砂卵石地層超深地下連續墻施工關鍵技術

李師年，陳金元

（中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430040）

隨著我國城市軌道交通的快速發展，地下連續墻因墻體剛度大、止水性能好等優點而被廣泛應用于防滲墻、擋土墻等各種基礎結構物基坑支護[1]。普通的地下連續墻施工工藝相對成熟，但是如何在富水、厚砂層條件下做好超深地下連續墻施工，仍是一個值得關注的問題。文章以襄陽市東西軸線道路工程魚梁洲西汊干塢地下連續墻施工為例，參考類似地區施工經驗，從導墻施工、鋼筋籠制作、泥漿制作、成槽放樣、成槽、吊裝鋼筋籠、吊裝接頭管、下鎖口管、澆筑墻體混凝土等方面對超深地下連續墻施工成套施工工藝展開研究，研究成果可指導現場施工。

1 工程概況

1.1 工程簡介

襄陽市東西軸線道路工程魚梁洲段項目路線全長5400m，西汊軸線干塢自K9+737～K10+183總長度為446m，地下連續墻支護段起止樁號為K9+777～K10+183總長度406m，其中深度為76m超深地下連續墻17槽，墻厚均100cm，其中14m為鋼筋混凝土，55m為素混凝土，空孔7m。

1.2 施工技術難點

經分析該工程超深地下連續墻施工具有以下難點：

（1）施工段地質為砂卵石地層，透水性大，槽壁穩定性能差，在施工過程中極易造成塌孔等現象。

（2）由于地下連續墻深度大且為隱蔽工程，因此施工可控性小，在成孔過程中，垂直度控制難度大。

（3）該工程地下連續墻成槽深度大，鋼筋籠重量大，使得鋼筋籠下放困難。

（4）施工中混凝土的繞流，使得項目的施工成本增加，同時成槽機在抓接頭部位的時候較為困難。

2 主要施工方法

2.1 總體方案及流程

超深地下連續墻工程采用跳槽逐幅施工，液壓抓斗成槽施工，槽段開挖時制備優質泥漿，鋼筋籠吊裝采用履帶式起重機，雙導管水下灌注混凝土，考慮在基坑開挖時地下連續墻在外側水土壓力作用下會向內位移變形，為確保后期基坑結構的凈空，地下連續墻施工時中線軸外放80mm，墻體間采用工字鋼接頭，接頭外靠圓形接頭管。

2.2 槽段劃分

依據設計圖紙、地質條件、現場周邊環境以及液壓抓斗每抓最大長度合理確定每幅槽段寬度，其中液壓抓斗每抓最大長度達2.93m，槽段標準長段幅寬確定為6m，為確保槽壁的穩定，避免塌孔，特殊地段可縮短槽段寬度。

2.3 泥漿制備

在地下連續墻挖槽過程中，泥漿具有護壁、攜渣、冷卻機具和切土潤滑的作用，高質量的泥漿不僅可以穩定槽壁，還可以降低工程成本，是保證挖槽成功的關鍵。該工程根據泥漿配合比采用旋流立式高速攪拌機制備泥漿，泥漿制備完成攪拌均勻后，放入儲漿池內，待24h后，膨潤土顆粒充分水化膨脹，即可泵入循環池，以備使用。泥漿循環可以提高二次利用率，減少廢漿排放量，該項目始終將環境保護放在重要位置，為防止泥漿污染，采用機械處理和重力沉漿處理相結合的方法處理。

2.4 導墻施工

為保護槽口及保證槽段位置的準確性、成槽垂直度、支撐施工設備及鋼筋籠的接長，防止槽壁頂部的坍塌等，地下連續墻施工前設置導墻。導墻采用梯形斷面形式，設計為鋼筋砼結構，墻高1.5m，墻頂高程和施工便道頂標高齊平，導墻采用分段明挖法施工，立模澆筑，為有效控制地下連續墻垂直度偏差，在對導墻進行施工中將中心線往基坑外放大80mm[2]。

2.5 成槽施工

地下連續墻采用SG70型液壓式抓斗成槽機成槽，施工時根據順序分“首開幅槽段（鋼筋籠兩側均有工字鋼接頭）”“單邊幅槽段（鋼筋籠一側有工字鋼接頭）”和“閉合幅槽段（鋼筋籠無工字鋼接頭）”，施工時采用跳躍間隔開挖的方法，先施工首開幅槽段，然后施工閉合幅槽段或單邊幅槽段。成槽過程中，先施工轉角處“L”形槽段，再施工其相鄰的槽段。

槽段采用三抓成槽法開挖成槽，如圖1所示，即每幅連續墻施工時，先抓兩側土體，后抓中心土體。成槽施工時，操作人員下放抓斗到位，時時查看操作室內偏移可視表盤，發現水平位置或傾斜度偏差過大時，通過布設在抓斗配重板上的12塊液壓調節塊進行調整，直至抓斗所處的平面位置及傾斜度均滿足要求后，方可進行開挖施工。同時，在抓土中懸吊機具的鋼索不能松弛，要使鋼索呈垂直張緊狀態，以保證其垂直度，挖出土方由自卸車運至指定棄土場。

2.6 接頭處理

圖1 單個槽段三抓成槽示意圖

接頭部位為地下連續墻防水的關鍵，該工程接頭采用工字鋼，首開幅兩側均設工字鋼接頭，單邊幅單側設工字鋼接頭，閉合幅不設工字鋼接頭。工字鋼設計板厚12mm，在胎架上加工成型后，安裝在鋼筋籠上，與鋼筋籠一起下放至槽內，如圖2所示。

圖2 接頭處理示意圖

為了防止地下連續墻澆筑混凝土時發生繞流，工字鋼接頭兩邊采用100cm寬、0.3mm厚的鍍鋅鋼板，下放圓形接頭管，下放過程必須與槽壁垂直，槽口連接采用鋼銷連接，同時在挖槽時在接頭部位超挖45cm，回填沙袋并搗實。接頭管頂拔采用液壓頂拔機在混凝土澆筑2～3h后進行，終凝后全部拔出。在混凝土澆筑后，抓斗斗體緊貼工字鋼接頭，將回填的砂袋清除；同時在抓斗斗體上安裝30cm長的刮刀鋼板，將黏附在工字鋼接頭內的混凝土等雜物清理干凈，如圖3所示。最后在鋼筋籠下放前，將鋼絲刷安裝在抓斗上，自上而下分段將工字鋼表面殘留的雜物、泥皮刷洗干凈，直至刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加，以免后續出現夾泥、夾渣、漏水等缺陷。

圖3 刮刀鋼板示意圖

2.7 清底換漿

槽段挖至設計高程后，自檢合格后向監理工程師報檢，合格后進行清底處理，清除槽底沉渣采用沉淀法和置換法相結合的辦法，采用沉淀法清底要在成槽結束0.5h后才開始。使用挖槽作業的液壓抓斗直接挖除槽底沉渣。置換法采用泵吸反循環換漿，用吊車將換漿泵吊入離槽底1m處，啟動換漿泵，把槽底的沉渣往上吸，同時在槽口補漿。

清孔質量檢查驗收在清孔結束1h后進行，用測餅和測針檢測各單孔的孔底淤積厚度，同時用泥漿取樣器取孔底泥漿樣品進行泥漿三項指標檢測，泥漿樣品從距離孔底0.5m處采取，并滿足以下要求：（1）槽底沉淀物淤積厚度≤10cm；（2）槽底500mm高度內泥漿比重＜1.15g/cm3，黏度為20～30s，含砂率≤7%。

2.8 鋼筋籠制作與吊裝

地下連續墻鋼筋籠由鋼筋加工廠集中加工為半成品后運至施工現場綁扎成型。為保證保護層厚度，在鋼筋籠兩側焊接凸型鋼片，作為定位塊。豎向主筋連接采用滾軋直螺紋機械接頭連接。地下連續墻上部鋼筋籠長度與下部素砼段接頭工字鋼總長最大為76m，寬度為6.0m，高度為1.0m，計算總重量為49.2t，選用2臺起重設備吊裝鋼筋籠，每臺起重設備使用鋼絲繩通過2個吊點連接扁擔，然后扁擔使用鋼絲繩通過設置在鋼筋籠上的4個吊點相連接，鋼筋籠采用分節吊裝。

2.9 混凝土施工

該工程地下連續墻采用C35水下混凝土，主要性能指標：入槽時坍落度為18～22cm，擴展度為45～55cm，根據單個槽段澆筑速度，控制初凝≥8h，終凝≤24h。

為保證墻體澆筑質量，采用雙導管澆筑，混凝土第一次開灌導管離槽底部分的高差不大于50cm，開灌時由砼車直接對牢槽口導管進行澆筑。導管埋深不得小于2m，不超過6m。混凝土澆筑采用二個澆筑架，二根導管同時進行澆筑，每根導管上口配備小料斗，導管內放置隔水球。開灌時由多臺砼車直接對準槽口小料斗進行澆筑，混凝土車內方量大于單個料斗首封混凝土方量，保證混凝土澆筑的連續性，以此保證首封混凝土封底效果。混凝土澆筑要一氣呵成，不得中斷，待料時間不得大于30min，并確保混凝土面上升速度不小于3m/h。導管埋深保持在2～6m，砼澆注時，隨時測量砼面高度，核對砼面及導管拆去的數量，嚴禁拔空。

地下連續墻混凝土澆筑達到設計強度后，利用預埋檢測管采用超聲波進行檢測，檢查地下連續墻墻體混凝土的完整性。

2.10 空孔回填

地下連續墻施工從場平標高+64.0m施工，在澆筑完后，對上部空挖段采用黏土回填。

3 結束語

文章通過研究西汊軸線干塢砂卵石透水地層中超深地下連續墻施工工藝及控制要點，從泥漿的制備與循環使用、抓槽中垂直度的控制以及接頭管防繞流設施的設置方面，成功解決了在超深地下連續墻施工中所遇到的塌孔、垂直度差、鋼筋吊放困難與混凝土繞流等技術難題，為以后同類型、同條件地下連續墻施工提供一定的參考和借鑒。