井筒式地下連續(xù)墻深基礎施工技術

祝全兵 謝強 李東福

文章全面闡述了井筒式地下連續(xù)墻深基礎快速成槽施工技術的適用范圍、技術原理、技術特點、工藝流程、操作要點及效益分析，為類似工程施工提供了實用的參考。

水資源配置; 井筒式; 地下連續(xù)墻; 施工技術

TU476+.3B

[定稿日期]2021-08-16

[作者簡介]祝全兵（1975～），男，本科，高級工程師，一級建造師，從事水利水電、市政工程施工技術管理工作;謝強（1988～），男，本科，高級工程師，一級建造師，從事水利水電、市政工程施工技術管理工作;李東福（1983～），男，本科，高級工程師，二級建造師，從事水利水電、市政工程施工技術管理工作。

珠三角水資源配置工程輸水線路穿越珠三角核心城市群，該工程全線采用地下深埋盾構方式在地下空間建造，盾構埋深平均縱深40～60 m，最大限度保護粵港澳大灣灣區(qū)生態(tài)環(huán)境，為未來發(fā)展預留寶貴地表和淺層地下空間。

作為盾構始發(fā)及接收的工作井設計為直徑35.9 m的超大豎井，工作井支護體系采用地下連續(xù)墻深基礎+內(nèi)襯墻形式。

為確保盾構工作井井筒式地下連續(xù)墻深基礎安全施工和質(zhì)量、進度，經(jīng)實踐研究總結的井筒式地下連續(xù)墻深基礎快速成槽施工技術具有適用性強、操作性強、施工效率高等特點。

1 技術工藝原理

井筒式地下連續(xù)墻深基礎快速成槽施工技術原理是：地下連續(xù)墻基礎是利用構造接頭把地下連續(xù)墻的墻段連接成一個外形為圓環(huán)形的整體結構。

綜合考慮施工工期、成槽設備性能，按設計軸線劃分出數(shù)個槽段單元，并劃分出施工次序，成槽施工時依據(jù)槽段的施工次序進行施工。

在成槽施工前先對軟弱覆蓋層進行加固后與導向槽一體化澆筑;槽孔成槽施工時先挖主孔后挖副孔;根據(jù)地質(zhì)情況和基巖強度采取組合成槽工法，形成流水作業(yè)，發(fā)揮設備最大效率，優(yōu)質(zhì)高效完成施工。

2 技術特點

（1）地下連續(xù)墻兩側的淤泥質(zhì)黏土及泥質(zhì)細砂采用超前水泥攪拌法加固與“┙┗”型導墻一體澆筑技術。水泥攪拌法是使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基。有效避免成槽過程中容易出現(xiàn)的塌孔現(xiàn)象。

（2）根據(jù)不同的地層特性，有針對性地選用高效的成槽方法。覆蓋層采用液壓抓斗取土施工;強風化及更高強度的巖層利用液壓雙輪銑槽機高效成槽，特殊情況下液壓雙輪銑槽機與旋挖鉆機組合的“旋挖引孔+銑槽”結合施工，旋挖鉆機配合銑槽機形成流水作業(yè)提高成槽效率。

（3）槽內(nèi)淤泥質(zhì)黏土具有孔內(nèi)造漿功能，很好地起到護壁的作用，通過泥漿制備、循環(huán)凈化系統(tǒng)，實現(xiàn)固壁泥漿循環(huán)應用，槽內(nèi)渣土進行資源化利用，在保護施工生態(tài)環(huán)境的同時也降低了施工成本。

3 施工技術流程

井筒式地下連續(xù)墻施工技術流程如圖1所示：

4 技術要點

4.1 施工準備

施工準備主要包括對施工區(qū)域進行通水、通電、進場道路建設及場地整平硬化，設備安裝、測量放線等。

4.2 上部軟塑性土加固

為加強對導墻基底自穩(wěn)能力差、透水性強、工程地質(zhì)條件較差的軟塑性土的處理，避免在成槽過程中地下連續(xù)墻槽壁出現(xiàn)坍塌，超前采用水泥攪拌法進行加固。其技術要點有：

（1）水泥土攪拌法施工前應根據(jù)設計進行工藝性試樁，試樁樁位可選擇設計原樁位處。

（2）攬拌采用“四攪三噴”工藝，鉆頭每轉(zhuǎn)一圈的提升（或下沉）量以1.0～1.5 cm為宜。

（3）樁位的偏差不得大于20 mm，垂直偏差不得超過0.5 %。

（4）樁長達到12 m或樁底嵌入全風化層0.5 m。

（5）水泥土攪拌樁選用強度等級42.5及以上的通用硅酸鹽水泥，水泥摻量取天然土質(zhì)量15 %，28 d無側限抗壓強度不小于0.8 MPa。

4.3 導墻施工

（1）導墻設計為“┙┗”型。 導墻基礎及背后開挖范圍內(nèi)必須回填、夯實，壓實度不小于0.9。

（2）導墻的基底應與原狀土面及攪拌樁樁體密貼，以防槽內(nèi)泥漿滲入導墻后面。

（3）導墻拆模后，應在導墻間加設支撐，可用上下三道槽鋼或木撐，支撐豎向間距1 m，水平間距2 m。

4.4 成槽施工

（1）槽段根據(jù)設計確定的施工次序，先進行一次序槽，再施工二次序槽，當兩個相鄰同一次序槽施工完成后，可進行其間槽段的施工。

（2）上覆土層施工。液壓抓斗“三抓法”成槽，即在同一單元槽段內(nèi)，先抓挖槽段兩端的單孔，后抓槽段中間的單孔。

（3）旋挖鉆引孔輔助成槽施工。根據(jù)地層情況，為提高施工效率，采用旋挖鉆機先鉆進引孔，引孔完成后使用雙輪銑槽機修孔。

（4）雙輪銑銑削基巖施工。雙輪銑槽機是一個帶有液壓和電氣控制系統(tǒng)的鋼制框架，底部安裝3個液壓馬達，水平向排列，兩邊馬達分別帶動兩個裝有銑齒的滾筒。銑槽時，兩個滾筒低速轉(zhuǎn)動，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達驅(qū)動泥漿泵，通過銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿排到地面泥漿站進行集中處理后返回槽段內(nèi)，如此往復循環(huán)，直至終孔成槽。銑槽機的垂直度應與槽段軸線一致，并由兩個獨立的測斜儀監(jiān)測，其數(shù)據(jù)由駕駛室內(nèi)的電腦處理并顯示在液晶屏上，從而駕駛員可隨時監(jiān)控并通過改變銑槽機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)對銑槽機垂直度的調(diào)整。

4.5 槽段連接

在槽段搭接處采用雙輪銑槽機輪轂開挖出鋸齒狀的外形，在二期槽澆灌時會形成波紋型的防水層，形成良好的止水效果更好。

4.6 槽段清孔

單個槽段開挖至設計深度后，先采用液壓導板抓斗清理槽內(nèi)的大粒徑沉渣，然后采用雙輪銑槽機依次對單個槽孔進行清孔，循環(huán)槽內(nèi)漿液。槽段與槽段間連接部位使用特制刷壁器清除連接部位的凝膠物和泥皮。

清孔完成后對孔深、孔型、槽內(nèi)泥漿性能等進行驗收，合格后下設鋼筋籠。

4.7 鋼筋籠制作及下設

4.7.1 鋼筋籠制作

鋼筋籠在專用制作平臺上進行加工，每一節(jié)鋼筋籠均在同一平臺上一次加工成型。在鋼筋籠加工平臺上整體制作、對接、分節(jié)吊裝，鋼筋籠主筋使用直螺紋套筒進行連接，水平向鋼筋采用單面焊接方式連接。

4.7.2 鋼筋籠下設

（1）鋼筋籠采用“鐵扁擔”，雙鉤起吊。鋼筋籠平移時，用兩臺吊裝設備共同將鋼筋籠水平吊起，離地面30 cm左右時，檢查吊點及鋼筋籠的平衡情況，確認正常后同步移動兩臺起重設備，將鋼筋籠運輸至槽孔前的施工平臺上。

（2）在鋼筋籠下設時，對準槽段中心軸線，吊直扶穩(wěn)，緩緩下沉，避免碰撞孔壁。下節(jié)鋼筋籠下到孔口時，用型鋼將鋼筋籠架立在導墻上。然后起吊上節(jié)鋼筋籠，豎直后，調(diào)整籠體形態(tài)，使上下節(jié)鋼筋籠主筋一一對應，擰緊對接直螺紋套筒，完成鋼筋籠連接后緩慢下設至設計標高。

4.8 混凝土澆筑

槽段墻體混凝土澆筑，采用“水下直升導管法”施工工藝。根據(jù)單槽長度下設不少于兩套直徑300 mm的澆筑導管，拌和系統(tǒng)集中供料，混凝土罐車運輸至槽口入倉或使用混凝土輸送泵入倉澆筑。

4.9 接縫防滲

為確保槽段與槽段連接處的防滲效果，在槽段連接處迎水面梅花型布置三根600 mm，間距400 mm的高壓旋噴樁形成具有一定強度的止水幕墻。

4.10 完工清場

地下連續(xù)墻工程施工完成后，清理工作面，移交下一工序。

5 結束語

（1）基于對工程項目地質(zhì)特性的仔細研究，有針對性地選用與地層相適應的設備及成槽工法，對優(yōu)質(zhì)高效完成地下連續(xù)墻施工，尤為重要。

（2）根據(jù)復雜地質(zhì)情況精準施策，覆蓋層采取液壓導板抓斗挖槽工法施工。強度較高的基巖采用雙輪銑槽機與旋挖鉆機結合的旋挖鉆鉆孔法及水平多軸回轉(zhuǎn)鉆進工法成槽，集成多種設備及施工工法，配合形成流水作業(yè)，成槽效率大幅提高。地下連續(xù)墻施工工效在相同深度條件下由3.9 d/幅提高到了1.85 d/幅。

（3）珠江三角洲水資源配置工程地下連續(xù)墻順利成功地完成施工，標志著此施工工法在復雜地層中是可行的，具有較強的可操作性;同時該工程實例也為今后在類似地層中地下連續(xù)墻建造提供了施工依據(jù)和參考。

參考文獻

[1] 叢藹森， 等.深基坑防滲體的設計施工與應用[M]. 北京：知識產(chǎn)權出版社，2012.

[2] 高鐘璞，大壩基礎防滲墻[M].北京：中國電力出版社，2000.

[3] SL 174-2014 水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范[S].

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