超深地連墻施工工藝的研究

曲永奇 張齊

摘要：由于城市地下空間逐步向大尺寸、超深的方向發(fā)展，地連墻技術(shù)也隨之向超深超厚的方向發(fā)展。地下連續(xù)墻以其整體性好，剛度大，施工噪音小，防滲性能好等優(yōu)點，越來越多地被用于超深基坑工程中。由于各地地質(zhì)條件的差異，以及不同的工程要求，文章對超深地連墻施工工藝進行了討論。

關(guān)鍵詞：超深地連墻；施工工藝；措施

超深地連墻由于墻身范圍穿越多道砂層，在施工工藝上較普通地連墻有很大區(qū)別，施工難度也加大幾倍甚至幾十倍，工程質(zhì)量很難保證。隨著地下連續(xù)墻的應(yīng)用越來越廣泛，涉及深度越來越大，遇到地質(zhì)情況也越來越復(fù)雜，隨之引起的施工難度也越來越大，相應(yīng)出現(xiàn)的質(zhì)量事故也越來越多。因此，對地下連續(xù)墻的施工技術(shù)和質(zhì)量控制方法研究具有重要意義。

一、工程概況

京津城際延伸線解放路隧道工程西起塘沽客運站，東至于家堡客運樞紐站。線路全長3350m，其中路基路塹段全長550m，解放路隧道全長2.80km，隧道施工采用明挖和盾構(gòu)2種工法，明挖段長551.5m，盾構(gòu)段長2248.5m，盾構(gòu)直徑11.97m，采用泥水平衡盾構(gòu)機掘進。明挖隧道圍護結(jié)構(gòu)形式采用鉆孔灌注樁+雙排攪拌樁+鋼支撐和地下連續(xù)墻+鋼支撐2種。地連墻厚度在明挖區(qū)間為800mm，盾構(gòu)井位置為1000mm。地連墻深度在明挖區(qū)間為28—36m，在盾構(gòu)井位置為63.5m。

二、超深地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵技術(shù)

1、槽壁加固

為了改善地連墻兩側(cè)土質(zhì)，減少塌孔，增加導(dǎo)墻地基承載力等，需對解放路隧道明挖段地連墻兩側(cè)采用水泥土攪拌樁進行加固。

2、泥漿配制、循環(huán)和處理

要筑成一段符合設(shè)計要求的地下墻，先決條件是能夠挖出一個單元槽段，并要保持單元槽段的槽壁穩(wěn)定。必須從一開始挖槽，就向槽內(nèi)灌筑泥漿，并要在挖槽的全過程中及時向槽內(nèi)補充泥漿，使泥漿始終充滿槽段空問，直到澆混凝土?xí)r被混凝土置換出槽為止。否則不是無法挖成槽段，導(dǎo)致施工失敗，就是在施工過程中發(fā)生槽壁坍塌事故， 造成工程質(zhì)量問題。

在地下連續(xù)墻工程中，泥漿的使用量相當(dāng)于挖槽的土方量，泥漿的費用在工程總費用中占一定比例，如果在設(shè)計泥漿性能指標時盲目追求泥漿的護壁效果，在使用泥漿時不懂科學(xué)管理，就會無謂浪費泥漿，增加施工成本。反之，如能采用既能穩(wěn)定槽壁，又很經(jīng)濟的泥漿，在使用泥漿時又能通過科學(xué)的管理提高泥漿的重復(fù)使用率，那就能有效地降低工程的成本。

在地下墻施工過程中，因為泥漿向地基土空隙中滲透在槽壁表面結(jié)成泥皮，所以泥漿中膨潤土、純堿和CMC等成分會不斷消耗；又因為泥漿要與地下水、泥土、沙石、混凝土接觸，從中難免會混入細微的泥沙顆粒、水泥成分與有害離子，必然會使泥漿受到污染而變質(zhì)。所以泥漿使用一個循環(huán)之后，總要產(chǎn)生一些變質(zhì)的劣化泥漿。如過不進行及時處理，新鮮泥漿使用2個循環(huán)之后，可能就要報廢。因此，在地下墻、施工過程中，要對循環(huán)使用中的泥漿進行分離凈化與再生處理，盡可能提高泥漿的重復(fù)使用率。泥漿分離凈化的方法主要有沉淀分離和機械分離2種方法，2種方法結(jié)合使用效果最好。

3、地連墻成槽

地連墻成槽施工前必須清除地下管線及障礙物，平整場地，完成成槽機報驗，鋼筋加工場地硬化，并制作完成1—2幅鋼筋籠備用。對地連墻軸線、導(dǎo)墻頂標高、槽段位置進行精確測量放線，并上報監(jiān)理工程師復(fù)測完成后開始地連墻成槽施工。首先要規(guī)劃好成槽順序，盾構(gòu)始發(fā)井24幅地連墻，先做“一”字形的地連墻后做異型地連墻，成槽施工按照左線、右線各一幅的方式對開。成槽機成槽過程中，導(dǎo)桿應(yīng)垂直槽段，抓斗張開，照準標志徐徐入槽抓土，嚴禁迅速下斗，快速提升，以防破壞槽壁和坍塌。垂直度應(yīng)控制在設(shè)計要求之內(nèi)，抓斗挖出土直接卸到自卸車上，轉(zhuǎn)運到堆土場。隨著開挖深度增加，連續(xù)不斷向槽內(nèi)供給新鮮泥漿，保證泥漿高度，各項泥漿指標要符合技術(shù)要求，使泥漿起到良好的護壁作用，防止槽壁坍塌。成槽時應(yīng)根據(jù)實際地質(zhì)情況及挖槽情況隨時調(diào)整泥漿性能，同時泥漿液面應(yīng)控制在規(guī)定的液面高度上，如在遇到含砂量較大的土層，槽壁易塌時，注意加大泥漿比重，適當(dāng)加入加重劑，當(dāng)接近槽底時，放慢開挖速度，仔細測量槽深，防止超挖和欠挖。

4、清槽

清槽時，先采用撩抓法清底，而后可采用導(dǎo)管吸泥漿，循環(huán)清底，確保清槽質(zhì)量，清底后槽底泥漿比重小于1.15，沉渣厚度不大于100mm，對前段混凝土接頭上泥皮可采用特制清掃接頭工具，用涮壁器安裝在成槽機側(cè)壁上進行清涮，認真細微地清刷干凈，確保工字鋼表面清潔，清刷應(yīng)在清槽換漿前進行。清槽結(jié)束后1h，測定槽底沉淀物淤積厚度≤10cm，槽底20cm處泥漿密度≤1.15為合格。

5、鋼筋籠制作與吊裝

為保證鋼筋籠制作精度，鋼筋籠必須在制作平臺上進行，平臺用工字鋼架設(shè)，焊接固定，平臺要求平整。鋼筋籠制作要考慮吊裝方案，針對63.5m長的鋼筋籠一次吊裝難度太大，項目部經(jīng)多次論證決定分解吊裝，將鋼筋籠分成45m和18m兩節(jié)進行吊裝。

鋼筋籠的起吊安裝是超深地下連續(xù)墻施工中的重難點工序。本工程地下連續(xù)墻最重鋼筋籠為DBZ—1、DBZ—2型，其重為65t，經(jīng)專家論證將其做成2個L型鋼筋籠進行吊裝；第二重鋼筋籠為盾構(gòu)始發(fā)井DB—1型雙工字鋼鋼筋籠，其重量50t。查得250t吊車技術(shù)參數(shù)值，臂長51.8m，幅度12m，可起吊78.7t重物。副吊車100t配合起吊，可滿足吊裝要求。施工中以最長鋼筋籠45.0m及最大重量為50t考慮。經(jīng)計算，分配主吊機250t起吊重量為24.9t，副吊機起吊重量為25.1t。因此本工程吊車選擇為：主吊用250t履帶吊，副吊用100t履帶吊。

6、水下混凝土灌筑

混凝土配合比。按設(shè)計要求，地下墻的混凝土設(shè)計強度為C40，抗?jié)B等級為S12，施工時混凝土強度等級達到水下C40強度，施工前必須進行混凝土配合比設(shè)計，進行強度、抗?jié)B、耐久性等試驗，選取理想的配合比。本工程采用商品砼，由砼拌和車直接運入工地用導(dǎo)管進行水下砼澆筑。灌筑導(dǎo)管采用250mm壁厚3mm的螺旋接頭的鋼管，導(dǎo)管選用圓形快速絲扣連接型，上端接漏斗，利用吊車完成灌筑過程。導(dǎo)管要求內(nèi)壁表面光滑，導(dǎo)管接頭密封良好，便于安裝，并具有足夠的強度和剛度。導(dǎo)管安裝間距不大于3m，導(dǎo)管離槽底控制在30—50cm內(nèi)，采用雙管同時灌筑，通過測繩下吊測錘測量兩端砼面高度，砼面應(yīng)均勻上升，兩管處的砼面高差不宜大于0.5m，導(dǎo)管埋深始終控制在1.5—3m之內(nèi)。

三、超深地下連續(xù)墻的監(jiān)測和檢驗

超深地下連續(xù)墻屬超深隱蔽工程對周圍環(huán)境影響較大，應(yīng)做好監(jiān)測工作。墻身側(cè)移和周圍環(huán)境的監(jiān)測是超深地下連續(xù)墻監(jiān)測的重點，應(yīng)確保監(jiān)測值低于相關(guān)規(guī)范規(guī)定的警戒值，并對變形和內(nèi)力做出正確的預(yù)測。此外，墻段完成后，對墻身質(zhì)量進行檢測，可采用鉆孔取芯法或聲波投射法。聲波投射法不但可以檢測墻身質(zhì)量，還可以檢驗墻身混凝土強度。目前，深處墻身質(zhì)量檢驗的報道很少，建議收集相關(guān)資料加以分析研究，以便采取有效措施保證超深地下連續(xù)墻墻身質(zhì)量。

結(jié)束語

地下連續(xù)墻施工是一個復(fù)雜的施工過程，技術(shù)要求較高。地下連續(xù)墻施工過程中最重要的工序是成槽和鋼筋籠下放，其中垂直度控制和泥漿護壁是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在施工過程中要加強技術(shù)管理，提高工人素質(zhì)，對于可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，應(yīng)該要有充分的認識，采取相應(yīng)的預(yù)防和處理措施，然后總結(jié)經(jīng)驗，加強對質(zhì)量通病的防范，才能縮短工期、降低工程造價、保證工程質(zhì)量。

參考文獻

[1]葛以衡。GFRP筋籠地下連續(xù)墻施工及現(xiàn)場測試[J].上海建設(shè)科技，2010

[2]張冰。二鉆一抓法在超深地下連續(xù)墻施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2009