弱風(fēng)化巖層下地下連續(xù)墻施工技術(shù)探究

許山山

摘 要 溫州市域鐵路S2線一期工程土建SG5標(biāo)段江北工作井采用超深地下連續(xù)墻作圍護(hù)，地墻深入不良地質(zhì)，硬質(zhì)巖層，給施工帶來了成槽困難、易塌方、滲漏、鋼筋籠吊裝困難等工程難題，文章在分析超深、弱風(fēng)化巖層下地下連續(xù)墻施工問題的基礎(chǔ)上，從設(shè)備選型、工藝優(yōu)化等方面提出可行性方案，保證了地下連續(xù)墻的順利施工。

關(guān)鍵詞M超深;地下連續(xù)墻;滲漏;吊裝

1工程概況

溫州市域鐵路S2線一期工程土建SG5標(biāo)段全長6.9km，工程跨越甌江，江中為盾構(gòu)段;江北位于樂清市，包括江北工作井、江北礦山段、江北明挖段;江南位于洞頭區(qū)靈昆島上，分為區(qū)間橋梁段、江南明挖段、江南工作井及始發(fā)段。其中江北工作井位于甌江入?？邳S華鎮(zhèn)江海船廠地塊，船廠地塊內(nèi)原打設(shè)有預(yù)制樁進(jìn)行地基改良。南側(cè)距高甌江北大堤約46m。北部以剝蝕殘丘為主，地面絕對標(biāo)高為：3.7～3.9m，基坑內(nèi)輪廊長40m，寬18.9～24.6m，深51.80m。

江北工作井地下連續(xù)墻厚度為1500mm，地下連續(xù)墻深度為58.2m，共計25幅，總方量約11700m3。地下連續(xù)墻采用C45（空半格）P12水下混凝土，接頭形式為工字鋼接頭。其分幅接縫處采用φ800mm@500mm旋噴樁止水。

2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

根據(jù)現(xiàn)場勘查報告，地基土在勘察深度范圍內(nèi)可劃分為5個工程地質(zhì)層，11個工程地質(zhì)亞層，自上而下可分為：①0 種植土、素填土、雜填土（mlQ4），①1 黏土，②1 淤泥，②2 淤泥，③2 黏土，③3 碎石土，④2 含礫黏土，④2-2 角礫土，⑩1 全風(fēng)化凝灰?guī)r，⑩2 強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，⑩3 弱風(fēng)化凝灰?guī)r。江北工作井地下連續(xù)墻與該區(qū)域的地質(zhì)剖面關(guān)系，如圖1所示。

該工程區(qū)地表水主要為甌江及甌江支流，區(qū)域內(nèi)河道縱橫交織，其水位、流量受大氣降水影響較大，在豐水期向四周排泄，枯水期由地下水補(bǔ)計給。場地范圍內(nèi)與工程有關(guān)的地下水可分為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水兩類。

圖1 （地層與地下連續(xù)墻）剖面關(guān)系圖

3超深、弱風(fēng)化巖層下（超深）地連墻施工中的問題

根據(jù)設(shè)計要求，江北工作井地墻厚度為1500mm，深度為58.2m，屬于超深地下連續(xù)墻;江北工作井地下連續(xù)墻所處區(qū)域地質(zhì)情況復(fù)雜，且地下連續(xù)墻成槽垂直精度不得低于3/1000，施工要求較高。在施工過程中遇到了如下問題：

a.墻體中部起局部地墻深入③3卵石層約4.0m，深入⑩1全風(fēng)化凝灰?guī)r約5.0m，深入⑩2強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r約8.0m，下部進(jìn)入巖層，深入⑩3中風(fēng)化凝灰?guī)r。該部分巖石強(qiáng)度為60～80MPa，純抓斗式成槽及“兩鉆一抓”成槽工藝進(jìn)度極其緩慢，成槽困難，施工難度大，成槽效率較低。

b.江北工作井地下連續(xù)墻工程穿越含氣淤泥層、卵石層等不良地質(zhì)，在施工過程中極易遇到塌方情況。

c.如此深的地墻施工，地墻質(zhì)量較難控制，容易出現(xiàn)夾泥或者夾砂現(xiàn)象。在之后基坑開挖過程時，如果地墻滲漏，地下水滲入基坑，給工程帶來嚴(yán)重的安全隱患。

d.江北工作井地墻最重的鋼筋籠長度57.7m，寬5.4m，最重的單幅鋼筋籠重量達(dá)到132t（含索具），其吊裝難度、吊裝風(fēng)險都相當(dāng)大。

4施工技術(shù)

基于以上問題，并結(jié)合施工工藝及地層條件，從如下方面提出技術(shù)措施保證地下連續(xù)墻的順利施工。

4.1 選擇合適的施工設(shè)備及成槽工藝

根據(jù)圖1可以看出，地墻在標(biāo)高-25.69m左右開始進(jìn)入巖層，根據(jù)巖石強(qiáng)度不同，入巖部分與非入巖部分采用不同的成槽設(shè)備。

（1）非入巖部分成槽

采用金泰SG60成槽機(jī)。金泰SG60液壓抓斗重量15～30t，成槽效率高，切土能力強(qiáng)，其成槽垂直精度可達(dá)到1/600，精度高，最大成槽深度達(dá)到100m，可用于江北工作井地下連續(xù)墻成槽施工。

（2）入巖部分成槽

當(dāng)成槽深度到達(dá)巖層后，原設(shè)備金泰SG60成槽機(jī)難以在巖層中繼續(xù)成槽，成槽效率降低，工效變慢，因此選用德國寶峨BC40液壓雙輪銑槽機(jī)進(jìn)行剩余部分銑槽施工。寶峨BC40液壓雙輪銑槽機(jī)設(shè)備性能好，維修率低，設(shè)備使用效率高，在強(qiáng)、中、弱風(fēng)化巖層中的成槽能力和效率優(yōu)良，具備本工程地下連續(xù)墻在巖層中的施工能力。

通過以上兩種設(shè)備，針對本工程復(fù)合型地層的特點，采用“抓銑結(jié)合”的工藝進(jìn)行成槽，即淺層土和中段，利用SG60抓取雜填土和黏土功效高的優(yōu)勢快速成槽。同時在泥漿護(hù)壁作用下，利用BC40銑槽機(jī)在堅硬巖層中大體積成槽功效高的特點，最終完成對整幅地下連續(xù)墻的成槽。

“抓銑結(jié)合”施工中，由于液壓抓斗成槽精度較低，成槽兩側(cè)較難控制達(dá)到設(shè)計要求，而銑槽機(jī)的精度可以很好地控制。因此，當(dāng)成槽深度到達(dá)巖層后，換用銑槽機(jī)進(jìn)行成槽時可用銑槽機(jī)對已挖好的槽壁進(jìn)行修復(fù)糾偏。糾偏時速度較快，當(dāng)遇到巖層后降低銑削速度，切削速度控制在4～6cm/min為宜，當(dāng)銑槽深度超過8m時，切削速度提高至10cm/min左右，直至完成巖層的成槽[1]。

4.2 地下連續(xù)墻塌方控制

（1）對于本工程地墻均需穿越含氣淤泥層、卵石層等不良地質(zhì)，有較大的塌方風(fēng)險，原設(shè)計三軸攪拌樁?850mm@1500mm加固地墻兩側(cè)均為8m，依據(jù)現(xiàn)場實際情況與設(shè)計溝通后，外側(cè)加固深度8m，內(nèi)側(cè)加固深度穿透②2淤泥層1m。

（2）控制泥漿指標(biāo)、保證泥漿質(zhì)量：本工程在泥漿指標(biāo)控制上適當(dāng)提高泥漿的黏度和比重。一般新鮮泥漿黏度控制在30～35s，比重為1.03～1.10。選用護(hù)壁泥皮薄、韌性強(qiáng)、失水量小，黏度大的優(yōu)質(zhì)泥漿。從而提高泥漿的懸浮沉渣能力，增加泥漿的護(hù)壁能力，降低沉渣厚度，確保地墻成槽過程中土壁的穩(wěn)定，避免塌孔現(xiàn)象[2]。

（3）地下連續(xù)墻外圍設(shè)置加厚的混凝土便道，導(dǎo)墻與路面一體澆筑。夯實便道基礎(chǔ)后，布設(shè)雙層雙向的?16mm@200mm

鋼筋，澆筑40mm混凝土。地墻施工時，控制地面的重載，地墻兩側(cè)2m范圍內(nèi)禁止堆放重物，鋼筋籠吊裝前避免重載車輛從地墻兩側(cè)通行。

4.3 地下連續(xù)墻滲漏控制

（1）地下連續(xù)墻混凝土澆筑時，澆筑導(dǎo)管最底部埋入混凝土表面以下1.5m，混凝土導(dǎo)管采用雙導(dǎo)管，間距3m，導(dǎo)管距離槽段端部1.5m以上，澆筑時迅速下料，避免因混凝土供應(yīng)不足而產(chǎn)生夾泥或冷縫。

（2）采用銑槽機(jī)清孔，同時采用優(yōu)質(zhì)的復(fù)合鈉基膨潤土泥漿，降低泥漿中含砂率，使清孔后泥漿含砂率小于4%，在成槽后，用鋼絲刷、刮泥器等緊貼接頭表面，反復(fù)上下清理，直至接頭刷子表面不再夾雜泥渣為止。這樣能有效避免墻體或地連墻接頭產(chǎn)生夾泥、夾沙現(xiàn)象，從而提高地連墻接頭的防水質(zhì)量。

（3）減少沉渣。地下連續(xù)墻沉渣厚度應(yīng)小于100mm，沉渣厚度的增加，會給混凝土澆搗造成困難，同時也容易導(dǎo)致地連墻墻體、接頭產(chǎn)生夾泥夾渣現(xiàn)象，增加工程風(fēng)險。而超深、超大地墻施工過程中，不可避免會增加各工序的銜接時間，時間一長，懸浮在泥漿中的沙便會沉下去，導(dǎo)致沉渣厚度增加。因此應(yīng)優(yōu)化工序的銜接，調(diào)整泥漿指標(biāo)，加強(qiáng)對泥漿施工過程中的管理與控制。嚴(yán)格按照要求制拌泥漿，除100%換漿外，在混凝土澆搗前，檢測沉渣厚度，如不滿足要求，必須再次進(jìn)行清理。在泥漿制備時，先浸泡適量的CMC，在泥漿攪拌桶內(nèi)迅速攪拌，使其完全溶解，之后靜止10～20min，倒入膨潤土、碳酸鈉、水充分?jǐn)嚢琛Ｔ谀酀{回收及澆灌混凝土?xí)r避免劣化泥漿流入好的泥漿中破壞泥漿。

4.4 超大超重鋼筋籠起吊

江北工作井25幅地下連續(xù)墻中，7幅地墻因長度，重量較大，為超大超重地墻，需采用分節(jié)吊裝方案。根據(jù)統(tǒng)計，分節(jié)吊裝最重鋼筋籠長度57.7m，寬5.4m，單幅鋼筋籠重量達(dá)到132t（含索具），吊裝選用2臺吊機(jī)同時起吊。450t履帶吊作為主吊，250t履帶吊作為副吊。鋼筋籠分為上下2節(jié)進(jìn)行制作，上部鋼筋籠長22m，下部鋼筋籠長35.7m，2節(jié)鋼筋籠分別起吊。

吊裝時，先將下面一段鋼筋籠吊入槽壁內(nèi)，采用鋼梁挑住，暫時架在導(dǎo)墻上，下放時應(yīng)注意觀察鋼筋籠垂直度，不得強(qiáng)行入槽;然后吊起上面一段鋼筋籠，使該段鋼筋籠保持垂直狀態(tài);當(dāng)上下兩段鋼筋籠對準(zhǔn)后，緩緩下放上段鋼籠;之后將相應(yīng)縱向主筋用接駁器對接，對于無法順利對接的鋼筋采取焊接方式進(jìn)行補(bǔ)焊，將工字鋼接頭部分采用電焊連接，要求雙面滿焊。接著重新提起鋼筋籠下放，直到鋼筋籠被所有扁擔(dān)擱置，并平穩(wěn)擺放于導(dǎo)墻上，用水準(zhǔn)儀測量鋼筋籠籠頂高程，校核鋼筋籠入槽定位的平面位置與高程偏差，通過增減穿入鋼筋或墊板高度來進(jìn)行調(diào)整，使鋼筋籠吊裝位置符合設(shè)計要求[3]。

5結(jié)束語

溫州市域鐵路S2線一期工程土建SG5標(biāo)段江北工作井超深地下連續(xù)墻施工提出“抓銑結(jié)合”、塌方及滲漏控制、鋼筋籠吊裝方面的技術(shù)措施，確保了地下連續(xù)墻的順利進(jìn)行，入巖成槽后，采用超聲波檢測，墻體質(zhì)量良好，滿足設(shè)計要求。為在類似深度、地層情況下的地下連續(xù)墻施工積累了經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1] 周少良.上軟下硬地層地下連續(xù)墻施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計，

2017，（3）：10-11.

[2] 劉學(xué)文. 超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].鐵道建筑技術(shù)，

2014（z1）：241-244.

[3] 金輝. 關(guān)于城市軌道交通地下連續(xù)墻施工工藝的探究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018，（8）：2423.