中風化巖層中地連墻施工技術研究

邵曉輝

目前在深基坑施工中，地連墻作為一種高可靠性的圍護結構形式已被越來越廣泛地運用。馬鞍山綜合客運中心項目配套工程作為遠期規劃地鐵2號線的土建預留工程，圍護體系采用地下連續墻+內支撐形式，不同的是地連墻需進入中風化巖層，通過勘察報告反映出中風化巖層強度高，地連墻成槽存在一定的難度。

眾所周知，常規的液壓型抓斗成槽機對普通的軟土具有很好的成槽效果，且效率高，但對強度較高的基巖具有一定的局限性。上述問題導致在高強度中風化基巖中成槽，選擇不同的機械及工藝方法直接導致工期、成本及安全質量的差異較大。需要對高強度中風化巖層中地連墻成槽的工藝及機械選型進行研究。

一、巖層中常用成槽工藝

結合工程實際及施工經驗，多方面收集地下連續墻在巖層中成槽的工藝，并咨詢行業相關專家，整理出以下四種成槽工藝。

1.沖抓法成槽

根據同類地層沖抓施工經驗，進行分層沖抓施工，每層厚度0.5m為宜；因圓錘直徑為0.76m，每幅長6m，再考慮鎖扣管直徑，即每層需10點位相切沖擊。

（1）第一步：SG60成槽機抓取巖層以上土體。

（2）第二步：采用手拉式70沖擊鉆機配直徑0.76m圓錘按巖層厚度0.5m沖孔。

（3）第三步：采用手拉式70沖擊鉆機配方錘（型號0.76×1.20m）按巖層0.5m整修槽壁。

（4）第四步：SG60成槽機清槽，抓取巖層沖擊后的碎渣。

（5）第五步：以上第二步至第四步按巖層每0.5m循環，直至成槽至設計底標高。

2.潛孔錘引孔+沖擊鉆沖孔成槽

（1）第一步：SG60成槽機抓取巖層以上土體。

（2）第二步：潛孔錘引主孔，標準幅為5個。

（3）第三步：采用手拉式70沖擊鉆機配直徑0.76m圓錘按巖層厚度0.5m沖副孔，標準幅為5個。

（4）第四步：采用手拉式70沖擊鉆機配方錘（型號0.76×1.20m）按巖層厚度0.5m整修槽壁。

（5）第五步：SG60成槽機清槽，抓取巖層沖擊后碎渣。

（6）第六步：以上第三步至第五步按巖層每0.5m循環，直至成槽至設計底標高。

3.銑槽機成槽

銑槽機是一個帶有液壓和電氣控制系統的鋼制框架，底部安裝 3 個液壓馬達，水平向排列，兩邊馬達分別帶動兩個裝有銑齒的滾筒。銑槽時，兩個滾筒低速轉動，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達驅動泥漿泵，通過銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿排到地面泥漿站進行集中處理后返回槽段內，如此往復循環，直至終孔成槽。銑槽機的垂直度應與槽段軸線一致，并由兩個獨立的測斜儀監測，其數據由駕駛室內的電腦處理并顯示在液晶屏上，從而駕駛員可隨時監控并通過改變銑槽機的轉速來實現對銑槽機垂直度的調整。

（1）第一步：SG60成槽機抓取強風化巖層以上土體。

（2）第二步：寶峨BC25銑槽機銑巖層，直至終槽。銑槽機單孔銑槽尺寸2.8m，每個一期槽段先銑兩端，再銑中間剩余部分。

4.旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽

（1）第一步：SG60成槽機抓取巖層以上土體。

（2）第二步：旋挖引主孔，標準幅為5個。

（3）第三步：采用手拉式70沖擊鉆機配直徑0.76m圓錘按巖層厚度0.5m沖副孔，標準幅為5個。

（4）第四步：采用手拉式70沖擊鉆機配方錘（型號0.76×1.20m）按巖層厚度0.5m整修槽壁。

（5）第五步：SG60成槽機清槽，抓取巖層沖擊后碎渣。

（6）第六步：以上第三步至第五步按巖層每0.5m循環，直至成槽至設計底標高。

二、成槽工藝對比及選型

對地連墻在巖層中成槽四種工藝進行對比分析，同時結合項目實際，采用旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽工藝，無論從工期上還是造價成本上相對合適。四種成槽工藝對比分析如表1。

表1 四種成槽工藝對比分析表

三、旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽施工工藝原理

本項目大部分地連墻墻底位于強風化層，裂隙發育，強烈破碎。僅SW-28/SW-29兩幅墻區域揭示出現透鏡體，風化程度弱，巖石強度高，針對該層的力學性能，采用沖擊鉆機，對夾層硬巖先沖擊成孔破壞原有巖層，再利用抓斗成槽機的機械切削能力進行夾層段部分的成槽整形，并施工至設計要求標高。針對成槽機抓至強風化層，抓斗進尺困難、強風化巖層較硬的墻幅，采用旋挖機進行引孔，再利用抓斗成槽機施工至設計要求標高。

四、結語

綜上所述，在中風化巖層中進行地連墻成槽，尋找到行之有效的施工工藝十分關鍵，直接決定施工任務能否順利完成。堅硬的巖層中成槽，關鍵之處在于如何將巖體破碎，本項目通過中風化巖層中地連墻成槽工藝的研究及選型，選擇適用于項目本身的旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽施工技術，既解決了地連墻施工的難題，同時保證了施工質量，順利推動了工程進展。