軟土砂層超深地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)探討

彭彩貴

（中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，湖北宜昌443002）

1 概述

某地鐵站設(shè)計(jì)為地下六層側(cè)式車站，車站外包總長(zhǎng)238.7m，標(biāo)準(zhǔn)段外包寬34.2m/38.2m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑深44.79m。基坑圍護(hù)采用1500mm厚地下連續(xù)墻，入中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖3m，成槽深度75m，成槽垂直度不大于1/500，混凝土采用C40、P12水下混凝土，接頭形式采用套銑接頭，槽壁采用φ850@600三軸攪拌樁加固，加固深度23m，水泥摻量20%。

項(xiàng)目地貌類型屬長(zhǎng)江漫灘平原，地勢(shì)較平坦。工程地質(zhì)自上而下為①-1雜填土、①-2素填土、②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（流塑）、②-3b3+4淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉砂（流塑～軟塑）、②-4d1+2粉砂（中密～密實(shí)）、②-5d1細(xì)砂、中砂（密實(shí)）、②-54b3+4粉質(zhì)黏土夾粉砂（流塑～軟塑）、③-4d1含圓礫中粗砂（密實(shí)）、③-4e1含卵石礫砂（密實(shí)）、K2p-2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、K2p-3中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。

項(xiàng)目距離長(zhǎng)江最近約800m，地表水體主要為長(zhǎng)江，與地下水潛水及承壓水的水力聯(lián)系較密切；地下水類型主要為松散巖類孔隙水（孔隙潛水、承壓水）及基巖裂隙水，潛水與承壓水之間的水力聯(lián)系微弱，承壓水與基巖裂隙水的水力聯(lián)系較密切。

該項(xiàng)目地下連續(xù)墻成槽深度深、垂直度要求高，且成槽深度范圍軟土砂層深厚、含承壓水，成槽施工難度大。

2 主要施工技術(shù)

2.1 成槽設(shè)備選型

從成槽深度、垂直度、接頭形式、地質(zhì)條件等方面綜合考慮，地下連續(xù)墻選擇采用寶峨BC32型和寶峨BC40型液壓銑槽機(jī)純銑法成槽，液壓銑槽機(jī)具有成槽速度快、孔壁規(guī)則、造孔精度高、文明施工程度高等優(yōu)點(diǎn)，成槽設(shè)備參數(shù)見表1。

表1 成槽設(shè)備參數(shù)

2.2 導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)及布置

導(dǎo)墻采用“L”形結(jié)構(gòu)，C30鋼筋混凝土，墻高2.5m，墻厚0.3m；導(dǎo)墻凈寬1600mm，比設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻厚度增加100mm，軸線兩側(cè)各增加50mm；考慮地下連續(xù)墻施工誤差，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，為保證主體結(jié)構(gòu)凈空尺寸要求，地下連墻四周軸線向外平移30cm，因此，導(dǎo)墻位置也做相應(yīng)調(diào)整。

2.3 施工平臺(tái)布置

沿導(dǎo)墻外側(cè)修建施工平臺(tái)；施工平臺(tái)寬14m，采用30cm厚C30鋼筋混凝土，內(nèi)設(shè)置雙層雙向Φ14mm鋼筋網(wǎng)；鋼筋網(wǎng)間距30cm×30cm，與導(dǎo)墻鋼筋焊接。

2.4 泥漿制備

地下連墻成槽采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，材料選用優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤(rùn)土、工業(yè)碳酸納（Na2CO3）分散劑、中粘度羧甲基纖維素（CMC）增粘劑，新制泥漿配比見表2。施工時(shí)按擬定的配合比和程序要求拌制泥漿；施工前通過試驗(yàn)進(jìn)一步確定泥漿的性能指標(biāo)，在生產(chǎn)性試驗(yàn)槽段施工后及時(shí)優(yōu)化調(diào)整。新拌制泥漿的性能指標(biāo)比重1.03～1.1，黏度 30～35s。

膨潤(rùn)土品名 材 料 用 量(kg)水膨潤(rùn)土 CMC（M） Na2CO3 其它外加劑鈉土 1000 40～60 0～0.6 2.5～4 適量

新制泥漿采用NJ-1500型旋流立式高速攪拌機(jī)拌制，攪拌機(jī)攪拌桶容量1500L，泵功率22kw，制漿能力 20m3/h，重量 1086kg；將水加至攪拌筒1/3后，啟動(dòng)制漿機(jī)；在定量水箱不斷加水的同時(shí)，加入膨潤(rùn)土粉，攪拌2min后，加入CMC液繼續(xù)攪拌1min即可停止攪拌放入新漿池中，待靜置膨化24h后使用。

2.5 泥漿循環(huán)使用及回收處理

泥漿采用泥漿凈化系統(tǒng)凈化后循環(huán)使用；泥漿凈化系統(tǒng)布置兩套處理能力為500m3/h的泥漿凈化器，另外配備兩臺(tái)臥式泥漿沉降離心機(jī)，以提高泥漿的凈化效果。

銑槽機(jī)銑削槽孔時(shí)，銑頭中的泥漿泵將孔底的泥漿輸送至地面上的泥漿凈化機(jī)，由振動(dòng)篩除去大顆粒鉆碴后（1級(jí)凈化），進(jìn)入旋流器分離泥漿中的粉細(xì)砂（Ⅱ級(jí)凈化），最后經(jīng)臥式泥漿沉降離心機(jī)分離粉細(xì)粘粒（Ⅲ級(jí)凈化），凈化后循環(huán)使用；如凈化后的泥漿黏度指標(biāo)降低，則適當(dāng)摻加新漿進(jìn)行調(diào)整；如黏度指標(biāo)太高，則加入分散劑調(diào)整；經(jīng)處理后仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的泥漿作廢棄處理。

2.6 成槽施工

地下連續(xù)墻采用液壓銑槽機(jī)純銑法成槽。在單元槽段施工前，用挖掘機(jī)將槽段開挖至導(dǎo)墻頂面以下3.0～3.5m，以保證液壓銑槽機(jī)的吸渣泵進(jìn)入工作位置。銑槽機(jī)孔口設(shè)有導(dǎo)向架，在開孔過程中固定銑頭，起導(dǎo)向作用。施工時(shí)液壓銑槽機(jī)垂直槽段，將液壓銑槽機(jī)切割輪對(duì)準(zhǔn)孔位徐徐入槽切削。液壓銑成槽機(jī)切割輪的切齒將土體或巖體切割成70～80mm或更小的碎塊，使之與泥漿相混合，然后由液壓銑槽機(jī)內(nèi)的離心泵將碎塊和泥漿溶液一同抽出。成槽過程中，連續(xù)不斷地向槽內(nèi)供給新鮮泥漿，以保證泥漿液面高度，各項(xiàng)泥漿指標(biāo)要符合技術(shù)要求，使泥漿起到良好的護(hù)壁作用，防止槽壁坍塌，利于鉆渣的排出。

2.7 成槽垂直度控制

地下連續(xù)墻成槽垂直度要求不大于1/500，液壓銑槽機(jī)采用兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)斜器沿墻板軸線和垂直與墻板的兩個(gè)方向進(jìn)行測(cè)量，通過液壓銑槽機(jī)機(jī)載測(cè)斜裝置，這些設(shè)備提供的數(shù)據(jù)將由車內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理并顯示出來，在施工過程中，操作人員可對(duì)孔斜情況進(jìn)行全程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，如出現(xiàn)偏斜，通過銑頭上12塊液壓糾偏板進(jìn)行糾偏，成槽垂直度最高可控制在1/600。

2.8 穿越砂層施工控制

地下連續(xù)墻成槽深度范圍內(nèi)分布有厚砂層，且地下水豐富，砂層滲透系數(shù)大，成槽時(shí)大量地下水涌入，稀釋槽段內(nèi)護(hù)壁泥漿危及槽壁安全。為防止槽壁坍塌，在地下連續(xù)墻成槽穿越砂層時(shí)，首先控制銑切速度不大于5m/h；同時(shí)向?qū)Р蹆?nèi)輸入新鮮的泥漿，并適當(dāng)提高泥漿粘度和密度，及時(shí)補(bǔ)漿，使槽內(nèi)泥漿面不低于導(dǎo)墻面0.3m，同時(shí)高于地下水位0.5m以上。

2.9 Ⅱ序槽成槽控制

地下連續(xù)墻接頭形式采用套銑接頭，即在兩個(gè)Ⅰ序槽中間進(jìn)行Ⅱ序槽成槽施工時(shí)，銑掉Ⅰ序槽端頭的部分混凝土形成鋸齒形搭接，搭接長(zhǎng)度20cm。地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度C40，因Ⅰ序槽兩端砼強(qiáng)度較高，Ⅱ序槽成槽時(shí)一旦出現(xiàn)偏斜將很難處理。為防止Ⅱ序槽成槽偏斜，一是合理控制Ⅱ序槽施工時(shí)間，一般在Ⅰ序槽混凝土澆筑完成后3～7天內(nèi)施工，太早兩端Ⅰ序槽混凝土強(qiáng)度不均，容易偏斜，太晚兩端Ⅰ序槽混凝土強(qiáng)度過高，銑削難度大；二是采取接頭板導(dǎo)向定位措施，即在I序槽澆筑混凝土前，在孔口接頭位置下設(shè)長(zhǎng)8m的導(dǎo)向板，待混凝土澆筑完畢初凝后將導(dǎo)向板拔出，以保證預(yù)留出II序槽位置準(zhǔn)確、導(dǎo)向穩(wěn)定；三是控制Ⅱ序槽開孔時(shí)銑削速度，開孔時(shí)銑輪宜采取大扭矩低轉(zhuǎn)速，銑削至一定深度，導(dǎo)向穩(wěn)定以后再加快銑削速度，避免因開孔過快形成偏斜。

2.10 成槽質(zhì)量檢測(cè)

地下連續(xù)墻成槽深度、墻厚和垂直度質(zhì)量采用DM604超聲波測(cè)井儀進(jìn)行檢測(cè)，可同時(shí)測(cè)繪X軸和Y軸兩個(gè)方向的孔形，快捷方便、精度高。

3 結(jié)語

本項(xiàng)目通過合理的設(shè)備選型、導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)及布置、施工平臺(tái)布置、泥漿制備及使用、測(cè)斜裝置監(jiān)測(cè)及液壓糾偏、銑削速度控制、Ⅱ序槽施工時(shí)間控制、接頭板導(dǎo)向定位等技術(shù)措施，確保了軟土砂層超深地下連續(xù)墻成槽順利施工，保證了施工質(zhì)量，可為類似項(xiàng)目施工提供借鑒。