富水復合地層地下連續(xù)墻快速施工技術
——以長沙地鐵某車站圍護結(jié)構(gòu)施工為例

劉 翔

長沙市軌道交通集團有限公司，湖南 長沙 410000

目前，地鐵已成為緩解城市交通壓力的主要方式。因受地理位置和周邊環(huán)境的影響，傳統(tǒng)的放坡開挖、樁基施工已不能完全適用于當前的施工需要，地下連續(xù)墻施工成為地鐵圍護施工的首選方式。對于地下連續(xù)墻施工，傳統(tǒng)的抓斗結(jié)合沖擊鉆施工方法無論是在安全性、工期保障上，還是在材料成本控制上，都存在明顯的不足，如何快速、安全地進行地下連續(xù)墻施工已成為一個研究課題。

1 工程概況

以長沙地鐵某車站圍護結(jié)構(gòu)施工為例進行分析。該車站位于老城區(qū)內(nèi)，場區(qū)狹小受限，基坑離周邊房屋距離較近?；涌偯娣e為9088m2，長156m，最大寬度達65.1m；基坑為坑中坑形式，基坑開挖深度物業(yè)部分約為21.4m，車站部位開挖深度最大為29.7m。車站部位連續(xù)墻設計深度為35.7m，物業(yè)部分連續(xù)墻設計深度為28.2m。其他地區(qū)施工根據(jù)場地情況、地質(zhì)情況、周邊環(huán)境情況而略有不同。

2 工藝流程及操作要點

2.1 工藝原理

抓銑施工技術是充分利用了各機械之間的特性，抓斗施工軟弱土層，雙輪銑施工堅硬巖層，將各類機械利用最大化，提高施工的效率。

2.2 工藝流程

地下連續(xù)墻抓銑成槽施工工藝流程如圖1所示。

圖1 地下連續(xù)墻抓銑成槽施工工藝流程

2.3 操作要點

（1）施工準備。①熟悉施工圖紙，設計、檢算地基承載力，準備連續(xù)墻施工及雙輪銑拼裝等技術交底并現(xiàn)場交底、培訓。②做好現(xiàn)場勞動力組織，進場1臺雙輪銑（XTC80/90）和1臺成槽機（XG600E）、1臺挖機、2臺履帶吊（QUY180T、QUY80T）等機械設備，組織相關人員檢查設備機況，保證施工機械的完好率。

（2）導墻施工。導墻施工工藝流程如圖2所示。

圖2 導墻施工工藝流程圖

（3）地連墻施工。該車站以黏土層、砂層、中風化泥質(zhì)粉砂巖地層為主，且地下水比較豐富。通過對該車站施工工期的把控和對地質(zhì)條件的分析，以及對地下連續(xù)墻施工設備的選型進行的分析，決定在中風化巖上部地連墻采用成槽機抓槽取土，剩余部分采用雙輪銑槽機銑削巖體成槽的方法。

（4）泥漿護壁。為了達到最佳的護壁效果，根據(jù)工程地質(zhì)實際情況及以往的施工經(jīng)驗，實際試驗確定選用膨潤土泥漿。膨潤土泥漿以膨潤土、CMC、純堿（Na2CO3，分散劑）、水（pH值接近中性）等原料制備，擬采用的重量配合比為水∶膨潤土∶CMC∶純堿=1000∶80∶1∶10。

（5）成槽施工。①進行試成槽。為了指導地下連續(xù)墻后續(xù)施工，施工地下連續(xù)墻前應進行試成槽施工，通過試成槽確定成槽施工中的儀器、設備及相關的施工參數(shù)。②槽段劃分。根據(jù)設計圖紙對地下連續(xù)墻進行槽段劃分，分幅跳槽施工?，F(xiàn)場施工過程中應用紅漆將每一幅地下連續(xù)墻的分幅寬度標記在導墻頂面，以便進行銑槽控制。③槽段開挖方法。根據(jù)地質(zhì)情況，該工程采用成槽機+雙輪銑槽機相結(jié)合的方法成槽。中風化巖層以上部分由成槽機抓土成槽，剩余部分采用銑槽機成槽，銑槽機施工采用三段成槽的形式施工。銑槽機單孔銑槽尺寸為2.8m，每一個槽段先銑兩端，再銑中間剩余部分。具體成槽工藝如圖3所示。

圖3 地連墻銑槽工藝（單位：mm）

（6）成槽檢查。①成槽至標高后，連接幅、閉合幅先刷壁，保證接頭基本無夾泥。檢查槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度合格后，進行清槽換漿。②每段槽均需進行檢測，主要檢查銑槽機自帶的檢測設備上的數(shù)據(jù)。③清底及接頭處理。完全清除土渣和泥皮的標準是，經(jīng)清水沖洗的刷壁器最后一次刷壁后，其刷壁鋼絲上沒有任何土渣和泥皮。④清底換漿。采用反循環(huán)置換法清底換漿，在成槽完畢后進行。當槽底沉渣已經(jīng)清除干凈時即時換漿，保證槽底沉渣不大于100mm及槽底泥漿比重≤1.15g/cm3。清底換漿施工要點如下：第一，泥漿泵不能一次到底，需先在距槽底1～2m處進行試吸，防止槽底沉渣造成泥漿泵堵塞；第二，清底時，泥漿要由淺入深，在槽段全長范圍內(nèi)往復移動作業(yè)，直到濾沙基本完成；清底換漿時，要及時向槽內(nèi)補充優(yōu)質(zhì)泥漿，保持漿面基本平衡。

3 效益分析

根據(jù)現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)總結(jié)可知，單幅6m寬、28m深（巖層深7m）連續(xù)墻采用傳統(tǒng)沖抓成槽工法，成槽時間約為21h；采取抓銑結(jié)合快速成槽工法，成槽時間約為17.8h。從工期效益方面可看出，抓銑結(jié)合快速成槽工法更具效益，同時不容易造成長時間的揚塵及噪聲污染，對周圍環(huán)境和居民不會造成過大的影響。沖擊鉆的一般消耗系數(shù)為12%，綜合考慮，沖抓結(jié)合施工混凝土消耗系數(shù)為8%。該車站連續(xù)墻混凝土設計方量為13108m3，實際澆筑方量為13185m3，混凝土總節(jié)約971.64cm3，混凝土等級為C35水下，按570元/m3考慮，混凝土約節(jié)約553834元。

4 結(jié)論

（1）采用抓銑工法的目的在于避免圍護結(jié)構(gòu)施工中產(chǎn)生擾動，導致槽壁坍塌，從而避免周邊房屋產(chǎn)生不均勻沉降，導致房屋開裂。通過使用抓銑成槽，能夠確保連續(xù)墻的成槽質(zhì)量，降低施工風險。

（2）抓銑結(jié)合施工技術充分利用了各機械之間的特性，抓斗施工軟弱土層，雙輪銑施工堅硬巖層，將各類機械利用最大化，不僅安全可靠，能縮短工期、提高施工效率，而且能節(jié)約混凝土材料，不存在噪聲污染、揚塵等環(huán)保問題，更加適合城市中心地鐵車站的地下連續(xù)墻施工。