浅谈富水圆砾地层中地下连续墙施工技术.pdf

・隧道／地下工程・浅谈富水圆砾地层中地下连续墙施工技术刘振华（中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司北京１０１１００）摘要地下连续墙由于其刚度大、防渗好、工期短、效率高等诸多有点而得到了广泛的应用。以南宁地铁ｌ号线１０标白苍岭站围护结构施工为例，叙述了ＳＨ３５０地连墙抓斗在地铁车站中的应用，能够取得很好的防水效果。关键词ＳＨ３５０地连墙抓斗地连墙富水圆砾地层地铁车站中图分类号ｕ４５５．４５２文献标识码Ｂ——文章编号１００９４５３９（２０１４）增ｌ一０２６９０３１引言４００ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ焊接工字钢接头。地下连续墙作为一种基坑围护技术，由于它具有刚度大、强度高、施工机械化程度高、劳动强度低等优点，正广泛应用于深基坑围护之中．．但是，地下连续墙施工工艺复杂，技术要求高、质量要求严，操作不当便会产生塌孑Ｌ、夹层、渗漏等问题。现就三一重工ＳＨ３５０地连墙抓斗在南宁地铁ｌ号线１０标白苍岭车站地连墙施工过程中应用，较为全面地阐述有关施工技术，并提出一些建议，为相关工程提供借鉴。２工程概述白苍岭站位于衡阳西路下方，呈东西走向布置，衡阳西路现状路宽约３０ｍ，规划路宽４０ｍ。车站中心里程为ＹＳＫｌ４＋２５５．６７４，车站起点里程ＹＳＫｌ４＋】８０．４７４，终点里程ＹＳＫｌ４＋３７５．９７４。车站主体结构外包总长度１９５．５ｍ，标准段外包总宽度１９．２Ｈｌ，车站埋深约１８．３ｍ，覆土厚度约３．０ｍ，基坑采用８００ｍｍ厚地下连续墙加内支撑体系，地下连续墙混凝土强度等级为ｃ４０，Ｐ８，冠梁、支撑、砼“”围檩为Ｃ：；０。按设计分成７６幅，分别一型６８副，“”“”Ｌ型４副，ｚ型４副。连续墙基本分幅为６ｍ，盾构井有特殊型墙幅，连续墙深度分为标准段和盾构井２类，标准段平均深度为２５．４９ｍ（局部加深），端头井平均深度为２４．７２ｍ，墙趾均进入中风化泥岩、粉砂质泥岩至少２ｍ，地下墙均采用７００ｍｍ×收稿日期：２０１４一０４一０２铁道建筑按术尺ＡｆＬＷＡｙＣＯＮＳ丁开ＵＣ丁ｆ０～丁Ｅ＿ｃＨ～０ＬＯＧｙ３工程地质Ⅱ白苍岭站地形属于邕江北岸级阶地，属侵蚀河谷堆积区低阶地，地形较平坦，地面高程７８．０８～７８．９２ｍ，相对高差０．８４ｍ，西端高于东端。钻探揭示有填土层、黏性土层、粉土层、砂土层、砾卵石层，以及古近系岩层共６层。白苍岭站在在钻探深度范围内，场地内揭露２①层地下水：第一层地下水主要赋存于杂填土ｌ、素①填土２中，属上层滞水，该层地下水水量贫乏，主要由大气降雨及生活废水补给，水位埋深与填土层的厚度有关，无统一水位。第二层地下水主要赋存于松散岩类的砂、砾含水层中，为孔隙承压水，在砂、砾粒间隙呈分散状缓慢径流状。其上为填土层、黏性土层及粉土层覆盖，圆砾层富水性强，渗透性强，属强透水层（达到８．１ד∥１０ｎｓ）。孑Ｌ隙水与邕江水力联系密切，主要是受大气降水和邕江水系侧向补给，水量丰富。该层地下水位受邕江水位高低影响而变化，其升降幅度约３．ｏ一５．０ｍ。勘测期间测得初见水位埋深为ｌｏ．００～１３．００ｍ，标高为“６５．４８～６８．ｍ，稳定水位埋深为８．９０～１０．６０ｍ，标高为６８．００～６９．５５ｍ。白苍岭站工程地质横剖面见图１。４工程特点４．１成槽难度大白苍岭站圆砾层分布厚度较大，在地下水位之下，透水性强。地连墙施工需穿透１０～１５ｍ左右圆２０７４ｆ增７Ｊ２６９万方数据・隧道／地下工程・砾层，圆砾层自稳性差，对地下连续墙成槽过程造成困难，对于连续墙施工可导致塌孔，不利于成槽。护壁的水土平衡成槽过程中容易出现槽壁不稳，导致塌槽。图１自苍岭站工程地质横剖面４．２施工精度要求高≤墙位平面偏差５０≤ｍｍ，垂直度偏差０．２％；槽壁机在细砂层施工时，最容易引发塌孑Ｌ，要特别注意控制泥浆黏度指标，不得低于２５ｓ，一搬要控制在２５～３０ｓ。另外，还要注意泥浆是否在进行反循环，要不断增加新泥浆，而且成槽时间不能过快，以防抓槽机对周边地层造成过多拢动。５工法选择根据工程地质、水文情况及设计要求，选择搅拌桩加固连续墙两侧土体后，使用三一重工ＳＨ３５０地连墙抓斗施工连续墙。连续墙抓斗施工具有：适应范围广、施工效率高、成槽精度高、对施工的环境污染小、施工噪声低、无震动、对周边环境影响小等优点。而ｓＨ系列液压连续墙抓斗是用于基坑围护、堤坝防渗、船坊围堰等形成地下连续墙的专用设备。具有更强的施工机械化程度，便捷的整机移位方式，安全舒适的操作环境，更高的作业稳定性，优越的性价比。抓斗上的推板纠偏方式比重力纠偏方式具有更大的结构优越性，抓斗体的复位更方便、更快捷。施工效率高：抓斗闭合力大，提升速度快。成槽的垂直性好：可配纠偏装置，在工作中能随时对槽壁进行修整。先进的电子测量系统：对其深度及位置方向可精确到０．０１。。６施工工艺６．１设备选型根据工程的特点及工程量，采用１台三一重工２７０铁道建筑技术ＳＨ３５０地连墙抓斗和ｌ台ｃｚ一６型冲击钻机进行本工程连续墙工程的施工；ＳＨ３５０型铣槽机性能参数可以满足成槽施工要求：三一重工ｓＨ３５０地连墙抓斗的主要技术参数见表ｌ。表１ＳＨ３５０地连墙抓斗的主要技术参数ｌ挖掘厚度／ｍｍ６００～ｌ２００２挖掘长度／ｍｍ２８００３挖掘深度／ｍ６０４抓斗容量／ｍ３Ｏ．７～１．４５满载质量（比重１．８）／ｔ１３～１８６油缸推力／（ｋＮ・ｍ）ｌ２３６（３０ＭＰａ）７满载提升速度／（ｍ・ｍｉｎ。）３５８整机总质量／【７０９整机外形尺寸（长×宽×高）／ｍｍ１ｌ６８０×３１９０×３４６３ｌＯ额定功率／ｋｗ２４２（在２Ｏｏｏｒ／ｍｉｎ时）６．２主要施工工艺（１）施工流程（见图２）图２施工流程（２）导墙施工“”导墙选用１ｒ型钢筋混凝土墙，采用Ｃ３０钢筋｝昆凝土。导墙净宽８５０ｍｍ。考虑到地下连续墙施工误差，导墙中心线位置由地下连续墙设计中心线位置外移７０ｍｍ，以确保地下连续墙不侵入车站结构内衬墙范围。导墙结构见图３。ＲＡ『Ｌ¨，ＡｙＣ０～Ｓ丁开ＵＣ丁『Ｏ～丁ＥＣＨ～０ＬＯＧｙ２Ｄ７４ｆ增７Ｊ万方数据・隧道／地下工程・Ｉ！Ｑ！层哗幽盥ｑｉ！ＱＪ图３导墙施工结构６．３槽段划分（见图４）——’—’伴斗业产弛Ｐ斗垃１业ｆ——————Ｌｌ厂Ｔ－丽可－１丌ｒ雨万『ｒ可两雨药Ｔ１ｉｉＴｌＩ２塑ｌ２显ｉＵ５４Ｑ上２艘＾２１斗２８ｑ§！Ｑ４２８Ｑ＾！！！＾图４混凝土地下连续墙槽段划分布置要６．４护壁泥浆配制泥浆配比及性能指标见表２，根据地层的适应性再进行相应的优化调整。表２新制泥浆配合比（１ｍ３浆液）ｋｇ材料用量膨润土品名水膨润土ＣＭＣ（Ｍ）Ｎ８２Ｃ０３其它外加剂钙土ＩＯｏｏ６０一８００一Ｏ．６２．５～４适量６．５成槽施工（１）顺序。按照有利于设备操作和发挥工效、施工方便、Ⅱ期槽在Ｉ期槽完成后不宜太久（强度过高增加铣销难度）、先易后难等原则，按图５顺序进行成槽。此施工顺序的优点是：①尽量少留缺口，最大限度地保证原始地层的完整性，以确保槽段的稳定。②Ⅱ在Ｉ期槽砼强度较低时施工期槽，有利于接头砼的施工，保证接头质量。③Ⅱ期槽两侧的一期槽混凝土龄期相近，强度铁道建筑技术ＲＡＪＬＭｙＣＯ～Ｓ丁ＲＵＣ丁『０～丁Ｅ－ｃ一～ＯＬＯＧｙ差值小，能较好地保证槽形质量。图５地下连续墙成槽顺序（２）对于单个槽段Ｉ期槽采用冲击钻协助““成槽。连续墙成槽三冲两抓法示意如图６。“”图６连续墙成槽三冲两抓法示意６．６混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法浇筑，导管直径为担５０ｍｍ，导管开浇顺序为自低处至高处。导管距孔底２５ｃｍ左右。采用满管法开浇。槽孑Ｌ浇筑导管间距不宜大于３ｍ，Ｉ期槽端的导管Ⅱ距端壁为１．５ｍ，期槽端导管距端壁为ｌ～１．５ｍ，故ⅡＩ期槽布置２根导管，期槽布置ｌ根导管。各导管均匀进料，混凝土面高差不大于０．５ｍ，导管埋深不得小于２ｍ，不宜超过６ｍ。７施工过程中最易出现的问题及解决方案７．１地质条件差、成槽深度大、易造成塌孔严格控制泥浆性能指标以确保槽孔两侧土体的稳定。主要措施如下：（１）施工前，通过试验进一步确定了泥浆的性能指标，并在生产性试验槽段施工后及时优化调整；施工时按拟定的配合比和程序要求拌制泥浆。（下转第２７４页）２Ｄ７４ｆ增７Ｊ２７】ｒＩｄ剁ｌ牝ｄ图牝ｌｄ斜ｌＬ万方数据・线路／路基・了溶洞的位置及范围，线路安全通过了此处溶洞。北图３绕避溶洞示意３．３通过岩溶地区采用安全可靠的工程措施本线在线路方案选择时已充分考虑了本地区的岩溶发育特点，在选择线路方案时结合地形条件和岩溶发育规律，尽量抬高了线路高程，尤其隧道工程避免了在大的洼地通行，路基工程避免了岩溶集中发育区通过。大的洼地、谷地以路基通过为主，减少了工“”程量，对岩溶难以处理的路基段考虑以桥代路。４取得的综合效益田德铁路作为岩溶十分发育地区的一条山区铁路，选线过程中十分重视环保选线、地质选线，加强了调查和地质勘察工作，对岩溶不同形态作出了相应了线位选择，并采取了相应的工程措施，最终工程投资没有超出工程概算，经济效益明显，在建设过程中未发生由于设计引发的安全事故，并且经过３年多的运营表明，此项目的选线是成功的，也是合理的。—“—‘”—”——”—”————“““”“・－卜一＋卜＿卜一＿卜＋－。卜一卜＊＋＿一。卜一＋＋＋－・＋一＋＋＋＊＋＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋・・＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋・・＋一＋一＋一＋・・＋・－＋・（上接第２７１页）（２）采用泥浆净化机、添加适当外加剂等方法对使用泥浆进行净化处理，使其各项性能指针满足要求。（３）加强对使用泥浆的各项性能进行检测，控制不合格泥浆的使用。７．２地连墙漏水墙段连接不佳或混凝土存在缺陷，是地连墙漏水的原因之一。一旦出现严重漏水，墙后的砂土就会流入基坑，甚至酿成重大安全事故。（１）在槽段成槽施工中，严格控制孔斜率，以满足接头施工的要求。Ⅱ（２）做好槽段的清孔换浆工作，期墙体的两端头砼壁用专用钢丝刷子钻头刷洗，清除混凝土壁上的泥皮。（３）要特别注意控制泥浆黏度指标，不得低于２５ｓ，一搬要控制在２５～３０ｓ，成槽结束后要及时下放钢筋笼。（４）做好混凝土工艺各项工作，防止墙体出现夹泥和冷缝等质量缺陷。重点是确保混凝土的和易性。８白苍岭车站地连墙成型后的效果采用此方法施工的地连墙，槽壁平顺，无渗漏情况，整体效果良好。开挖后成型的地连墙如图７所示。９总结（１）在城市地铁风井工程中，使用连续墙抓斗质量可靠、施工安全、环保节能，能快速地施工。本２７４铁道建笥技术工程仅仅用了２个月的时间，就完成了车站地连墙，保证了施工工期。图７开挖后成型的地连墙（２）使用了接头箱防扰流方法，地连墙接头防水效果很好，开挖后无滴水现象，墙面无湿迹现象。（３）ＳＨ３５０地连墙抓斗具有纠偏能力，保证了超深地连墙的垂直度。对富水圆砾地层地连墙的地下车站施工非常有利。（４）连续墙抓斗对周边环境影响小，周边建筑物沉降很小，在市政工程中有着很大的优势。参考文献［１］中国水利水电基础工程局．ＤＬ／Ｔ—５１９９２００４水电水利工程混凝土防渗墙施工规范［ｓ］．北京：中国电力出版社，２００５：１２一１４［２］丛蔼森．地下连续墙的设计施工与应用［Ｍ］．北京：中—国水利水电出版社，２００ｌ：１０３１．［３］刘志华，周山．地下连续墙施工技术难点的分析及处—理措施［Ｊ］．葛洲坝集团科技，２００７（３）：１８２０．［４］李广义．轻轨下超深地连墙施工技术探讨［Ｊ］．水利与—建筑工程学报，２０１１（１）：９１９５．ＲＡｌＬｗＡＹｃｏＮＳＴＲＵＣＴｌｏＮＴＥｃＨＮＯＬｏＧＹ２０１４Ｉ增１１万方数据