破岩效率。施工参数调整：铣轮压重控制在2～3t（强风化岩）或5～6t（中风化岩），油压60～120Bar，转速16～20r/min，排浆量200～220m³/h，铣岩速度控制在4～7cm/min（强风化岩）和1～3cm/min（中、微风化岩），避免设备超负荷运转。垂直度控制：利用铣轮内安装的传感器及主机电子微偏器，实时监测水平与垂直方向的偏离量，通过驾驶室电脑显示屏显示，若出现偏离，及时通过油压操控导板纠偏，确保槽壁垂直度≤2.5‰。槽段清基：成槽至设计深度后，将铣削轮盘下放至槽底，利用设备自带的泵吸反循环系统清除岩渣并置换泥浆，清基时间控制在1小时左右，确保槽底沉渣厚度≤100mm。（二）国贸站重锤冲击成槽施工孔位划分：在单元槽段内按Φ800mm圆孔划分孔位，孔间距1m，形成梅花形布置。重锤冲击破岩：锤体选择：采用6.5t十字星型冲锤+9t方锤的组合，提高破岩效率，避免小重量锤体施工效率低、耗时长的问题。冲程控制：锤体每次提升高度控制在4m左右，既保证冲击力度，又避免提升时间过长降低冲岩频率。冲击施工：用吊机或专用机架吊着重锤自由落体冲击岩石，形成Φ800mm圆孔，每冲深30～40cm后，用方锤扫孔，冲碎各圆孔间的岩梗，再用成槽机抓斗或空吸法清理岩渣，重复上述步骤直至达到设计深度。锤体维护：圆锤连续冲击1.5小时后，及时更换锤体并进行磨损修补，修补材料选用进口抗冲击耐磨的E60Kb焊材，延长锤体使用寿命。垂直度控制：锤体提至顶点时停留几秒，待稳定后再落下；每次锤击进尺30～40cm，不宜过深；孔位更换时，锤体提升至地面后再移位；冲岩过程中确保槽段左右两端高度低于中间部分，保证横向垂直度，整体垂直度控制≤3‰。槽段清基：采用空气吸泥机或抓斗清理槽底沉渣，清基过程中不断补充新鲜泥浆，置换槽内含渣泥浆，确保槽底沉渣厚度≤100mm，泥浆性能指标符合要求。第十五条工字钢接头施工工字钢加工：工字钢按设计尺寸（700×350×10mm）加工，加工过程中控制工字钢的直线度、垂直度及焊缝质量，焊缝采用满焊，焊缝高度符合规范要求，加工完成后进行除锈处理并涂刷防锈漆。工字钢安装：吊放：采用起重机将工字钢吊放入槽，吊放过程中保持工字钢垂直，避免碰撞槽壁，工字钢定位偏差≤20mm，垂直度偏差≤1‰。固定：工字钢底部采用混凝土垫块固定，顶部通过型钢支架与导墙连接，确保工字钢在混凝土浇筑过程中不发生移位。接头防护：为避免相邻槽段施工时破坏已安装的工字钢，在工字钢外侧设置薄铁皮及锁口管，同时在预挖区内回填碎石，防止混凝土浇筑时外逸至工字钢背侧，影响后续槽段施工。接头清洗：在吊放钢筋笼前，采用接头刷对浸没在泥浆中的工字钢接头进行清理，去除表面泥浆、泥渣及铁锈，确保接头处混凝土结合紧密。第十六条钢筋笼吊放钢筋笼加工：钢筋绑扎：按设计图纸绑扎钢筋笼，钢筋间距、数量、保护层厚度符合规范要求，钢筋笼内设置桁架筋及加强箍，确保钢筋笼刚度，防止吊放过程中变形。预埋件安装：按设计要求安装预埋件（如主体结构连接钢筋、止水钢板等），预埋件位置偏差≤10mm，固定牢固。保护层设置：在钢筋笼外侧设置混凝土垫块或塑料垫块，垫块间距2～3m，梅花形布置，确保钢筋笼与槽壁之间的保护层厚度符合设计要求（≥70mm）。钢筋笼吊放：吊放设备：选用吨位足够的起重机（起重量≥钢筋笼重量的1.5倍），配备专用吊具，确保吊放平稳。吊放过程：采用双机抬吊或单机两点吊放方式，吊放时缓慢匀速，避免钢筋笼碰撞槽壁或工字钢接头，若遇到阻力，不得强行下放，需查明原因并处理后再继续吊放。标高控制：钢筋笼吊放至设计标高后，通过型钢扁担将钢筋笼固定在导墙上，确保钢筋笼标高偏差±50mm。第十七条预挖区回填老街站由于设置了预挖区，在混凝土浇筑前，采用碎石对预挖区进行回填，回填碎石粒径为20～40mm，回填过程中分层夯实，确保回填密实，防止混凝土浇筑时外逸，影响相邻槽段成槽及钢筋笼吊放。第十八条混凝土浇筑浇筑准备：混凝土浇筑前，再次检查槽底沉渣厚度、泥浆性能指标及钢筋笼位置，确认符合要求后，方可进行浇筑。导管安装：采用Φ250mm钢导管，导管壁厚≥3mm，导管连接牢固、密封严密，导管底部距槽底距离控制在300～500mm，导管布置间距≤3m，确保混凝土浇筑均匀。混凝土浇筑：浇筑方式：采用水下混凝土浇筑方式，混凝土由搅拌站运输至施工现场，通过导管连续浇筑，不得中断，浇筑过程中控制混凝土浇筑速度，初灌量确保导管埋入混凝土深度≥1.2m，后续浇筑过程中导管埋深控制在2～6m。浇筑标高：混凝土浇筑顶面标高比设计标高高出300～500mm，确保凿除浮浆后墙体顶部混凝土质量。混凝土质量控制：浇筑过程中按规定制作混凝土试块，每槽段制作抗压试块3组、抗渗试块1组，试块养护到期后进行强度及抗渗试验；安排专人监测混凝土浇筑速度及导管埋深，及时调整导管位置，避免出现断桩、夹泥等质量缺陷。导管拆除：混凝土浇筑完成后，待混凝土初凝前，逐步拆除导管，拆除过程中避免碰撞钢筋笼及工字钢接头。第五章质量控制措施第十九条成槽质量控制槽段尺寸控制：槽段宽度偏差±50mm，长度偏差±100mm，槽段深度偏差±100mm，通过测量仪器实时监测，确保符合设计要求。垂直度控制：采用测斜仪或超声波测壁仪对槽壁垂直度进行检测，每槽段检测不少于3个点，垂直度偏差≤3‰，若超出允许偏差，及时采用纠偏措施。槽壁稳定控制：软土层成槽时，控制挖掘速度，避免超挖；泥浆性能指标严格按要求控制，确保泥浆护壁效果；雨天或地下水位较高时，加强泥浆比重及黏度控制，必要时采取降水措施。第二十条接头质量控制工字钢加工质量：工字钢的型号、尺寸、焊缝质量需符合设计及规范要求，加工完成后进行100%外观检查，焊缝进行超声波探伤检测，合格率100%。工字钢安装质量：工字钢定位偏差≤20mm，垂直度偏差≤1‰，安装牢固，避免混凝土浇筑过程中移位。接头清洗：接头清洗必须彻底，去除表面泥浆、泥渣及铁锈，确保接头处混凝土结合紧密，无夹泥、夹砂现象。第二十一条钢筋笼质量控制钢筋原材料质量：钢筋进场时需提供质量合格证明文件，按规定进行抽样检验，检验合格后方可使用。钢筋笼加工质量：钢筋笼尺寸偏差±10mm，钢筋间距偏差±10mm，保护层厚度偏差±10mm，钢筋笼刚度满足吊放要求，无明显变形。钢筋笼吊放质量：钢筋笼吊放过程中避免碰撞槽壁及工字钢接头，吊放标高偏差±50mm，固定牢固，防止混凝土浇筑过程中上浮或移位。第二十二条混凝土质量控制原材料质量：水泥、砂、石、外加剂等原材料需经检验合格后方可使用，混凝土配合比通过试验确定，严格按配合比配料。混凝土浇筑质量：混凝土浇筑连续进行，不得中断，导管埋深控制在2～6m，避免出现断桩、夹泥等缺陷；混凝土浇筑顶面标高比设计标高高出300～500mm，确保墙体顶部混凝土质量。混凝土强度及抗渗控制：按规定制作混凝土试块，试块强度及抗渗等级需满足设计要求；墙体施工完成后，采用抽芯试压及超声波检测等方式进行质量检测，确保墙体混凝土密实连续，无断层、夹泥夹砂现象。第六章安全保障措施第二十三条设备安全成槽设备、起重机等大型机械设备进场前，进行全面检查、维修及保养，确保设备性能良好、安全可靠；操作人员必须持证上岗，严格遵守操作规程，严禁违章作业。设备作业时，设置明显的安全警示标识，划定作业范围，严禁无关人员进入作业区；成槽设备施工过程中，安排专人监测设备运行状态及场地沉降情况，发现异常及时停机处理。起重机吊放钢筋笼及工字钢时，吊具必须牢固，吊放过程中设专人指挥，确保吊装信号清晰、统一，避免碰撞事故。第二十四条用电安全施工现场用电设备采用三相五线制供电，设置专用配电箱，实行“一机一闸一漏一箱”制度，漏电保护器动作灵敏可靠。电线线路架空铺设，避免碾压、浸泡，电线绝缘良好，不得私拉乱接；照明设备安装牢固，亮度满足施工要求，潮湿环境下使用安全电压。电工必须持证上岗，定期对用电设备、线路进行检查、维护，确保用电安全。第二十五条防坍塌安全导墙施工完成后，及时进行成槽施工，避免导墙长时间暴露导致坍塌；成槽过程中加强槽壁监测，若发现槽壁有坍塌迹象，立即停止施工，采取回填泥浆、沙袋等应急措施。基坑周边严禁堆放重物，施工荷载不得超过设计要求；周边建筑物及管线设置监测点，实时监测沉降、位移情况，若出现异常，及时采取加固措施。第二十六条泥浆安全泥浆池、沉淀池设置防护栏杆（高度≥1.2m）及警示标识，防止人员坠落；泥浆不得随意排放，经沉淀处理后，废渣外运至指定地点处置，避免污染环境。泥浆搅拌站配备消防器材，严禁在泥浆池周边吸烟、使用明火，防止火灾事故。第七章工程监测与效果评价第二十七条监测内容与频率监测内容：包括地下连续墙墙体垂直度、墙面平整度、墙体沉降及位移、周边建筑物沉降及倾斜、地下管线沉降及位移等。监测频率：成槽施工阶段每天监测1次，混凝土浇筑完成后每周监测1次，直至基坑开挖完成，若监测数据出现异常，加密监测频率。第二十八条老街站BC-25铣削式成槽机施工效果施工质量：墙体外观：墙面平整，无明显鼓包突出，垂直度控制在2.5～3‰范围内，满足设计要求；混凝土质量：墙体及接头处混凝土表观密实，无明显孔洞、蜂窝、露筋现象，抽芯试压及超声波检测结果显示，混凝土密实连续，无断层、夹泥夹砂现象，强度及抗渗性能均满足设计规范要求。施工效率：岩石铣削率平均3.36～4.12m³/h，削掘齿消耗量平均1.5个/m³岩石；单元槽段完成时间（开槽至混凝土浇筑完成）平均28.5小时，月最高完成量39幅，施工效率高，能有效保障施工工期。第二十九条国贸站重锤冲击成槽施工效果施工质量：墙面平整度较难