復(fù)雜環(huán)境下粉砂及硬巖地層超深地連墻成槽施工技術(shù)

吳偉文（武漢譽(yù)城建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430062）

二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項(xiàng)目地下連續(xù)墻項(xiàng)目最深深度為 61 m 及墻底進(jìn)入中分化巖中（中風(fēng)化泥巖 6.8 MPa、中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖 21.8 MPa、中風(fēng)化含鈣砂質(zhì)泥巖 42.1 MPa）成槽工效顯著降低。[1-4]隨著成槽工效降低，成槽時間延長，槽段穩(wěn)定性降低（大斷面砂層），超深地下墻質(zhì)量風(fēng)險急劇增加；針對現(xiàn)場存在的問題，擬通過優(yōu)化泥漿配比、選用抓銑成槽工藝，進(jìn)行地下連續(xù)墻施工。[5-6]

1 工程概況

二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項(xiàng)目起點(diǎn)位于二七路解放大道交匯口，止點(diǎn)位于沿江大道，整個項(xiàng)目位于二七濱江商務(wù)核心我，四周較為空曠，多為施工工地。長約 550 m，為二七路過江通道與地鐵 10 號線共建段，其中二七濱江商務(wù)核心我地下環(huán)路正在施工。

場地巖土層自上而下劃分為6個單元層：第（1）單元層為人工填土層（Qml）及新近沖積粉土夾粉砂層（Qal）；第（2）單元層為第四系全新統(tǒng)沖積一般黏性土層（Q4al）；第（3）單元層為第四系全新統(tǒng)沖積（Q4al）黏性土與下部砂性土層之間的過渡層；第（4）單元層為第四系全新統(tǒng)沖積（Q4al）砂土層；第（5）單元層為第四系全新統(tǒng)沖積（Q4al）砂夾礫卵石層；第（6）單元層為志留系（S）的泥巖、砂質(zhì)泥、含鈣砂質(zhì)泥層?？辈炱陂g測得水位在地面以下9.0 m～12.2 m 之間，相當(dāng)于標(biāo)高 15.3 m～18.0 m，建議施工前設(shè)置水文地質(zhì)觀測孔進(jìn)行長期觀測，觀測承壓水位的動態(tài)變化。

2 地下連續(xù)墻施工情況

車站、我間及工作井主體地墻采用 1000 mm、1 500 mm地下連續(xù)墻，附屬采用 800 mm 和 600 mm 地墻。東端頭井加固素墻采用 800 mm地墻。具體地墻深度詳如表 1、表2 所示。

表1 A 區(qū)地下連續(xù)墻統(tǒng)計(jì)表

表2 區(qū)地下連續(xù)墻統(tǒng)計(jì)匯總表

考慮到施工誤差及保證結(jié)構(gòu)的有效凈寬，主體地下連續(xù)墻施工時外放尺寸為 7 cm。附屬結(jié)構(gòu)外放尺寸為 5 cm。

3 抓銑成槽施工工藝介紹

根據(jù)對二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項(xiàng)目地勘的了解及公司的施工經(jīng)驗(yàn)，擬采用“抓銑結(jié)合”的施工工藝進(jìn)行成槽施工，即槽段上部采用抓斗式成槽，槽段下部采用銑削式成槽機(jī)相結(jié)合成槽的一種成槽工藝。

3.1 設(shè)備選型及參數(shù)

二七項(xiàng)目地層中上部為土層，底部 4～5 m 進(jìn)入中分化巖中，根據(jù)地勘、工期要求、施工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場投入兩臺SG70成槽機(jī)，1 臺 SX40A 銑槽機(jī)及 1 臺寶峨 BC40/MC64 銑槽機(jī)能夠滿足施工要求。設(shè)備參數(shù)如表 3、表 4、表 5 所示。

表3 SG70 成槽機(jī)參數(shù)表

表4 SX40A 銑槽機(jī)參數(shù)表

表5 BC 40/MC 96 銑槽機(jī)參數(shù)表

3.2 抓銑成槽施工工藝

抓銑成槽施工工藝是在槽段上部土體中采用抓斗式成槽，槽段下部進(jìn)入巖層采用銑削式成槽機(jī)相結(jié)合成槽的一種成槽工藝。施工工藝流程見圖 1。

圖1 抓銑成槽施工工藝流程圖

4 槽段穩(wěn)定性控制措施

4.1 施工籌劃

根據(jù)條件，合理安排各項(xiàng)施工流程，使地下墻施工各工藝施工保持流水作業(yè)，減少槽壁自由面空置時間。具體措施如下：

對部門地墻進(jìn)行槽壁加固，臨近濱江苑住宅樓的工作井地下墻兩側(cè)采用三軸攪拌樁加固，樁徑為 850 mm，中心距600 mm，三軸邊距導(dǎo)墻邊 0.08 m，加固深度為 19.5 m，可有效防止淺層塌方，減小地墻施工對住宅樓的影響。槽壁加固在地墻施工前完成，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行地墻施工。

成槽過程中，及時進(jìn)行槽段垂直度監(jiān)測，滿足垂直度要求下，加快成槽速率，進(jìn)入巖層后，使用銑槽機(jī)進(jìn)行成槽作業(yè)。

現(xiàn)場泥漿儲備滿足日最大成槽方量的 4 倍（銑槽機(jī)成槽泥漿儲備要求），清孔換漿流量控制在 200～300 m3/h，壓縮清孔換漿時間。

55 m 以內(nèi)鋼筋籠采用整體吊裝，消除對接工序，壓縮鋼筋籠下放時間。

成槽前，及時與泵站溝通混凝土的運(yùn)輸問題，盡量避開高峰期。

4.2 泥漿指標(biāo)控制

二七項(xiàng)目地層存在大斷面粉砂地層，空置時間過長易發(fā)生坍塌，根據(jù)企業(yè)規(guī)程要求及施工經(jīng)驗(yàn)，泥漿指標(biāo)以砂性土層指標(biāo)控制，表 6 為泥漿指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)，分別是：新漿、成槽泥漿，清孔后泥漿（即澆筑混凝土前的泥漿指標(biāo)），施工中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)。

表6 泥漿指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)

5 現(xiàn)場施工

5.1 槽段穩(wěn)定性控制效果

目前二七路 A 我已施工 93 幅地墻，B 我已施工 106幅地墻，通過設(shè)備選型提高成槽效率、壓縮清孔換漿及下放鋼筋籠時間、預(yù)先聯(lián)系混凝土等措施極限壓縮各工序的施工時間，減少開挖后槽段空置時間，保證槽段穩(wěn)定?，F(xiàn)場地下連續(xù)墻施工中沒有出現(xiàn)粉砂地層大斷面坍塌現(xiàn)象并且成槽精度符合設(shè)計(jì)要求。

5.2 硬巖中成槽效率統(tǒng)計(jì)分析

地下聯(lián)系墻成槽過程中，上部土層采用 SG70 成槽，入巖后采用 SX40A 和 BC40 銑槽機(jī)成槽，從現(xiàn)場施工效率統(tǒng)計(jì)中隨機(jī)抽取 20 組數(shù)據(jù)，從圖 2 中可知，在中分化泥巖中SX40A 和 BC40 施工效率大致相同，說明在相同雙輪輸出扭矩、相同雙輪最大轉(zhuǎn)速下，國產(chǎn)銑槽機(jī)和 BC40 性能相同。經(jīng)數(shù)據(jù)處理，SX40A 平均成槽效率為 0.67 m/h，BC40平均成槽效率為 0.73 m/h，在中風(fēng)化泥巖中成槽速度是可接受的。

圖2 銑槽機(jī)施工效率統(tǒng)計(jì)圖

6 結(jié) 語

通過二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項(xiàng)目地下連續(xù)墻施工，針對大斷面砂層，依據(jù)企業(yè)規(guī)程和施工經(jīng)驗(yàn)，采取了壓縮地連墻施工中各工序的時間及確保泥漿指標(biāo)等措施，保證了槽段的穩(wěn)定；針對墻底進(jìn)入中分化巖中，通過分析地勘結(jié)合設(shè)備性能進(jìn)行設(shè)備選型保證了巖層中成槽效率，形成復(fù)雜環(huán)境下粉砂及硬巖地層超深地連墻成槽施工技術(shù)，可為相似地層地連墻項(xiàng)目施工提供借鑒。