明挖法和盖挖法地下连续墙交接面处防渗水施工方法

摘要

本发明提供了一种明挖法和盖挖法地下连续墙交接面处防渗水施工方法，该方法通过在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处设置变形缝来释放两侧地下连续墙的不均匀内力，同时利用地下连续墙两侧的变形差产生的错动力，将防渗剪块紧密压在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处的外侧，从而起到防渗水作用。本发明适用于地下连续墙交接面处变形有差异的情况，充分利用地下连续墙相对错动产生的剪力，既限制了地下连续墙的变形，又起到防渗水的作用，效率较高，使用材料较少，成本较低，施工操作方便，可靠度高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下建筑施工技术领域的方法，具体地，涉及一种明挖法和盖挖 法地下连续墙交接面处防渗水施工方法。

背景技术

在地铁施工方法中，明挖法施工工艺简单，施工效率较高，工程成本较低，但是对 周围环境影响较大，不适用于交通密集的市区。盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后， 将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工的一种方法。盖挖法成本较高， 施工效率较低，但是对周围的交通状况影响较小。基于明挖法和盖挖法工艺的不同特点， 为了满足城市发展中地铁工程的需要，出现了将明挖法和盖挖法相结合的施工方法，这 样既能缓解交通压力，又能降低工程成本，提高施工速度。地铁车站常用的围护支撑结 构是地下连续墙，盖挖法施工段顶部有封闭的钢筋混凝土顶盖，刚度较大，因此地下连 续墙顶部横向变形较小；相比之下，明挖法施工段采取钢支撑来减小地下连续墙横向变 形。由于钢筋混凝土顶盖和钢支撑刚度差异极大，导致明挖法与盖挖法地下连续墙交接 面处变形不一致，从而导致该交接面处产生裂缝，容易渗水。所以，如何防止明挖法与 盖挖法地下连续墙交接面处的渗水问题是工程中的技术难点之一。

经过对现有的文献检索发现，中国专利申请公布号为“CN103015405A”，专利名称 为一种地下连续墙防渗漏方法，该专利自述为：“在钢筋笼一侧布设土工膜，所述土工 膜的上下边缘的两端及其每边缘中间部位、纵深方向边缘处每隔5m设有小孔并镶以铁 环，并且在每个铁环上挂有一不锈钢弹簧扣，通过不锈钢弹簧扣将土工膜与钢筋笼连 接。”该技术可以在两块待连接的地下连续墙变形基本一致的情况下起到防渗漏的作用， 但当该专利技术应用于明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处时，由于两块地下连续墙变 形差异较大，导致该交接面处土工膜产生撕裂破坏。所以，该技术仅适用于地下连续墙 交接面处变形无差异的情况，适用范围较窄，可靠度较低，土工膜连接处密封效果不好， 且浪费大量材料，效率相对较低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种明挖法和盖挖法地下连续墙交 接面处防渗水施工方法。

为实现以上目的，本发明提供一种明挖法和盖挖法地下连续墙交接面处防渗水施 工方法，该方法通过在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处设置变形缝来释放两侧地下 连续墙的不均匀内力，同时利用地下连续墙两侧的变形差产生的错动力，将防渗剪块紧 密压在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处的外侧，从而起到防渗水作用。

所述方法包括以下步骤：

第一步：测定土层渗透系数；

通过取样，测量明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处的地下连续墙槽段内侧和地下 连续墙槽段外侧的土层渗透系数，选取所有土样中数值最大的渗透系数，该渗透系数记 为Kmax；

第二步，开挖防渗槽；

在地下连续墙槽段开挖至明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处时，在地下连续墙槽 段外侧，将土体开挖出一个防渗槽；

第三步：安装槽钢并设置变形缝；

1)第二步完成后，沿着地下连续墙水平走向线，在明挖法与盖挖法地下连续墙交 接面处两侧，将槽钢和钢筋笼分别放入地下连续墙槽段和防渗槽中，使槽钢同时插入地 下连续墙槽段和防渗槽，两块槽钢均凹向明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处，并关于 明挖法与盖挖法地下连续墙交接面平面对称；

2)在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处设置一垂直贯通的变形缝；

第四步，安装防渗剪块；

用吊车将防渗剪块垂直吊起，调整防渗剪块各个平面的方位，保持防渗剪块的长度 方向垂直于地平面，将防渗剪块匀速插入到防渗槽中，使防渗剪块处于两块槽钢之间， 直到防渗剪块的底端与防渗槽的底部接触；

第五步：安装好防渗剪块后，在地下连续墙槽段和防渗槽中浇筑混凝土形成地下连 续墙。

优选地，第一步，步骤为：

1)在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处，于地下连续墙槽段内侧和地下连续墙 槽段外侧分别选取一个地质勘探点；两个地质勘探点关于地下连续墙水平走向线对称；

2)在每个地质勘探点，自地面向下钻置一个垂直的勘探孔；

3)在每个勘探孔，间隔取样；

4)对其中一个勘探孔所获得的土样进行常水头渗透实验测定每个土样的渗透系数， 对另一个勘探孔所获得的土样进行变水头渗透实验测定每个土样的渗透系数；

5)对第一步中第4)步骤所获得的所有土样的渗透系数进行分析，选取数值最大的 渗透系数，该渗透系数记为Kmax。

所述明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处，是指明挖法地下连续墙槽段与盖挖法地 下连续墙槽段相互搭接的交界面处。

所述地下连续墙槽段内侧，是指地下连续墙槽段之间的部分，该部分土体需要开挖 以形成基坑；所述地下连续墙槽段外侧，是指地下连续墙槽段的另外一侧。

所述两个地质勘探点的间距等于地下连续墙宽度的3-4倍。

所述勘探孔的直径为100-200mm、深度等于所述地下连续墙深度的1.1-1.2倍。

优选地，第二步中，所述防渗槽紧贴于地下连续墙槽段，防渗槽关于明挖法与盖 挖法地下连续墙交接面平面对称。

更优选地，所述防渗槽水平横断面为矩形，该矩形与地下连续墙水平走向线平行 的那一边长度是地下连续墙宽度的2倍，另一边的长度与地下连续墙的宽度相同；防渗 槽的深度等于地下连续墙的深度。

优选地，第三步1)中，所述槽钢在地下连续墙深度方向垂直通长，槽钢截面凸 侧长边的长度为地下连续墙宽度的0.4倍，该凸侧长边垂直于地下连续墙水平走向线， 槽钢截面凹侧长边到明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处的距离为地下连续墙宽度的 0.5倍，槽钢截面凹侧长边埋入地下连续墙槽段中的长度为该槽钢截面凹侧长边长度的 0.8倍。

更优选地，每一块所述槽钢均用焊接方式固定在钢筋笼上。

优选地，第三步2)中，所述变形缝关于明挖法与盖挖法地下连续墙交接面平面 对称。更优选地，所述变形缝的宽度为20-30mm，用木板填塞；所述木板的厚度等于 所述变形缝的宽度。

优选地，第四步中：

所述调整防渗剪块各个平面的方位，是指调整防渗剪块，使得橡胶密封垫层的外表 面紧贴地下连续墙槽段；

所述防渗剪块的长度等于地下连续墙的深度、宽度等于槽钢截面凹侧长边与明挖法 与盖挖法地下连续墙交接面处距离的2-2.1倍、厚度为槽钢截面凹侧长边长度的0.2倍。

更优选地，所述防渗剪块由钢板和密封橡胶垫层两部分粘贴制成，其中：

所述密封橡胶垫层，在地下连续墙深度方向通长，其宽度等于所述防渗剪块的宽度、 厚度根据第一步中所得Kmax的值确定，具体的：

当Kmax位于[0，0.1]时，厚度为10mm；

当Kmax位于[0.1，1.0]时，厚度为15mm；

当Kmax位于[1.0，5.0]时，厚度为20mm；

当Kmax位于[5.0，20]时，厚度为25mm；

当Kmax位于[20，∞]时，厚度为30mm；

所述钢板，在地下连续墙深度方向通长，其宽度等于所述防渗剪块的宽度，其厚度 根据第一步中所得Kmax的值确定，具体的：

当Kmax位于[0，0.1]时，厚度为槽钢截面凹侧长边长度的0.2倍减去10mm；

当Kmax位于[0.1，1.0]时，厚度为槽钢截面凹侧长边长度的0.2倍减去15mm；

当Kmax位于[1.0，5.0]时，厚度为槽钢截面凹侧长边长度的0.2倍减去20mm；

当Kmax位于[5.0，20]时，厚度为槽钢截面凹侧长边长度的0.2倍减去25mm；

当Kmax位于[20，∞]时，厚度为槽钢截面凹侧长边长度的0.2倍减去30mm；

其中所述Kmax单位为m/d。

本发明的原理是：

由于明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处周围土体存在变形差异，导致该处地下连 续墙会发生相对错动，从而导致埋入地下连续墙中的槽钢也随之发生相对错动，使得外 部边界受槽钢限制的防渗剪块承受极大剪力，巨大的剪力作用使得防渗剪块压紧地下连 续墙墙体。这样明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处被橡胶密封垫层压紧，从而起到防 渗水的作用。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明适用于地下连续墙交接面处变形有差异的情况，充分利用地下连续墙相对错 动产生的剪力，既限制了地下连续墙的变形，又起到防渗水的作用，效率较高，使用材 料较少，成本较低，施工操作方便，可靠度高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特 征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的勘探孔平面布置图；

图2为本发明一实施例的防渗槽平面布置图，其中：(a)为平面图，(b)为A-A剖 面图；

图3为本发明一实施例的槽钢安装平面图；

图4为本发明一实施例的防渗剪块和变形缝安装平面图；

图5为本发明一实施例的防渗剪块大样图，其中：(a)为平面图，(b)为B-B剖面 图；

图中：1为盖挖法地下连续墙槽段，2为明挖法地下连续墙槽段，3为地下连续墙水 平走向线，4为明挖法与盖挖法地下连续墙交接面，5为地下连续墙槽段内侧，6为地下 连续墙槽段外侧，7为勘探孔(直径)，8为勘探孔(直径)，9为防渗 槽，10为槽钢，11为钢筋笼，12为防渗剪块，13为变形缝，14为钢板，15为橡胶密 封垫层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于 本发明的保护范围。

本实施例提供一种明挖法和盖挖法地下连续墙交接面处防渗水施工方法，用于地 铁车站明盖挖结合施工段。本地铁车站为地下2层岛式站台车站，采用一柱两跨框架式 结构。为了减小对车站西侧交通的影响，车站在西侧新开路道路红线内的结构采用盖挖 逆作法施工，其余采用明挖顺作法施工。车站总长度161.3m，其中西侧盖挖段长104.4m， 东侧明挖段长56.9m，标准段宽度为21.3m，两端盾构井宽度为26.2m，基坑开挖深度 17.3m。先期施工的西侧盖挖段结构顶板中柱采用钢管柱，盾构井段为标准 段为钢管柱两侧各设有一排临时立柱，支撑盖挖段结构顶板，盖 挖段结构完成后拆除。车站主体侧墙采用结合墙形式，设计为1000mm厚地下连续墙和 600mm厚钢筋混凝土内衬。地下连续墙深度为30m。为保证工程顺利进行，应用本发 明防止明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处因变形差异产生渗漏水，具体实施步骤如 下：

第一步：测定土层渗透系数；具体的：

1)如图1所示，在盖挖法地下连续墙槽段1和明挖法地下连续墙槽段2相互搭接 的交界面处，即在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4处，于地下连续墙槽段内侧5和 地下连续墙槽段外侧6，分别选取一个地质勘探孔8和7，勘探孔8和7之间的距离等 于地下连续墙宽度的3倍，为3000mm，勘探孔8和7关于地下连续墙水平走向线3对 称。

本实施例中，所述明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4处，是指明挖法地下连续墙 槽段2水平走向与盖挖法地下连续墙槽段1水平走向相互搭接的交界面处。

本实施例中，所述地下连续墙槽段内侧5，是指地下连续墙槽段之间的部分；所述 地下连续墙槽段外侧6，是指地下连续墙槽段的另外一侧。

本实施例中，所述的勘探点8和7，是用钻机自地面向下钻置一个垂直的勘探孔， 其直径为200mm，其深度等于所述地下连续墙深度的1.1倍，为33m。

2)在勘探孔8和7，用薄壁回转取土器每间隔2m取一个土样。

3)将两个勘探孔8和7中所取的所有土样运送至土工室内实验室，对勘探孔7所 获得的的土样进行常水头渗透实验测定每个土样的渗透系数，对勘探孔8所获得的土样 进行变水头渗透实验测定每个土样的渗透系数。

4)对第一步中第3)步骤所获得的所有土样的渗透系数进行分析，选取数值最大的 渗透系数，该渗透系数记为Kmax；实验测得Kmax为1.1m/d。

第二步，开挖防渗槽9；具体的：

如图1和图2中(a)所示，在盖挖法地下连续墙槽段1和明挖法地下连续墙槽段2 开挖至明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4处时，在地下连续墙槽段外侧6，将土体开 挖出一个防渗槽9。

本实施例中，所述防渗槽9紧贴于地下连续墙槽段，且所述防渗槽9关于明挖法与 盖挖法地下连续墙交接面4平面对称。

本实施例中，所述防渗槽9的水平横断面为矩形，该矩形平行于地下连续墙水平走 向线3的一边的长度是2000mm，为地下连续墙宽度的2倍；另一边的长度是1000mm， 与地下连续墙的宽度相同；防渗槽9的深度是30m，等于地下连续墙的深度。

第三步：安装槽钢10并设置变形缝13；具体的：

1)第二步完成后，如图1、图2中(a)、图2中(b)、图3、图4所示，沿着地下 连续墙水平走向线3走向，在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4处两侧，将槽钢10 和钢筋笼11分别放入地下连续墙槽段和防渗槽9中，使槽钢10同时插入地下连续墙槽 段和防渗槽9，两块槽钢10均凹向明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4处，并关于明挖 法与盖挖法地下连续墙交接面4平面对称。

本实施例中，所述槽钢10的长度是30m，与地下连续墙的深度相同；槽钢10截面 凸侧长边的长度是400mm，为地下连续墙宽度的0.4倍，该凸侧长边垂直于地下连续墙 水平走向线3；槽钢10截面凹侧长边到明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4处的距离是 500mm，为地下连续墙宽度的0.5倍；槽钢10截面凹侧长边埋入地下连续墙槽段中的 长度是320mm，为槽钢10截面凹侧长边长度的0.8倍。

本实施例中，每一块所述槽钢10均采用焊接方式固定连接在所述钢筋笼11上。

2)在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4处设置一垂直贯通的变形缝13。

本实施例中，所述变形缝13关于明挖法与盖挖法地下连续墙交接面4平面对称。

本实施例中，所述变形缝13的宽度为20-30mm，用木板填塞；所述木板的厚度等 于所述变形缝13的宽度。

第四步，安装防渗剪块12；具体的：

如图4、图5中(a)、图5中(b)所示，用吊车将防渗剪块12垂直吊起，调整防 渗剪块12各个平面的方位，使得所述防渗剪块12的橡胶密封垫层15外表面紧贴地下 连续墙槽段，并保持防渗剪块12的长度方向垂直于地平面，将防渗剪块12匀速插入到 防渗槽9中，使防渗剪块12处于两块槽钢10之间，直到防渗剪块12的底端与防渗槽9 的底部接触。

本实施例中，所述防渗剪块12的长度是30m，等于地下连续墙的深度；所述防渗 剪块12的宽度是1000mm，等于槽钢10截面凹侧长边与明挖法与盖挖法地下连续墙交 接面4处距离的2倍；所述防渗剪块12的厚度是80mm，为槽钢10截面凹侧长边长度 的0.2倍；

本实施例中，所述防渗剪块12由钢板14和橡胶密封垫层15两部分粘贴制成，其 中：

所述橡胶密封垫层15的长度是30m，在地下连续墙深度方向通长；其宽度是 1000mm，等于所述防渗剪块12的宽度；其厚度根据第一步中所得Kmax的值确定，具 体的：

根据第一步测得的Kmax为1.1m/d，即Kmax位于[1.0，5.0]m/d，则橡胶密封垫层 15的厚度为20mm；

所述钢板14的长度是30m，在地下连续墙深度方向通长；其宽度是1000mm，等 于所述防渗剪块12的宽度；其厚度根据第一步中所得Kmax的值确定，具体的：

根据第一步测得的Kmax为1.1m/d，即Kmax位于[1.0，5.0]m/d，则钢板14的厚度 是60mm，为槽钢10截面凹侧长边长度的0.2倍减去20mm。

第五步：安装好防渗剪块12后，在地下连续墙槽段和防渗槽9中浇筑混凝土形成 地下连续墙。

本发明通过在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处设置变形缝来释放两侧地下连 续墙的不均匀内力，同时利用地下连续墙两侧的变形差产生的错动力，将防渗剪块紧密 压在明挖法与盖挖法地下连续墙交接面处的外侧，从而起到防渗水作用。针对地下连续 墙交接面处变形有差异的情况，本发明充分利用地下连续墙相对错动产生的剪力，既限 制了地下连续墙的变形，又起到防渗水的作用，具有效率较高，使用材料较少，成本较 低，施工操作方便，可靠度高等优点。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本发明的实质内容。