復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻施工技術(shù)

冀 新 華

(中鐵十四局集團(tuán)大盾構(gòu)工程有限公司，山東 濟(jì)南 250002)

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復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻施工技術(shù)

冀 新 華

(中鐵十四局集團(tuán)大盾構(gòu)工程有限公司，山東 濟(jì)南 250002)

結(jié)合珠江三角洲城際快速軌道世紀(jì)蓮站工程的地質(zhì)條件，分析了該工程地下連續(xù)墻施工的重難點(diǎn)，并從導(dǎo)墻施工、泥漿配制、成槽施工、鋼筋籠吊裝等方面，闡述了其施工技術(shù)，總結(jié)了施工中的注意事項(xiàng)，確保了工程的順利開展。

地下連續(xù)墻，泥漿，鋼筋籠，導(dǎo)墻

1 工程概況

1.1 工程簡介

珠江三角洲城際快速軌道交通廣州至佛山段二期工程世紀(jì)蓮站位于世紀(jì)蓮體育中心西南側(cè)、規(guī)劃影城南側(cè)、規(guī)劃書城北側(cè)，沿裕和路呈東西走向，為單柱雙跨雙層站，標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬19.7 m，深17.5 m，車站全長285 m。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm厚地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐體系，地下連續(xù)墻深17.6 m～21.7 m，嵌固深度要求：進(jìn)入微風(fēng)化巖層不少于1.5 m，進(jìn)入中風(fēng)化巖層不少于2.5 m，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層不少于3.5 m，進(jìn)入粘土層不少于5.5 m。

1.2 工程地質(zhì)情況

地下連續(xù)墻施工范圍內(nèi)各巖土分層及特征如下：

①人工填土層:層厚2.80 m～10.20 m，平均4.11 m，該段下部已經(jīng)過人工地基處理。

②淤泥質(zhì)土：場(chǎng)地內(nèi)大部分區(qū)域有揭露，層厚0.80 m～5.70 m。土性：深灰色，流塑，主要成分為粘粒、粉粒及有機(jī)質(zhì)，含少量粉細(xì)砂，有腥臭味。

③(淤泥質(zhì))粉細(xì)砂：場(chǎng)地范圍內(nèi)廣泛分布，層厚0.70 m～9.60 m。土性：淺灰、深灰色，松散～稍密，飽和，顆粒主要礦物成分為石英，粒徑不均勻，含粘粒。

④中粗砂：場(chǎng)地內(nèi)局部分布，層厚1.10 m～2.70 m。土性：淺灰、深灰色，稍密～中密，飽和，顆粒主要礦物成分為石英，粒徑不均。

⑤粉質(zhì)粘土：該層在場(chǎng)地內(nèi)較廣泛分布，層厚0.70 m～5.90 m。土性：灰黃、淺灰色，可塑，主要由粉粘粒組成，局部含較多粉砂，韌性及干強(qiáng)度中等。

⑥泥質(zhì)粉砂巖全風(fēng)化帶：呈層狀分布，層厚0.60 m～4.90 m。巖性：褐紅、灰褐色，巖石礦物風(fēng)化劇烈，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，巖芯呈堅(jiān)硬土狀，遇水易軟化。

⑦泥質(zhì)粉砂巖強(qiáng)風(fēng)化帶：呈層狀分布，層厚0.70 m～15.49 m，平均6.94 m。巖性：褐紅色、灰褐色，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖芯多呈半巖半土狀，巖塊用手可掰斷，局部呈碎塊狀、塊狀，夾中風(fēng)化巖塊。

⑧泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化帶：揭露層厚0.80 m～6.70 m，平均2.86 m。巖性：褐紅、淺灰、灰褐色，粉砂結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，泥鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)，裂隙發(fā)育，巖芯多呈塊狀及短柱狀，少量呈碎塊狀，錘擊聲啞，易擊碎。巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD約為40%，巖體較破碎，屬于軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。

⑨泥質(zhì)粉砂巖微風(fēng)化帶：層頂埋深19.20 m～27.90 m。巖性：褐紅、淺灰、灰褐色，粉砂結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，泥鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)，可見少量風(fēng)化裂隙。巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD約為85%，巖體較完整，屬于軟巖～較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

2 施工重難點(diǎn)分析

1)地下連續(xù)墻穿越地層復(fù)雜，施工過程容易造成塌孔，對(duì)泥漿指標(biāo)要求高。

2)部分墻體進(jìn)入微風(fēng)化巖層，巖石強(qiáng)度較高，成槽難度大。

3)站址范圍內(nèi)管線眾多，有電力、煤氣管、排水管、給水管，地連墻施工過程對(duì)周邊環(huán)境保護(hù)要求高。

3 施工方法及注意事項(xiàng)

3.1 施工工藝流程

施工前期準(zhǔn)備→挖導(dǎo)溝→澆筑導(dǎo)墻→泥漿配制→液壓抓斗土層成槽→旋挖鉆或沖擊鉆配合成槽→吸泥清底→吊放鋼筋籠→安放導(dǎo)管→混凝土澆筑→下一槽段施工。

3.2 施工方法

地下連續(xù)墻施工采用GB-34液壓抓斗為主，旋挖鉆機(jī)或沖擊鉆為輔的方式施工進(jìn)行成槽，100 t履帶吊為主吊，50 t履帶吊為輔吊雙吊配合吊放鋼筋籠，雙導(dǎo)管澆筑水下混凝土的方式進(jìn)行施工。具體施工方法及步驟如下。

3.2.1 地基處理及導(dǎo)墻施工

采用鎬頭機(jī)和挖掘機(jī)清除導(dǎo)墻范圍內(nèi)地上及地下障礙物，對(duì)范圍小深度淺的障礙物采用深導(dǎo)墻施工，對(duì)范圍大深度深的障礙物采用三合土分層回填夯實(shí)，然后再做深導(dǎo)墻。

導(dǎo)墻溝采用挖掘機(jī)開挖，人工配合修整成槽，然后綁扎鋼筋，澆筑混凝土。導(dǎo)墻放線時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況考慮地下連續(xù)墻施工時(shí)誤差，進(jìn)行一定的外放，外放以控制在10 cm～15 cm為宜。導(dǎo)墻達(dá)到拆模強(qiáng)度后進(jìn)行拆模，拆模后及時(shí)加設(shè)內(nèi)支撐并回填土方，防止導(dǎo)墻變形。

3.2.2 泥漿配制及攪拌

成槽時(shí)采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，泥漿采用膨潤泥漿，加入CMC增粘劑(羧甲基納纖維素，又稱人造漿糊)、純堿、鎂鉻木質(zhì)磺酸鈣等輔助材料配制而成，成槽過程中根據(jù)不同地質(zhì)，及時(shí)調(diào)整泥漿指標(biāo)，以保證泥漿護(hù)壁穩(wěn)定。如在淤泥質(zhì)土、中粗砂地層應(yīng)采用高比重、高粘度泥漿，在強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化地層比重、粘度等指標(biāo)可適當(dāng)降低。

3.2.3 成槽施工

1)成槽施工先選擇標(biāo)準(zhǔn)幅為6 m的槽段進(jìn)行成槽工藝試驗(yàn)，驗(yàn)證成槽工藝的適用性、泥漿指標(biāo)的合理性、設(shè)備選擇的可靠性等，以總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)施工工藝及方法。

2)普通段成槽：槽段放樣完成后，即可進(jìn)行成槽施工，成槽采用液壓抓斗成槽機(jī)成槽，標(biāo)準(zhǔn)槽段采取三序成槽，先挖兩邊，再挖中間。開挖過程中要實(shí)測(cè)垂直度，并及時(shí)糾偏,見圖1。

3)入巖段成槽：對(duì)于連續(xù)墻入巖段液壓成槽機(jī)無法開挖部分采用沖擊鉆或旋挖鉆配合成槽施工。沖擊鉆成槽、旋挖鉆成槽工藝見圖2,圖3。

沖擊鉆成槽工藝流程：第一步：槽壁機(jī)抓取強(qiáng)風(fēng)化以上土層，先抓兩側(cè)，再抓中間(見圖2a))；第二步：兩臺(tái)圓錘沖擊鉆跳孔沖擊奇數(shù)孔(見圖2b))；第三步：兩臺(tái)圓錘沖擊鉆跳孔沖擊偶數(shù)孔(見圖2c))；第四步：兩臺(tái)方錘沖擊鉆沖擊孔間殘留巖埂(見圖2d))；第五步：方錘沖擊鉆沖擊最后殘留巖埂(見圖2e));第六步：下放鋼筋籠澆筑混凝土(見圖2f))。旋挖鉆成槽工藝流程：旋挖鉆機(jī)施工1,4,7孔，形成臨界面(見圖3a))；液壓抓斗抓取2,3和5,6段(見圖3b))。

4)清槽、換漿及刷壁。清槽采用液壓抓斗機(jī)挖除后，再采用Dg100空氣升液器利用反循環(huán)原理進(jìn)行吸出的方式。

清槽完成后采用循環(huán)法對(duì)槽內(nèi)泥漿進(jìn)行更換，換漿過程保持槽內(nèi)漿液平衡。

對(duì)相鄰段或閉合段采用刷壁器進(jìn)行刷壁處理，以保證地下連續(xù)墻接頭質(zhì)量。

3.2.4 鋼筋籠吊裝及混凝土澆筑

1)鋼筋籠吊裝(見圖4)。單幅鋼筋籠最大長度21.7 m，最大寬度7.25 m，最大重量19.68 t，采用100 t履帶吊為主吊，50 t履帶吊配合進(jìn)行鋼筋籠吊裝，正式吊裝前應(yīng)進(jìn)行試吊。

2)混凝土澆筑(見圖5)。地下連續(xù)墻采用導(dǎo)管法澆筑，每幅連續(xù)墻下設(shè)兩根導(dǎo)管，導(dǎo)管間距要滿足混凝土澆筑后能夠覆蓋整個(gè)槽段要求。

3.2.5 地下連續(xù)墻接頭處理

車站連續(xù)墻接頭形式采用工字鋼接頭，工字鋼接頭采用鋼板焊接而成。

3.3 施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

本工程地下連續(xù)墻允許偏差見表1。

表1 地下連續(xù)墻質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)表

3.4 施工注意事項(xiàng)

1)施工前應(yīng)分析施工中可能遇到的各種情況，如卡鉆、掉鉆、鋼筋籠上浮、槽壁坍塌等，制定好各種應(yīng)對(duì)措施。

2)導(dǎo)墻施工完畢后及時(shí)進(jìn)行支撐回填，控制導(dǎo)墻變形，保證導(dǎo)墻垂直度。

3)加強(qiáng)地下連續(xù)墻成槽垂直度、槽底沉渣、接頭等控制，保證墻體質(zhì)量。

4)鋼筋籠吊裝保持兩臺(tái)吊車同步，動(dòng)作協(xié)調(diào)統(tǒng)一，鋼筋籠吊點(diǎn)設(shè)置合理，吊裝設(shè)備及吊點(diǎn)設(shè)置應(yīng)經(jīng)過計(jì)算確定。

5)泥漿指標(biāo)應(yīng)根據(jù)地層變化情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，滿足槽壁穩(wěn)定及攜渣要求。

6)混凝土澆筑前導(dǎo)管應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)，滿足要求后方可下放。

4 結(jié)語

珠江三角洲世紀(jì)蓮站地下連續(xù)墻施工地層包含了人工回填土、淤泥質(zhì)土、(淤泥質(zhì))粉細(xì)砂、中粗砂、粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉砂巖全風(fēng)化帶、泥質(zhì)粉砂巖強(qiáng)風(fēng)化帶、泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化帶、泥質(zhì)粉砂巖微風(fēng)化帶等地層，施工中設(shè)備選擇合理，技術(shù)工藝得當(dāng)，施工過程順利，可供類似工程借鑒參考。

[1] 張蠻慶，游維忽.地下連續(xù)墻施工技術(shù)[J].工程機(jī)械,1995(3)：76.

[2] 劉 驥.淺析超長地下連續(xù)墻施工技術(shù)[J].江西建材,2015(18)：21.

[3] 鄭小敏，時(shí)春霞.超大型嵌巖地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建筑施工，2008,30(7)：89.

Continuous underground wall construction technologies under complicated geological conditions

Ji Xinhua

(ChinaRailway14thBureauGroupLargeShieldingEngineeringCo.,Ltd,Jinan250002,China)

Combining with geological conditions of intercity fast-rail Century Lian station engineering in Pearl River Delta, the thesis analyzes the continuous underground wall construction points and difficulties, and describes its construction technologies from aspects of guiding wall construction, slurry fabrication, groove-forming construction and steel cage hoisting, and finally summarizes construction matters, so as to guarantee the engineering smooth.

continuous underground wall, slurry, steel cage, guiding wall

1009-6825(2017)11-0085-03

2017-02-08

冀新華(1979- )，男，工程師

TU476.3

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