Ⅴ級微風化板巖層車站主體圍護結(jié)構(gòu)施工工藝

孫智鋒 石 振 廖紀明 馮金龍

(中建五局土木工程有限公司，湖南 長沙 410000)

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Ⅴ級微風化板巖層車站主體圍護結(jié)構(gòu)施工工藝

孫智鋒 石 振 廖紀明 馮金龍

(中建五局土木工程有限公司，湖南 長沙 410000)

分析了Ⅴ級微風化板巖層車站主體圍護結(jié)構(gòu)的施工工藝現(xiàn)狀，并以長沙市某地鐵車站為例，介紹了地下連續(xù)墻的優(yōu)化設計方案，并闡述了S60A成槽機+沖擊鉆成孔的施工工藝，提出了沉渣的控制措施，達到了預期的施工效果。

車站，圍護結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻，成槽機，施工工藝

長沙市軌道交通4號線某車站，主體圍護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻深入微風化板巖層最深處達到15 m，天然強度平均值達到56.09 MPa，弱透水。采用雙輪銑成槽成本太高，主要采用成槽機+沖擊鉆成孔施工工藝，如何更好更快的成槽，并做好垂直度及泥漿控制無疑為施工的重要控制點。

1 Ⅴ級微風化板巖層車站主體圍護結(jié)構(gòu)施工工藝現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，地下連續(xù)墻成槽深度主要是在粘土層及中風化土層中，巖土抗壓強度相對較低，采用一般的S40A成槽機施工。針對長沙的部分特殊地質(zhì)情況，圍護結(jié)構(gòu)深入微風化土層15 m，成槽施工工藝復雜，垂直度控制難度大，沉渣清理工藝復雜，采用成槽機+沖擊鉆成孔施工工藝國內(nèi)相關(guān)的文獻數(shù)據(jù)較少，本文總結(jié)了微風化板巖層地下連續(xù)墻施工經(jīng)驗，供后續(xù)地下連續(xù)墻施工參考。

2 工程概況

長沙地鐵某車站，為島式地下3層明挖車站，兩端接盾構(gòu)區(qū)間，盾構(gòu)過站。車站外包全長142.5 m，標準段外包總寬21.9 m，車站施工時基坑深約29.60 m。圍護結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，800 mm寬，標準段6 m，盾構(gòu)井位置為7.5 m。

本站地貌主要湘江Ⅰ級～Ⅲ級侵蝕堆積階地，車站場地范圍地層復雜，基底位于微風化板巖層。地下水主要分為上層滯水(穩(wěn)定水位埋深1.7 m～5.6 m)、潛水(穩(wěn)定水位埋深3.2 m～5.2 m)和基巖裂縫水(穩(wěn)定水位埋深12.6 m～18.5 m)。工程地質(zhì)情況見圖1。

3 地下連續(xù)墻設計優(yōu)化

原設計方案地下連續(xù)墻嵌入底板下2.5 m，需穿越較厚的中風化板巖、微風化板巖，采用液壓抓斗成槽機、旋挖鉆機等機械很難入巖成槽。而采用常規(guī)沖孔鉆機，入巖鉆進較慢，在不能保證夜間連續(xù)施工的情況下，成槽作業(yè)時間過長，地連墻槽段塌孔的風險很大。

采用“吊腳墻”方案，即圍護結(jié)構(gòu)上部為地下連續(xù)墻，下部為鎖腳錨桿，加內(nèi)支撐的支護形式：上部為800 mm厚C35地下連續(xù)墻，墻體外擴1 m以預留墻底踢腳，墻底嵌入中風化巖不小于2.5 m，嵌入微風化巖不小于1.5 m。地連墻底部以上1.5 m處設置鎖腳錨桿。基坑第一道支撐采用800 mm×1 000 mm混凝土支撐，第2道、第3道支撐采用φ609，t=16的鋼支撐。圍護結(jié)構(gòu)(地連墻)下部設置錨噴段。

若采用原方案進行圍護結(jié)構(gòu)施工，地連墻需穿越14 m～20 m的中風化和微風化巖層，成槽施工困難，進度較慢，存在擾民阻工等不可確定因素，工期風險很大；而采用吊腳墻方案，大大減小了入巖深度，基坑下部取消鋼支撐支護，提高了主體施工的工效，加快了施工進度，預計可節(jié)省工期約2個月～3個月。優(yōu)化后的地下連續(xù)墻深度BIM圖見圖2。

圖2中標準段優(yōu)化為吊腳墻，端頭井限于盾構(gòu)機始發(fā)或接收必須深入底板以下2 m。

4 吊腳墻主要施工工藝

吊腳連續(xù)墻由于入巖深度較大，采用S40A成槽機液壓抓斗很難成槽，而采用先進的銑槽機施工成本又太高，因此一般采用沖孔鉆機進行沖孔，利用重錘的重量將巖石沖開成槽。

根據(jù)地質(zhì)情況，地下連續(xù)墻采用沖抓結(jié)合的施工工藝。上部較軟土層采用液壓抓斗成槽機引槽，較硬土層(巖層)采用旋挖鉆機或者沖擊鉆機成孔，最后使用方錘進行修孔成槽。

施工期間每幅槽段安排兩臺沖擊鉆施工，先主孔后輔孔，最后終孔，跳孔施工。巖層段可采用成槽機配合清渣。沖擊鉆入巖成孔時，采用勤松繩，勤掏渣，根據(jù)不同土層調(diào)整沖程，沖擊過程中，隨時檢查連結(jié)沖錘和鋼絲繩的錘環(huán)，防止錘環(huán)磨損過大造成斜孔和掉錘。地層變化處采用低錘輕擊、間斷沖擊的方法小心通過。

1)抓斗抓土：利用S40A成槽機液壓抓斗引孔并將中風化以上土層抓走。

2)沖導向孔：開挖至中風化土層，在槽段兩端及中部各施工1個導向孔。導向孔即采用沖孔樁的圓錘進行沖擊形成，連續(xù)墻槽段一般不超過6 m，在槽段兩端及中部各施工1個導向孔，由于在槽段范圍內(nèi)巖面也有起伏，一般根據(jù)3個導向孔的深度來確定連續(xù)墻的成槽深度(見圖3)。

3)沖孔：利用沖孔樁基的圓錘對下部巖層進行沖孔施工，有時為了加快進度，采用2臺沖孔樁基從兩端到中間的方式進行沖孔(見圖4)。

4)方錘修孔：在圓錘沖孔完成后，孔孔之間有部分巖石未完全沖掉，因此采用方錘進行修孔，將凸出槽段內(nèi)的巖石沖掉(見圖5)。

5)成槽機修孔及垂直度控制：方錘修孔完成后，采用液壓抓斗成槽機修孔及垂直度修正，滿足要求后進入下一步施工。

5 優(yōu)化后施工工藝

成槽S40A基本上可以抓到中風化板巖層，后采用三臺沖擊鉆沖擊成槽，整體功效4 h/20 cm?？紤]到進度要求，改進施工機械，中風化板巖層采用沖擊鉆引孔后，采用S40D成槽機抓取成槽，減少了噪聲污染及對周邊建構(gòu)筑物的影響。

在施工時發(fā)現(xiàn)，基本上可以成槽到微風化土層頂。優(yōu)化后采用S60A成槽機，通過沖擊鉆機成孔，可以抓到微風化土層。

6 沉渣控制

由于在成槽過程中，主要使用沖擊鉆機引孔，微風化板巖層被沖擊成粉狀石屑，經(jīng)測定，直徑在0.1 mm～1 mm之間，沖擊樁機引孔時，沉渣對沖擊錘阻力偏大。在實際沖擊過程中，每2 h換漿一次，以減少成渣對沖擊錘的阻力。錘太低時，工效太低。太高時，易造成擴孔，偏錘。經(jīng)現(xiàn)場測定，錘沖程1.5 m～2 m，重3 t～4 t，成孔效果很好。

前期在施工過程，終孔后下放鋼筋籠進行換渣，由于在下放鋼筋籠和澆筑混凝土之間存在近4 h間隙，澆筑混凝土前有3 m～4 m的沉渣，只能用專業(yè)的空氣泵吸渣，成本較高。

通過施工過程中工序優(yōu)化，在終孔后，靜止1 d待沉渣沉淀完全，采用成槽機清槽換漿，當泥漿比重、含砂率、粘度等滿足要求時下放鋼筋籠并澆筑混凝土。澆筑混凝土前，沉渣僅10 mm～20 mm，滿足規(guī)范要求不大于100 mm，遠遠達到預期效果。

[1] 康 鐘.車站圍護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻遇微風化巖施工技術(shù)研究及應用[J].科技視野，2015(23)：96-97.

[2] 王修春.吊腳連續(xù)墻在深基坑中的應用[J].廣東土木與建筑，2013，5(5):23-25.

The construction technology of station main retaining structure of Ⅴ level weak weathering rock stratum

Sun Zhifeng Shi Zhen Liao Jiming Feng Jinlong

(CivilCompany,ChinaConstructionFifthEngineeringBureauLimitedCompany,Changsha410000,China)

This paper analyzed the construction technology situation of station main retaining structure of Ⅴ level weak weathering rock stratum,and taking a subway station in Changsha as an example,introduced the optimization design scheme of underground continuous wall,and elaborated the construction technology of S60A slot machine + impact drill bore,put forward the sediment control measures,achieved expected construction effect.

station,retaining structure,underground continuous wall,forming slot machine,construction technology

1009-6825(2016)29-0067-03

2016-08-05

孫智鋒(1989- )，男，助理工程師； 石 振(1983- )，男，高級工程師； 廖紀明(1973- )，男，高級工程師；

馮金龍(1988- )，男，助理工程師

TU921

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