淺論灰巖地層中地下連續墻施工技術

趙暉

（廣東華隧建設股份有限公司，廣東 廣州 510620）

隨著地下連續墻在各類工程中的運用，已成功解決了在各種地層中高程建筑物地下室、地鐵車站、盾構工作豎井加固施工止水難題，但是長期運用中發現，在灰巖地層中地下連續墻施工是施工中一大難題。由于灰巖地層中溶土洞發育及巖面的走向與分布特點，如何確定地下連續墻范圍內溶土洞具體特征及處理；在分槽段幅寬范圍內如何調整并適應巖面分布情況；如何在有效加快施工工期并減少沖槽造成震害的前提下，嵌入微風化巖層并保證工程質量；如何采取有效的安全應急措施預防施工過程中可能出現的各類風險，這些都是在灰巖地層中地下連續墻施工中的難點。

灰巖地層中地下連續墻施工技術是針對在灰巖地層地下連續墻施工時容易出現坍塌、漏水、整體性差等問題提出了一套切實可行的技術及應急措施，保證地下連續墻施工質量及安全。下文介紹其主要技術特點。

一、地下連續墻施工范圍內溶（土）洞處理技術

1地下連續墻周邊溶（土）洞探測在巖溶處理施工前，須根據巖溶（土）洞處理原則進行連續墻槽段超前鉆及補充勘探，勘探點位布置的原則為：

（1）地下連續墻根據結合各次勘察的情況，進行補勘加密鉆探，保證每5m鉆1孔（每槽段一鉆），以達到加密探測的效果。

（2）若發現較大溶洞（洞高 H>2m），需探查溶洞邊界的，在處理施工階段在原鉆孔周邊按照2m×2m進行布置探查鉆孔，探查的范圍至結構外邊線外3m；

（3）探測確定溶（土）的填充性，如全填充、半填充或未填充。

2處理原則

（1)基坑范圍內、基坑底面以下的所有土洞均應處理；

（2)基坑底板以下5m范圍內的所有溶洞、溶蝕槽均處理；

（3）基坑底板下5m～10m范圍，巖面土層為砂層時，以下的溶洞需處理：

①無充填和半充填溶洞；

②溶蝕溝、槽；

③需要處理的多層溶洞，僅處理最上一層溶洞。

（4）圍護結構地下連續墻內外3m，墻（樁）底下的溶洞頂板厚度小于3.0m的溶洞必須處理。圍護結構成槽（孔）時，若地下連續墻內外3m范圍內有流塑或軟塑土層時，應根據實際情況綜合判斷是否需要加固處理。

（5）上述原則有交叉處，按照較深的處理深度確定。

（6）對不在上述處理范圍內的溶（土）洞，應根據其埋深、頂板厚度、充填狀況、巖面覆蓋情況等綜合判定是否需要進行處理。

3處理措施

對于溶洞、土洞的處理采用注漿工藝，注漿采用袖閥管注漿。對于全填充溶(土)洞、半填充溶(土)洞、未填充溶（土）洞、溶蝕槽采用純水泥漿及水泥、水玻璃雙液漿注漿充填。

（1）施工步驟

①鉆機成孔

對于鉆探發現的溶土洞，按照2m×2m方格狀布置鉆孔查找洞體邊界，查找范圍至溶土洞邊界，由已揭露溶洞的鉆孔向周圍擴散布孔探查。在查找洞體邊界時，若外圍鉆孔未發現溶、土洞，則暫時不處理，采用回填處理。在鉆孔過程中揭露的溶、土洞要做好記錄，以供注漿作業參考。

②下注漿管

根據詳勘、超前鉆及洞體邊界探查取得的洞體數據，在溶、土洞頂板以上的部位用實管，在溶、土洞范圍內使用花管，注漿管底部加下悶蓋。溶洞注漿管下至溶洞底。

③注漿漿液配制

根據溶洞面積及高度估算預配制漿液的體積，按水灰比計算出所需的水泥和水的用量，在攪拌機內加入計算好的用水量，邊攪拌邊加入計算好的水泥用量，攪拌均勻后倒入儲漿池內備用。

④注漿

開注前先進行注水試驗，以檢查注漿管路是否正常和判斷地層的吸漿能力等，并防止堵管；灌漿量按拌漿桶桶數進行計量。

對于注漿壓力的控制應注意以下情況：

a外圍孔采用雙液漿注漿時，初期采用小壓力注漿慢速注漿，并采用間歇往復注漿，以有效控制漿液流失。

b內排孔主要以壓力控制終孔，灌至注漿壓力后穩壓10min為止。若孔內注漿量已達到設計值但注漿壓力仍無明顯上升時，停注單液漿，改注水泥漿+水玻璃雙液漿。

（2）施工控制要點

①溶（土）洞處理的施工順序應遵循：探邊界-注漿充填-注漿效果監測。

②注漿施工時，應先做外排止水、止漿帷幕，將處理范圍內溶（土）洞與外界洞體隔離，再處理中間區域。若在周邊孔注第一次漿時，注漿量已較多，壓力達不到設計要求時，周邊孔與中央孔可交替注漿；

③發現漿液流失嚴重時添加水玻璃速凝劑，以確保注漿效果；

④中央區域注漿孔應跳躍施工，以防止跑漿，竄漿現象；

⑤對于需處理的縱向多層分布的溶洞，由深至淺依次充填處理。

圖1 鉆孔探孔揭示巖面連線

圖2 先開塞水下混凝土量計算

4處理效果檢測

注漿加固效果檢測可采用鉆孔抽芯法，做抗壓試驗，要求28d無側限抗壓強度≥0.2MPa；或采用隨機原位標貫試驗，標貫擊數應不小于10擊，并利用檢測鉆孔檢測注漿的充盈程度。如采用鉆孔抽芯法進行檢測，檢測數量為注漿孔數量的1%，且每個溶洞、土洞檢測數量不少于3處。如采用原位標貫試驗檢測，檢測數量為注漿孔數量的1%，且每個溶洞、土洞檢測數量不少于3處。采用抽芯鉆孔和標貫鉆孔檢查溶（土）洞的充盈程度，要求洞內全填充，達不到要求應補充注漿。

二、地下連續墻分臺階成槽技術

1灰巖地層巖面特征

灰巖地質條件極為復雜，其基巖為碳質灰巖，同時溶洞發育強烈，大多墻的地質勘察鉆孔揭示微風化巖面上直接覆蓋為砂層。根據地下連續墻兩側巖溶注漿處理的鉆孔探查，我們可對鉆孔情況進行巖面連線。根據連線圖揭示，在同一連續墻槽段幅寬范圍的基巖面變化較大，巖面凹凸起伏極無規律，而且部分相鄰點位巖面高差也非常大（圖1）。

從上圖可看出，同一幅寬范圍內的位置巖面標高差異較大。

2地下連續墻分臺階成槽終孔原則

在地下連續墻施工過程中，按準確地下連續墻位置，提前運用三個導向孔判別槽底巖面走向及分布情況，巖面的情況大致可分為四種形式：山峰狀、單邊傾斜變坡狀、山谷狀、平底狀（即常規地下連續墻成槽方式）。為滿足施工的可操作性，結合實際經驗，具體成槽方式如下：

（1）對山峰狀和單邊傾斜變坡狀的情況，可按照2.5m半幅墻的兩個導向孔巖面標高，取低者為標準進行嵌巖控制；兩個半幅墻（2.5m+2.5m）從整體上合并為一個槽段看，其槽底兩個標高則形成為一個臺階。

每級臺階的終孔原則根據對應的兩個導向孔中最低巖面結合按上述地下連續墻墻底終孔原則進行終孔，以減少沖巖的時間及其帶來的不良影響。

（2）對山谷狀的情況，因巖面最深孔在中間，對其兩側的成槽均取控制作用，遵照上述原則，按此最深巖面滿足嵌固要求控制，最終形成平底狀槽段。

3槽底先高后底反循環清孔

在槽段按前述標高要求終孔后，應進行清孔工作。具體方法為：對分臺階的兩個槽底標高情況，要從槽底較高的半幅開始清孔，往較低的半幅推進。清孔時，采用空氣吸泥反循環清槽，來確保清槽后槽底沉渣厚度滿足要求。

4異步開塞澆筑水下混凝土

我們根據槽段底的異標高情況，先計算出兩根豎管的長度，并分別下到其各自半幅槽孔的底部，然后對水下混凝土的施工采用分序異步開塞澆灌的方法。

在進行澆筑混凝土前應先計算先開塞部分的混凝土體積V（圖2），并在澆筑混凝土的過程中由施工員做好記錄。當先開塞部分澆筑的混凝土累計體積達到V，同時實測混凝土面達到上臺階后，再進行另1根豎管的開塞施工，之后2根豎管同時澆筑水下混凝土。

三、地下連續墻與巖面縫隙封堵技術

由于在灰巖地層中施工時往往會遭遇硬巖，地下連續墻沖槽（孔）時無法按設計要求進入巖面，易造成地下連續墻直接坐落在巖面上，無法有效阻隔基坑與外界的滲水通道，造成基坑開挖時滲水、涌水等災害，嚴重時甚至會淹沒基坑，造成巨大經濟損失。

為避免由于地下連續墻沒有入巖而對后續土方開挖和結構施工造成嚴重后果，采用在地下連續墻內預埋注漿管對地下連續墻與巖面縫隙進行補充注漿，阻隔基坑內與外界的滲水通道。地下連續墻預埋注漿管布置圖如下所示：

四、總結

該技術主要包括以下幾點：

1在地下連續墻施工前，采用一槽一鉆探明連續墻施工范圍是否存在溶（土）洞，對探到的溶（土）洞采用加密探測點的方式對其大小、形態、范圍進行全面的了解，采取單雙液交替注漿的方式并依據溶（土）洞處理的原則對已揭露溶（土）洞進行全面的處理，處理后對并處理效果進行檢測。

2在分槽段幅寬范圍內，提前運用三個導向孔判別槽底巖面走向及分布情況，連續墻槽底深度根據巖面走向及分布情況進行適當調整，實行分臺階終孔工藝。

3在地下連續墻施工時采取預埋注漿管的方式用于預防連續墻施工時局部無法入巖而產生縫隙滲漏水的風險，當后續基坑開挖時發現滲漏水險情時可通過預埋注漿管進行補充注漿封堵。

[1]地下連續墻的設計施工與應用[M].北京：水利水電出版社，2002.

[2]地下連續墻文集[M].冶金部建筑研究總院技術情報研究室，1985.

[3]張鳳祥,焦家訓，張玉莉 .水泥土連續墻新技術與實例[M].北京：建筑工業出版社，2009.