淺論灰?guī)r地層中地下連續(xù)墻施工技術(shù)

趙暉

（廣東華隧建設(shè)股份有限公司，廣東 廣州 510620）

隨著地下連續(xù)墻在各類工程中的運(yùn)用，已成功解決了在各種地層中高程建筑物地下室、地鐵車站、盾構(gòu)工作豎井加固施工止水難題，但是長(zhǎng)期運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，在灰?guī)r地層中地下連續(xù)墻施工是施工中一大難題。由于灰?guī)r地層中溶土洞發(fā)育及巖面的走向與分布特點(diǎn)，如何確定地下連續(xù)墻范圍內(nèi)溶土洞具體特征及處理；在分槽段幅寬范圍內(nèi)如何調(diào)整并適應(yīng)巖面分布情況；如何在有效加快施工工期并減少?zèng)_槽造成震害的前提下，嵌入微風(fēng)化巖層并保證工程質(zhì)量；如何采取有效的安全應(yīng)急措施預(yù)防施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險(xiǎn)，這些都是在灰?guī)r地層中地下連續(xù)墻施工中的難點(diǎn)。

灰?guī)r地層中地下連續(xù)墻施工技術(shù)是針對(duì)在灰?guī)r地層地下連續(xù)墻施工時(shí)容易出現(xiàn)坍塌、漏水、整體性差等問(wèn)題提出了一套切實(shí)可行的技術(shù)及應(yīng)急措施，保證地下連續(xù)墻施工質(zhì)量及安全。下文介紹其主要技術(shù)特點(diǎn)。

一、地下連續(xù)墻施工范圍內(nèi)溶（土）洞處理技術(shù)

1地下連續(xù)墻周邊溶（土）洞探測(cè)在巖溶處理施工前，須根據(jù)巖溶（土）洞處理原則進(jìn)行連續(xù)墻槽段超前鉆及補(bǔ)充勘探，勘探點(diǎn)位布置的原則為：

（1）地下連續(xù)墻根據(jù)結(jié)合各次勘察的情況，進(jìn)行補(bǔ)勘加密鉆探，保證每5m鉆1孔（每槽段一鉆），以達(dá)到加密探測(cè)的效果。

（2）若發(fā)現(xiàn)較大溶洞（洞高 H>2m），需探查溶洞邊界的，在處理施工階段在原鉆孔周邊按照2m×2m進(jìn)行布置探查鉆孔，探查的范圍至結(jié)構(gòu)外邊線外3m；

（3）探測(cè)確定溶（土）的填充性，如全填充、半填充或未填充。

2處理原則

（1)基坑范圍內(nèi)、基坑底面以下的所有土洞均應(yīng)處理；

（2)基坑底板以下5m范圍內(nèi)的所有溶洞、溶蝕槽均處理；

（3）基坑底板下5m～10m范圍，巖面土層為砂層時(shí)，以下的溶洞需處理：

①無(wú)充填和半充填溶洞；

②溶蝕溝、槽；

③需要處理的多層溶洞，僅處理最上一層溶洞。

（4）圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻內(nèi)外3m，墻（樁）底下的溶洞頂板厚度小于3.0m的溶洞必須處理。圍護(hù)結(jié)構(gòu)成槽（孔）時(shí)，若地下連續(xù)墻內(nèi)外3m范圍內(nèi)有流塑或軟塑土層時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合判斷是否需要加固處理。

（5）上述原則有交叉處，按照較深的處理深度確定。

（6）對(duì)不在上述處理范圍內(nèi)的溶（土）洞，應(yīng)根據(jù)其埋深、頂板厚度、充填狀況、巖面覆蓋情況等綜合判定是否需要進(jìn)行處理。

3處理措施

對(duì)于溶洞、土洞的處理采用注漿工藝，注漿采用袖閥管注漿。對(duì)于全填充溶(土)洞、半填充溶(土)洞、未填充溶（土）洞、溶蝕槽采用純水泥漿及水泥、水玻璃雙液漿注漿充填。

（1）施工步驟

①鉆機(jī)成孔

對(duì)于鉆探發(fā)現(xiàn)的溶土洞，按照2m×2m方格狀布置鉆孔查找洞體邊界，查找范圍至溶土洞邊界，由已揭露溶洞的鉆孔向周圍擴(kuò)散布孔探查。在查找洞體邊界時(shí)，若外圍鉆孔未發(fā)現(xiàn)溶、土洞，則暫時(shí)不處理，采用回填處理。在鉆孔過(guò)程中揭露的溶、土洞要做好記錄，以供注漿作業(yè)參考。

②下注漿管

根據(jù)詳勘、超前鉆及洞體邊界探查取得的洞體數(shù)據(jù)，在溶、土洞頂板以上的部位用實(shí)管，在溶、土洞范圍內(nèi)使用花管，注漿管底部加下悶蓋。溶洞注漿管下至溶洞底。

③注漿漿液配制

根據(jù)溶洞面積及高度估算預(yù)配制漿液的體積，按水灰比計(jì)算出所需的水泥和水的用量，在攪拌機(jī)內(nèi)加入計(jì)算好的用水量，邊攪拌邊加入計(jì)算好的水泥用量，攪拌均勻后倒入儲(chǔ)漿池內(nèi)備用。

④注漿

開注前先進(jìn)行注水試驗(yàn)，以檢查注漿管路是否正常和判斷地層的吸漿能力等，并防止堵管；灌漿量按拌漿桶桶數(shù)進(jìn)行計(jì)量。

對(duì)于注漿壓力的控制應(yīng)注意以下情況：

a外圍孔采用雙液漿注漿時(shí)，初期采用小壓力注漿慢速注漿，并采用間歇往復(fù)注漿，以有效控制漿液流失。

b內(nèi)排孔主要以壓力控制終孔，灌至注漿壓力后穩(wěn)壓10min為止。若孔內(nèi)注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)值但注漿壓力仍無(wú)明顯上升時(shí)，停注單液漿，改注水泥漿+水玻璃雙液漿。

（2）施工控制要點(diǎn)

①溶（土）洞處理的施工順序應(yīng)遵循：探邊界-注漿充填-注漿效果監(jiān)測(cè)。

②注漿施工時(shí)，應(yīng)先做外排止水、止?jié){帷幕，將處理范圍內(nèi)溶（土）洞與外界洞體隔離，再處理中間區(qū)域。若在周邊孔注第一次漿時(shí)，注漿量已較多，壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，周邊孔與中央孔可交替注漿；

③發(fā)現(xiàn)漿液流失嚴(yán)重時(shí)添加水玻璃速凝劑，以確保注漿效果；

④中央?yún)^(qū)域注漿孔應(yīng)跳躍施工，以防止跑漿，竄漿現(xiàn)象；

⑤對(duì)于需處理的縱向多層分布的溶洞，由深至淺依次充填處理。

圖1 鉆孔探孔揭示巖面連線

圖2 先開塞水下混凝土量計(jì)算

4處理效果檢測(cè)

注漿加固效果檢測(cè)可采用鉆孔抽芯法，做抗壓試驗(yàn)，要求28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.2MPa；或采用隨機(jī)原位標(biāo)貫試驗(yàn)，標(biāo)貫擊數(shù)應(yīng)不小于10擊，并利用檢測(cè)鉆孔檢測(cè)注漿的充盈程度。如采用鉆孔抽芯法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量為注漿孔數(shù)量的1%，且每個(gè)溶洞、土洞檢測(cè)數(shù)量不少于3處。如采用原位標(biāo)貫試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量為注漿孔數(shù)量的1%，且每個(gè)溶洞、土洞檢測(cè)數(shù)量不少于3處。采用抽芯鉆孔和標(biāo)貫鉆孔檢查溶（土）洞的充盈程度，要求洞內(nèi)全填充，達(dá)不到要求應(yīng)補(bǔ)充注漿。

二、地下連續(xù)墻分臺(tái)階成槽技術(shù)

1灰?guī)r地層巖面特征

灰?guī)r地質(zhì)條件極為復(fù)雜，其基巖為碳質(zhì)灰?guī)r，同時(shí)溶洞發(fā)育強(qiáng)烈，大多墻的地質(zhì)勘察鉆孔揭示微風(fēng)化巖面上直接覆蓋為砂層。根據(jù)地下連續(xù)墻兩側(cè)巖溶注漿處理的鉆孔探查，我們可對(duì)鉆孔情況進(jìn)行巖面連線。根據(jù)連線圖揭示，在同一連續(xù)墻槽段幅寬范圍的基巖面變化較大，巖面凹凸起伏極無(wú)規(guī)律，而且部分相鄰點(diǎn)位巖面高差也非常大（圖1）。

從上圖可看出，同一幅寬范圍內(nèi)的位置巖面標(biāo)高差異較大。

2地下連續(xù)墻分臺(tái)階成槽終孔原則

在地下連續(xù)墻施工過(guò)程中，按準(zhǔn)確地下連續(xù)墻位置，提前運(yùn)用三個(gè)導(dǎo)向孔判別槽底巖面走向及分布情況，巖面的情況大致可分為四種形式：山峰狀、單邊傾斜變坡狀、山谷狀、平底狀（即常規(guī)地下連續(xù)墻成槽方式）。為滿足施工的可操作性，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，具體成槽方式如下：

（1）對(duì)山峰狀和單邊傾斜變坡狀的情況，可按照2.5m半幅墻的兩個(gè)導(dǎo)向孔巖面標(biāo)高，取低者為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嵌巖控制；兩個(gè)半幅墻（2.5m+2.5m）從整體上合并為一個(gè)槽段看，其槽底兩個(gè)標(biāo)高則形成為一個(gè)臺(tái)階。

每級(jí)臺(tái)階的終孔原則根據(jù)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)向孔中最低巖面結(jié)合按上述地下連續(xù)墻墻底終孔原則進(jìn)行終孔，以減少?zèng)_巖的時(shí)間及其帶來(lái)的不良影響。

（2）對(duì)山谷狀的情況，因巖面最深孔在中間，對(duì)其兩側(cè)的成槽均取控制作用，遵照上述原則，按此最深巖面滿足嵌固要求控制，最終形成平底狀槽段。

3槽底先高后底反循環(huán)清孔

在槽段按前述標(biāo)高要求終孔后，應(yīng)進(jìn)行清孔工作。具體方法為：對(duì)分臺(tái)階的兩個(gè)槽底標(biāo)高情況，要從槽底較高的半幅開始清孔，往較低的半幅推進(jìn)。清孔時(shí)，采用空氣吸泥反循環(huán)清槽，來(lái)確保清槽后槽底沉渣厚度滿足要求。

4異步開塞澆筑水下混凝土

我們根據(jù)槽段底的異標(biāo)高情況，先計(jì)算出兩根豎管的長(zhǎng)度，并分別下到其各自半幅槽孔的底部，然后對(duì)水下混凝土的施工采用分序異步開塞澆灌的方法。

在進(jìn)行澆筑混凝土前應(yīng)先計(jì)算先開塞部分的混凝土體積V（圖2），并在澆筑混凝土的過(guò)程中由施工員做好記錄。當(dāng)先開塞部分澆筑的混凝土累計(jì)體積達(dá)到V，同時(shí)實(shí)測(cè)混凝土面達(dá)到上臺(tái)階后，再進(jìn)行另1根豎管的開塞施工，之后2根豎管同時(shí)澆筑水下混凝土。

三、地下連續(xù)墻與巖面縫隙封堵技術(shù)

由于在灰?guī)r地層中施工時(shí)往往會(huì)遭遇硬巖，地下連續(xù)墻沖槽（孔）時(shí)無(wú)法按設(shè)計(jì)要求進(jìn)入巖面，易造成地下連續(xù)墻直接坐落在巖面上，無(wú)法有效阻隔基坑與外界的滲水通道，造成基坑開挖時(shí)滲水、涌水等災(zāi)害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)蜎](méi)基坑，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

為避免由于地下連續(xù)墻沒(méi)有入巖而對(duì)后續(xù)土方開挖和結(jié)構(gòu)施工造成嚴(yán)重后果，采用在地下連續(xù)墻內(nèi)預(yù)埋注漿管對(duì)地下連續(xù)墻與巖面縫隙進(jìn)行補(bǔ)充注漿，阻隔基坑內(nèi)與外界的滲水通道。地下連續(xù)墻預(yù)埋注漿管布置圖如下所示：

四、總結(jié)

該技術(shù)主要包括以下幾點(diǎn)：

1在地下連續(xù)墻施工前，采用一槽一鉆探明連續(xù)墻施工范圍是否存在溶（土）洞，對(duì)探到的溶（土）洞采用加密探測(cè)點(diǎn)的方式對(duì)其大小、形態(tài)、范圍進(jìn)行全面的了解，采取單雙液交替注漿的方式并依據(jù)溶（土）洞處理的原則對(duì)已揭露溶（土）洞進(jìn)行全面的處理，處理后對(duì)并處理效果進(jìn)行檢測(cè)。

2在分槽段幅寬范圍內(nèi)，提前運(yùn)用三個(gè)導(dǎo)向孔判別槽底巖面走向及分布情況，連續(xù)墻槽底深度根據(jù)巖面走向及分布情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，實(shí)行分臺(tái)階終孔工藝。

3在地下連續(xù)墻施工時(shí)采取預(yù)埋注漿管的方式用于預(yù)防連續(xù)墻施工時(shí)局部無(wú)法入巖而產(chǎn)生縫隙滲漏水的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)后續(xù)基坑開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)滲漏水險(xiǎn)情時(shí)可通過(guò)預(yù)埋注漿管進(jìn)行補(bǔ)充注漿封堵。

[1]地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)施工與應(yīng)用[M].北京：水利水電出版社，2002.

[2]地下連續(xù)墻文集[M].冶金部建筑研究總院技術(shù)情報(bào)研究室，1985.

[3]張鳳祥,焦家訓(xùn)，張玉莉 .水泥土連續(xù)墻新技術(shù)與實(shí)例[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2009.