水利工程地下連續墻施工技術要點

黃樹梅

（廣東平建建設集團有限公司，廣東 梅州 514000）

1 水利工程地下連續墻施工原理

地下連續墻施工是基礎施工中的關鍵性技術，在開展此項施工作業的過程中，需在正式的土方開挖作業實施之前，利用特定型號的挖掘機械在泥漿護壁符合施工要求的前提下每次開挖特定長度的溝槽。當開挖深度與設計標準相符合以后，立即清除沉淀的泥渣，隨后將已經在地面加工好的鋼筋骨架，使用特定的起重機械吊放入填充滿泥漿的溝槽中，最后借助導管向溝槽內澆筑配制好的混凝土，澆筑作業遵循從下到上的澆筑順序，及時置換出其中的泥漿。當混凝土澆筑到設計標高以后，一個單元槽段施工任務完成。各個單元槽段之間的連接，一般可直接使用特定的接頭來完成，在工程現場形成構建連續的地下鋼筋混凝土墻體。如果在工程現場所構建的地下連續墻為封閉狀態，在基坑開挖作業全面結束以后，就可以發揮地下連續墻的擋土和防水效果，使得后續的地下工程施工能夠順利開展。

2 工程概況

以福州長樂國際機場雨水泵站改建工程為例，根據對該水利工程現場的地質、地形等基本情況分析，此工程的基坑安全等級為一級，選用的是地下連續墻圍護結構體系，該泵站改建工程的地下連續墻施工作業開展時，采用的混凝土等級為C35，而抗滲設計為P8，為有效發揮地下連續墻的防護作用，該泵站改建工程中的地下連續墻厚度為800 mm，共布設了14 幅地下連續墻，豎向主筋和水平鋼筋均采用的是HRB400級鋼筋。

3 地下連續墻施工難點

3.1 成槽難度大

福州長樂國際機場雨水泵站改建工程項目中的地下連續墻施工作業進行中，墻體厚度和深度分別為800 mm、30 m，為達到最佳的施工效果，在整個施工作業進行中，對于開挖的抓斗重量、高度、開閉斗壓力、斗體鉸接能力等均有著極高的技術標準，因為這些參數都會最終影響到開挖工作中的抓土能力、進尺速度和成槽垂直度，結合對此工程現場的地質、地形等基本情況分析，成槽處理的難度系數較高，尤其是液壓系統的故障頻發，影響了正常的施工作業進行。

3.2 泥漿護壁穩定性控制難度大

福州長樂國際機場雨水泵站改建工程現場的地質資料顯示，在施工作業進行中現場可能存在孤石分布。在動水情況下，出現槽體塌方事故的概率較高，因此，泥漿護壁過程中，槽體穩定性無法保持。

3.3 鋼筋籠制作、起吊、安裝較為困難

此地下連續墻施工作業進行時，鋼筋籠的長寬高分別為30、6、0.88 m，重量和長度都異常大，使得在鋼筋籠的制作、起吊和安裝方面，都面臨著一定的技術難題，施工作業進行中需加強對鋼筋籠變形的有效控制。

4 水利工程地下連續墻施工技術要點

4.1 修筑導墻

水利工程施工中如果涉及地下連續墻施工作業，首先要從導墻的修筑出發。從整個工程結構體系的構成來看，導墻起著以下幾個方面的作用：在地下墻成槽過程中有著突出的導向作用；成槽施工環節，泥漿液位可以在導墻作用下保持在穩定的狀態下，提高槽壁的穩定性；確保表層土層始終處于穩定的條件下，減少施工中槽口塌方問題的出現；對很多大型施工設備的荷載有著重要的支承作用。在導墻的修筑過程中，需采用特定型號如C20混凝土材料，確保導墻高于地面10 cm，以避免地面水直接流入槽內而引起的工程質量問題。導墻修筑嚴格遵循場地平整、定位測量、挖槽和棄土處理、鋼筋綁扎、支設模板、混凝土澆筑、拆模和導墻外側回填土的流程。導墻開挖中的相應質量驗收標準如表1所示。

表1 土方開挖工程質量檢驗標準表（mm）

4.2 挖槽

地下連續墻的施工流程繁多，挖槽是其中一個關鍵環節，在整個地下連續墻施工中所用工期較長，為提升整體的施工效果，施工人員要結合現場情況，致力于挖槽段的施工效率提升，以通過這一方式來有效縮短地下連續墻施工周期。挖槽環節重點要進行槽孔形狀和垂直度的控制，否則，一旦槽孔形狀或者垂直度達不到施工的質量標準，勢必無法保障地下連續墻的施工質量。挖槽施工環節，施工人員要結合現場情況，進行單元槽段的合理劃分，并結合施工要求，選擇特定型號的挖槽機械設備，做好挖槽環節每一個細節的有效控制。槽段劃分指的是進行地下連續墻每一個單元長度的有效確定，根據工程領域的地下連續墻施工經驗，槽段長度一般維持在4～8 m 范圍內。在槽段長度的確定方面，需考慮的因素非常多，主要包含了以下因素：①地質條件。當工程現場的土層條件較為不穩定時，為避免后續施工作業中的槽壁倒塌問題，可適當減小單元槽段的長度，單元槽段長度偏小，不僅可以縮短后續在此槽段開挖中的時間消耗，更能夠使開挖作業進行時，槽壁在泥漿中的暴露面得以有效減小。②地面荷載。當附近有較大的地面荷載時，為提高槽壁穩定性，同樣要適當減小單元槽段的長度。③起重機起重能力。在利用起重機械來進行槽段鋼筋籠的吊裝時，一般采用的是整體吊裝的方式，在這一吊裝方式下，吊裝更為安全，但在鋼筋籠起重時，施工人員可以根據起重機的起重能力大小，來對鋼筋籠的重量和尺寸加以評估，在此基礎上來確定單元槽段的長度，最大程度上保障單元槽段長度的合理性。④單位時間內混凝土的供應能力，正常情況下，單元槽段內的混凝土澆筑作業應在4 h 以內全部完成，在考慮這一因素的前提下，單元槽段長度=4 h混凝土最大供應量/（墻厚×墻深）。⑤泥漿池容積。根據工程經驗，泥漿池的容積一般要在各個單元槽段挖土量的兩倍以上。在整個挖槽作業進行中，必須保障挖槽施工作業的連續開展，且要確保全部施工人員都能夠嚴格遵循相應的施工標準和規范，一旦在挖槽作業中出現了中斷情況，相應的施工人員要立即將挖掘機從槽中提出，以避免塌方造成挖掘機被掩埋。挖槽作業中，必須將護壁泥漿高度保持在正常標準內，如果在成槽過程中遇到了堅硬巖石層，導致鉆抓或者鉆孔進尺困難，可以與沖擊鉆配合施工，來保障良好的成槽效果。

4.3 清底

當單位槽段開挖到設計標高的要求以后，就需要進入清底環節，這一環節的工作重點是要將槽底的淤泥和沉渣都清理干凈。通常的清底工作，主要選用的是壓縮空氣升液法、砂石吸力泵、排泥和潛水泵排泥的方式。在槽段開挖作業全面結束且經驗收以后，就要進行泥漿反循環，這一過程也就是采用換漿法來完成清底作業的過程。

4.4 鋼筋籠制作

當導墻施工全面結束且達到施工要求以后，就要開始鋼筋籠的制作，鋼筋籠的制作質量是否達標，與地下連續墻的結構性能等有著直接的關系。鋼筋籠的制作是為了給后續的混凝土澆筑提供便捷，將澆筑以后的構件直接放置到槽內，形成連續的地下墻體。根據當下工程領域的地下連續墻施工經驗，在鋼筋籠的制作環節，首先要結合總體的施工要求來進行鋼筋規格的選取，確保最終所選擇的鋼筋規格與總體的施工設計要求相一致。

4.5 泥漿護壁

在水利工程的地下連續墻施工作業中，泥漿護壁是關鍵性的施工工序，泥漿在整個施工作業中有著突出的作用，具體表現在以下方面：一是護壁作用。泥漿性質特殊，具有一定的密度，一旦在施工作業進行中，槽內泥漿液面超過了地下水水位高度，槽內泥漿勢必會對槽壁產生一定的側壓力作用，這種情況下，泥漿也就起到了液體支撐的作用，泥漿的這一作用實現，使得在施工作業中出現槽壁倒塌和剝落的概率顯著降低，對地下水的滲入起到了重要作用。二是攜渣作用。泥漿同樣存在一定的黏度，這一特性使得在現場的施工作業進行中，泥漿可以將鉆頭式挖槽機挖下來的土渣都加以懸浮起來，使得土渣能夠與泥漿同步排出槽外，且泥漿的使用還能夠避免土渣在開挖面上的過度累積，從而使挖槽機械可以保持正常的運轉狀態；三是冷卻和潤滑作用。伴隨著泥漿護壁作業的實施，泥漿的使用也就能夠減小鉆具的連續沖擊或者回轉的溫度變化，在泥漿良好的潤滑作用下，鉆具磨損大大減弱。地下連續墻施工的泥漿制作中，黏土、純堿和水是關鍵的材料，需借助于泥漿攪拌設備來完成對應的泥漿制作，首先將水加到1/3，隨后在其中撒入一定量的CMC 粉，利用軟軸攪拌器將大塊的CMC 粉攪拌成小顆粒，持續加水攪拌。福州長樂國際機場雨水泵站改建工程中的地下墻施工采用膨潤土造漿護壁，地下墻接頭采用焊接H型鋼+雙雌雄頭接頭形式，地下墻成槽采用金泰SG-40A 成槽機一臺，根據需要再增加一臺，地下墻鋼筋籠整體吊裝，主吊為250 t履帶吊，輔吊為150 t。

因為泥漿性能對地下連續墻施工質量的直接影響，在泥漿的制作過程中，往往要遵循相應的泥漿制作規范來進行。當下的工程領域，針對水利工程地下連續墻施工作業中的泥漿，一般可選取膨潤土泥漿、聚合物泥漿、CMC泥漿和鹽水泥漿等多種形式，但每種泥漿都適用于不同的地基條件，為達到地下連續墻良好的施工效果，工程人員應結合現場的地基條件和特點，來進行泥漿種類的科學選擇，確保泥漿種類和地基條件的完全匹配性。每一種泥漿的制備過程中，都應該嚴格按照泥漿的配方規定來實施，確保泥漿的強度、黏性等性能符合施工要求。

4.6 導管安裝

導管安裝同樣是地下連續墻施工作業中的關鍵環節，其安裝質量是否達標，與后續的混凝土澆筑有著直接的關系。在導管安裝環節，要注意以下要點：一是結合槽孔的大小情況來選擇特定型號的導管，保障導管直徑的合理性；二是導管正式投入使用之前，要做好對應的水密性檢驗，以通過這一檢驗來確保導管的質量和性能，避免在后續的混凝土澆筑環節出現導管中進水或者進泥漿的現象；三是導管與導管之間要根據水密性試驗時的編號來逐節連接起來，嚴禁亂接；四是導管與導管之間的間距要科學，間距控制是為了避免在后續施工中發現混凝土夾泥的質量問題，根據工程經驗，導管間距保持8～10倍的導管直徑；五是導管底口與孔底的高度要合理，太高或者太低都不利于施工目標的實現，盡可能將導管懸空高度保持在40～50 cm。

4.7 混凝土澆筑

混凝土澆筑是地下連續墻施工的最終施工環節，當鋼筋籠精確就位以后，安排專人對沉淀厚度加以全面檢查，當這一指標符合施工要求以后，在4 h內完成混凝土的澆筑作業，尤其要注意鋼筋籠安裝完成、導管下放與混凝土澆筑的時間間隔，否則，一旦空槽時間過長，將會導致塌孔問題的出現。如果檢查以后發現槽內的泥漿指標、沉渣厚度無法滿足施工的現實要求，要安排專人來完成二次清孔作業，直到全部的指標都符合了施工要求以后方可進入混凝土的澆筑環節。

5 結語

地下連續墻是很多水利工程基礎施工中的關鍵環節，為確保這一支護結構的作用實現，在開展地下連續墻施工時，工程人員要結合對現場情況的全面調研，遵循地下連續墻施工的技術規范和標準，提高施工質量。