巖溶復(fù)合地層超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)

張新宏

(中鐵十八局集團(tuán)市政工程有限公司，天津 300000)

隨著地下連續(xù)墻在軟土地層應(yīng)用的越發(fā)廣泛，不斷出現(xiàn)巖溶發(fā)育地區(qū)的施工案例，巖溶的復(fù)雜性往往給連續(xù)墻施工帶來(lái)很大的難度，如何有效降低巖溶復(fù)合地層的影響，提高地下連續(xù)墻的施工技術(shù)水平是施工成功與否的關(guān)鍵。

1 工程概況

1.1 基本情況

福州市軌道交通6號(hào)線(xiàn)某基坑寬度為28.2～40.6 m，基坑最大深度46.4 m。本工程連續(xù)墻厚度分別為800 mm、1 000 mm、1 200 mm、1 500 mm，連續(xù)墻最深處52 m，總計(jì)入巖1.8萬(wàn)m3，工字鋼接頭、鎖口管接頭(盾構(gòu)洞門(mén)處)。

場(chǎng)區(qū)地層情況具體參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2 工程難點(diǎn)

(1)明挖段基坑寬28.2～40.6 m、深1.5～36.8m，工作井基坑長(zhǎng)24 m、寬50 m、深45.4 m，基坑超深、超寬。

表1 地層參數(shù)

(2)地連墻入巖最大達(dá)41 m(地面下10 m為巖層)，巖層最大強(qiáng)度達(dá)54 MPa，復(fù)合地層，巖面高、強(qiáng)度高。

(3)溶洞高0.4～3.3 m不等，一般為粉質(zhì)黏土充填，含風(fēng)化巖塊，部分為空洞，見(jiàn)洞率為50%，巖溶強(qiáng)發(fā)育。

2 巖溶復(fù)合地層連續(xù)墻施工技術(shù)

2.1 巖溶探測(cè)方案比選

巖溶地層物探方式比較見(jiàn)表2。根據(jù)以往在探測(cè)巖溶分辨率方面的經(jīng)驗(yàn)井中方法優(yōu)于地面方法，井中探測(cè)效果以彈性波最佳，地質(zhì)雷達(dá)CT次之，最終選用彈性波CT掃描+鉆探的主要方式進(jìn)行巖溶位置確認(rèn)。

2.2 連續(xù)墻施工方案

本站連續(xù)墻施工計(jì)劃采用一臺(tái)槽壁機(jī)進(jìn)行成槽。對(duì)入巖的槽段再增加沖擊鉆機(jī)進(jìn)行成槽[1]。鋼筋網(wǎng)片采用250 t履帶式吊機(jī)和150 t履帶吊配合整體吊放，砼采用雙管水下灌筑。連續(xù)墻施工采取跳格施工，后施工槽段預(yù)留注漿孔外放，連續(xù)墻從車(chē)站南側(cè)向北側(cè)順時(shí)針跳格施工，最后形成連續(xù)封閉墻體。

表2 巖溶探測(cè)方式對(duì)比

施工前，先清理地下障礙物和對(duì)連續(xù)墻兩側(cè)土體攪拌加固[2]，在場(chǎng)地硬化完成后，根據(jù)鋼筋加工場(chǎng)地和鋼筋籠大小，須提前加工好鋼筋加工操作鋼平臺(tái)，以備施工使用。鋼平臺(tái)沿籠長(zhǎng)方向橫向布置槽鋼，槽鋼間距≤2 m，槽鋼采用鋼筋連接成一整體。

2.3 巖溶處理

2.3.1 巖溶對(duì)基坑施工的危害

(1)基坑易突泥涌水。

(2)破壞支撐體系。

(3)影響結(jié)構(gòu)施工。

(4)影響基坑穩(wěn)定性。

(5)影響周邊建構(gòu)筑物及管線(xiàn)安全。

2.3.2 對(duì)地下連續(xù)墻施工的影響

(1)易發(fā)生卡鉆。

(2)圍護(hù)施工易跑漿、塌孔。

(3)處理不好易滲漏水[3]。

2.3.3 施工措施

物探檢測(cè)→取芯檢查→鉆孔注漿→物探檢測(cè)→取芯檢查，詳細(xì)為“一槽兩孔” 探洞，兩側(cè)打孔尋邊界；鋼花管壓漿填充處理；鉆孔取芯驗(yàn)證效果，巖溶探孔布置如圖1所示。

圖1 巖溶探孔布置圖

2.4 地下連續(xù)墻超寬、超深影響分析

2.4.1 對(duì)施工的影響

(1)垂直度難以控制[4]。

(2)接縫質(zhì)量效果差。

(3)混凝土澆筑時(shí)接頭處易產(chǎn)生繞流問(wèn)題。

2.4.2 施工措施

(1)選用對(duì)垂直度控制好的設(shè)備。

(2)施工過(guò)程中，每成槽10 m超聲波檢測(cè)槽段垂直度，如圖2所示。

圖2 人工超聲波檢測(cè)

(3)泡沫板填充翼板內(nèi)側(cè)，超聲波檢測(cè)繞流情況。

2.5 地下連續(xù)墻接頭處的處理方法

地下連續(xù)墻接頭采用工字形鋼板接頭[5]。工字形翼緣鋼板長(zhǎng)度為450 mm，施工時(shí)接頭鋼板與連續(xù)墻鋼筋籠焊接并整體吊裝入槽，保證十字鋼板接頭下放的垂直度≤1/300，以方便后續(xù)槽段鋼筋籠下放的順暢。

2.6 復(fù)合地層施工影響

2.6.1 對(duì)施工的影響

(1)成槽時(shí)間長(zhǎng)，上部軟土易塌孔[6]。

(2)巖面強(qiáng)度高，單一雙輪銑效率低(1～3 m3/h)。

2.6.2 施工措施

(1)采用“抓、旋、沖、銑”結(jié)合工藝。

(2)上部軟土用成槽機(jī)成槽，效率高。

(3)中間40 m以?xún)?nèi)巖石采用旋挖鉆小孔和沖擊鉆配合成槽，10～40 m范圍內(nèi)巖石用旋挖鉆引小孔。

(4)下部采用雙輪銑、保證成槽質(zhì)量，開(kāi)挖深度大于40 m范圍內(nèi)巖石用雙輪銑成槽。

2.7 環(huán)境敏感區(qū)地連墻施工

2.7.1 對(duì)施工的影響

(1)場(chǎng)地小、設(shè)備數(shù)量受限。

(2)部分設(shè)備施工受限(噪音等)。

(3)敏感環(huán)境要求高。

2.7.2 施工措施

(1)采用多種方式結(jié)合施工。

(2)受限時(shí)間采用不同設(shè)備。

(3)對(duì)揚(yáng)塵、噪音、污水等進(jìn)行控制，如在空壓機(jī)周?chē)黾痈粢羝?，如圖3所示。

2.8 泥漿配置技術(shù)

由于場(chǎng)地存在復(fù)合地層，過(guò)該復(fù)合地層仍然選用槽壁機(jī)成槽，泥漿護(hù)壁[7]。地層上部槽壁的穩(wěn)定性差，容易塌槽，因此除了遵守一般地段槽壁機(jī)成槽工藝及技術(shù)措施外，擬采取如下措施：

圖3 噪音屏障系統(tǒng)

(1)嚴(yán)把泥漿質(zhì)量關(guān)，編制泥漿生產(chǎn)與需求計(jì)劃，做到無(wú)充足泥漿不能開(kāi)槽，泥漿質(zhì)量不合格不開(kāi)槽，從而避免可能因泥漿原因造成塌槽事故發(fā)生。

(2)成槽過(guò)程中密切檢測(cè)泥漿比重及其相應(yīng)技術(shù)參數(shù)，對(duì)泥漿實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，定時(shí)利用專(zhuān)用取漿筒對(duì)該地層不同標(biāo)高泥漿質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢測(cè)。

(3)對(duì)該地質(zhì)槽段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)段成槽，掌握泥漿配合比和各種指標(biāo)的控制標(biāo)準(zhǔn)。

(4)提高泥漿比重，控制在1.2～1.3 g/mL之間，必要時(shí)加入適量重晶石。槽段靜置時(shí)應(yīng)適時(shí)補(bǔ)充新鮮泥漿。

2.9 成槽遇未處理溶洞技術(shù)措施

連續(xù)墻施工前，需對(duì)其影響范圍內(nèi)的溶(土)洞進(jìn)行處理。

(1)成槽過(guò)程中遇到溶洞后，如果塌孔不嚴(yán)重，迅速提起鉆頭，回填粘土塊料，填充溶洞后繼續(xù)成槽。

(2)如果塌孔嚴(yán)重，則先提起鉆頭，人離開(kāi)鉆機(jī)，向孔內(nèi)回填粘土，直至回填粘土頂面超過(guò)塌孔段0.5 m以上時(shí)，再進(jìn)行成槽。

(3)如有整個(gè)孔坍塌的可能[8]，則人機(jī)遠(yuǎn)離孔位，待坍塌穩(wěn)定后，用粘土回填孔內(nèi)至地表，壓實(shí)后進(jìn)行溶洞預(yù)處理，處理方法與溶洞處理方法相同。溶洞預(yù)處理完后，再重新進(jìn)行成槽。

3 安全保證措施

(1)大型作業(yè)設(shè)備回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)禁止人員經(jīng)過(guò)、逗留。

(2)嚴(yán)格控制施工時(shí)間，盡量避免大型設(shè)備在施工槽段邊行走。

(3)必要時(shí)縮短槽段長(zhǎng)度，以形成土體拱效應(yīng)。

(4)雷雨、大風(fēng)期間，應(yīng)停止機(jī)械作業(yè)。

(5)作好泥漿池、槽段防墜落、防坍塌措施，臨水作業(yè)人員可佩戴充氣腰帶。

4 結(jié)束語(yǔ)

巖溶地區(qū)進(jìn)行連續(xù)墻施工存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，在施工前需認(rèn)真對(duì)揭示的溶(土)洞進(jìn)行注漿處理，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在未處理完成的溶(土)需認(rèn)真按技術(shù)措施中要求進(jìn)行處理。現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)需認(rèn)真控制成槽的垂直度、鋼筋下放的垂直度、接頭沖刷的質(zhì)量等，盡量避免產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。