淺談水利工程地下連續墻支護結構的施工技術

摘要:深基坑工程在各項施工項目中應用廣泛，是一項綜合性很強的系統工程。支護是深基坑施工的重要組成部分，其關系到基坑工程成功與否的關鍵。地下連續墻支護是應用較多的擋土、擋水結構，本文對其施工工藝和主要施工方法進行介紹。

關鍵詞:水利工程 施工 地下連續墻 支護

0 引言

深基坑工程在水利水電等各項工程中有著廣泛的應用，是一項綜合性很強的系統工程。水利工程深基坑施工主要包括降低地下水位與土方開挖施工、支護結構施工兩個部分。在工程施工中，一般由于建筑物座落在較深的土層上而需要進行基坑開挖，但因為工程征地有限沒有足夠的空間放坡或此空間內存在已建成的鄰近建筑物、運輸道路、地下管線等不允許放坡，而采用在支護結構保護下進行基坑垂直開挖的設計方法和施工技術，其施工的成功是深基坑工程成功與否的關鍵。

水利工程基坑支護主要包括地下連續墻、復合土釘墻等技術。其中，地下連續墻是水利工程基坑支護應用較多的擋土、擋水結構。本文針對該方法介紹其施工工藝和主要施工方法，供國內外工程建設同行學習交流。

1 地下連續墻施工工藝

基坑開挖前，應首先根據地面建筑物布置定出連續墻位置，進行導墻修筑。然后在泥漿護壁的情況下，使用一定挖槽機械設備開挖一定長度的溝槽(稱為“單元槽段”)。待溝槽開挖至工程設計深度并對槽底進行清除后，使用起重設備將加工好的鋼筋骨架吊放入充滿泥漿的溝槽內。然后采用水下澆筑混凝土的方法進行混凝土澆筑，在溝槽內使用導管由底向上進行混凝土澆筑。隨著混凝土的不斷澆筑，泥漿逐漸被置換出來，待混凝土澆筑至工程設計標高時，此單元槽段的地下鋼筋混凝土墻施工完畢。

各單元槽段的地下鋼筋混凝土墻之間使用特制接頭連接，形成連續的在基坑周圍呈封閉形狀的地下連續墻。

2 地下連續墻主要施工方法

2.1 導墻修筑 地下連續墻施工前期應進行導墻修筑，其主要有以下五個方面的作用:一是導向作用，可作為地下墻成槽的導向標準;二是在成槽施工過程中穩定泥漿液位，以達到維護槽壁穩定的目的;三是維持表層土層的穩定，防止槽口塌方;四是承受施工機械設備荷載;五是可作為工程測量的基準線。

導墻的工程施工一般采用C20混凝土，為有效地防止地面水流入溝槽內，導墻頂部標高應高出地面10cm左右。一般導墻施工應首先進行場地平整，然后根據工程布置進行測量定位，進而挖槽并對挖槽棄土進行合理的處理，之后綁扎鋼筋、支模板，再澆筑混凝土，待混凝土凝固達到設計強度后拆模，并在導墻外側回填土。

2.2 泥漿護壁 泥漿在施工過程中主要起到三方面的作用。一是護壁作用，由于泥漿的密度大于水，當地下水位高度不大于槽內泥漿液面高度，槽內泥漿對槽壁產生的側壓力則相當于一種液體支撐，可防止槽壁剝落和倒坍，并有效防止地下水滲入;二是攜渣清槽作用，由于泥漿具有一定的粘度，它能攜帶土渣懸浮起來，既便于槽底清除，又可避免在開挖面上的土渣沉積影響挖槽機械的挖槽效率;三是冷卻與潤滑作用，泥漿可降低鉆具由于連續沖擊或回轉引起的高溫，又具有可減輕鉆具的磨損潤滑作用。

泥漿的主要制作材料有羧甲基纖維素(CMC)、純堿、粘土和水，一般采用泥漿拌制設備進行制備。制備時先在拌制設備內將水加到1/3，再把羧甲基纖維素(CMC)粉撒入，然后用軟軸攪拌器將大塊羧甲基纖維素(CMC)攪成小顆粒，并且繼續加水攪拌。一般情況下泥漿應攪拌靜止24小時后使用。

2.3 挖槽 挖槽是地下連續墻施工的主要工序，占整個施工工期的一半，由此提高挖槽施工效率是縮短工期的關鍵。對挖槽槽孔的形狀和垂直度進行嚴格控制，是保證地下連續墻質量的關鍵。

挖槽工程施工主要考慮單元槽段的劃分、挖槽機械的選擇、挖槽的質量控制這三個主要方面。

2.3.1 槽段劃分 施工槽段的劃分是確定整個地下連續墻每一個施工單元的長度，一般為4～8m。單元槽段長度的確定應考慮以下五個方面因素的影響:一是施工地質條件，當周邊土層較不穩定時，為防止槽壁倒坍，應減小每個單元槽段的長度，以減少槽壁在泥漿中暴露面和縮短挖槽時間;二是地面荷載，當鄰近有較大的地面荷載時，亦采用縮短單元槽段的長度來保證槽壁的穩定;三是起重設備的起重能力，由于槽段的鋼筋籠一般為整體吊裝，應根據起重設備的起重能力估算吊裝的鋼筋籠的重量和尺寸，以此推算得到單元槽段的長度;四是單位時間內混凝土的供給能力，單元槽段內的混凝土澆筑宜在4h內完成，因此由(4h混凝土的最大供應量/(墻厚×墻深))推算出適宜的單元槽段長度;五是泥漿池的容積，一般情況下，泥漿池的容積不應小于各個單元槽段挖土量的兩倍，故單元槽段的長度亦受到泥漿池的容積影響;

2.3.2 機械選擇 挖槽機械對連續墻的施工具有重要影響，應該根據不同的工程地質條件和工程要求，來選用適宜的挖槽機械設備。目前國內常用的挖槽機分為回轉式、挖斗式、沖擊式三大類。

2.3.3 挖槽的質量控制 挖槽質量控制對連續墻的施工同樣具有非常重要的影響，在施工過程中容易出現粘土粘鉆(抱鉆)和鉆機卡槽等問題。因此，成功的挖槽質量控制需要綜合考慮以下五方面的影響:一是嚴格控制開槽的垂直度;二是根據工程地質勘測情況、成槽精度以及工程的工期要求，對使用的機械進行合理的選擇，以滿足工程對開槽速度的要求;三是應連續作業，且依規定順序進行施工，如若因故中斷，應迅速從槽中將挖掘機提出;四是開槽的挖進過程中，應時刻保持護壁泥漿不低于工程規定高度;五是若成槽施工過程中局部遇巖石堅硬地層，鉆孔或鉆抓進尺較困難時，可配合沖擊鉆沖擊破碎聯合作業。

2.4 槽底清除 當單元槽段開挖到工程設計標高后，必須要清除槽底淤泥和沉渣。目前一般采用排泥及潛水泵排泥、壓縮空氣升液法、砂石吸力泵等三種方式。工程上采用的“換漿法”，即在槽段開挖完成后繼續泥漿的反循環作業，也可待土渣基本沉淀到槽底后再進行清底作業。

2.5 混凝土的澆筑 混凝土的澆筑應采用水下混凝土澆筑的方法，要一氣筑成，不得中斷。混凝土的澆筑應注意以下幾點:

2.5.1 工作準備。進行混凝土澆筑前，應做好混凝土制備、運輸、交通道路安排及工程施工人員配備等準備工作。

2.5.2 布置導管。導管布置帶的邊緣距槽段兩端不宜大于1.5m;相鄰兩根導管的間距一般取(8-10)d(d:導管直徑)，且不應大于3m;導管插入混凝土深度應在1.5～6m之間。

2.5.3 澆筑混凝土。①鋼筋籠吊裝就位后，應檢查沉淀厚度，并在4h內進行混凝土澆筑;②混凝土澆筑速度控制:槽內混凝土上升速度不應大于2m/h，且各個導管處澆筑的混凝土頂面高差不能大于300mm;③混凝土澆筑到設計標高附近時，應降低其澆筑速度，并可適當減小導管插入深度，或可輔以抽動導管，但其抽幅不得超過300mm;④混凝土澆筑應高出設計標高300～500mm，以使平整后的標高符合工程設計的要求;⑤各個槽段內的混凝土應連續澆筑，一般不得無故中斷。

3 小結

深基坑是水利工程重要的施工手段，而基坑支護具有工程量大、技術難度高、不可預見的因素多等特點，其安全可靠性不僅影響基坑本身，而且往往會影響周邊環境。它雖然作為臨時性結構，但重要性非常大。地下連續墻支護是一種重要的基坑支護技術，它應用使復雜的施工問題得以解決。因此，做好深基坑的地下連續墻支護技術對保證工程質量和工程期限具有非常重要的意義。

參考文獻:

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