南太湖流域復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻施工技術(shù)研究

章曉銘

（中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 101100）

0 引言

由于地下連續(xù)墻具有施工振動(dòng)小、墻體剛度大、整體性好、止水性能好、對(duì)周邊環(huán)境影響小安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在鐵路深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用[1-2]。但在長三角南太湖流域，由于復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，地下連續(xù)墻施工過程中，存在成槽效率低，部分槽段易發(fā)生塌孔、漏漿現(xiàn)象，開挖后出現(xiàn)大面積漏漿等質(zhì)量缺陷。本文以杭德市域鐵路舞陽車輛段出入段線工程為例，對(duì)地下連續(xù)墻施工過程中遇到的問題進(jìn)行原因分析，并提出了相應(yīng)的處理措施，解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻施工難題。

1 工程概況

舞陽車輛段出入線區(qū)間總長450.67m，寬20.3m（盾構(gòu)段寬25m）。區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)段為地下一層雙跨箱型框架結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用厚度為600mm的地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻墻趾位于31a-3中風(fēng)化粉砂巖。地下連續(xù)墻接頭采用工字鋼接頭。出入段線地下連續(xù)墻共45幅，地下連續(xù)墻深度20.50～29.75m。地基土物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 地基土物理力學(xué)性質(zhì)表

2 地下連續(xù)墻施工難點(diǎn)分析

（1）卵石層地層成槽易偏斜，且易導(dǎo)致泥漿流失。該工程地下連續(xù)墻穿越圓礫層卵石含量約10%～40%，礫石含量約15%～40%，粒徑一般為0.2～10cm，最大粒徑大于50cm，同時(shí)，卵石層縫隙中填充不均勻，致使成槽機(jī)械抓斗在本地層出現(xiàn)偏移。由于卵石空隙大，滲透系數(shù)大，容易引發(fā)泥漿流失，進(jìn)而導(dǎo)致槽壁失穩(wěn)塌方[3-4]。

（2）地下連續(xù)墻入巖導(dǎo)致成槽時(shí)間較長，在成槽過程中塌孔嚴(yán)重，基本無法順利成槽，槽壁嚴(yán)重塌方導(dǎo)致墻體大量混凝土鼓包，后期需要鑿除，影響支撐架設(shè)的及時(shí)性。

（3）鋼筋籠入槽后，存在圓礫層再次掉落塌孔現(xiàn)象，清孔后沉渣厚度超標(biāo)，影響截?cái)喑袎核笃诳赡軙?huì)造成地下連續(xù)墻沉降。

（4）在灌注混凝土過程中槽壁垮塌，塌體如果被擠到地下連續(xù)墻墻面會(huì)產(chǎn)生地下連續(xù)墻表面夾泥導(dǎo)致嚴(yán)重露筋；如果被裹在地下連續(xù)墻混凝土墻體內(nèi)將產(chǎn)生墻體夾泥空洞，導(dǎo)致嚴(yán)重漏水等質(zhì)量及安全問題。

擬建場(chǎng)區(qū)位于浙北平原區(qū)，勘探深度范圍內(nèi)第四紀(jì)地層發(fā)育，主要為湖沼積淤泥質(zhì)土、沖湖積圓礫。

3 施工中存在的問題及解決方法

3.1 存在的問題

（1）由于地下連續(xù)墻墻趾位于31a-3中風(fēng)化粉砂巖，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD 為60%～90%，飽和單軸抗壓強(qiáng)度范圍值14.8～83.8MPa，利用成槽機(jī)+旋挖鉆機(jī)引孔成槽時(shí)，受卵石地層及中風(fēng)化粉砂巖影響，平均用時(shí)23h，成槽效率較低。旋挖鉆引孔如圖1所示。

圖1 旋挖鉆引孔示意圖

（2）成槽采取三序成槽施工，先抓兩側(cè)后抓中間，當(dāng)施工14～17.5m（圓礫層）時(shí)，出現(xiàn)塌孔，泥漿液面突然由導(dǎo)墻面下0.3m降至導(dǎo)墻面下2m，立即進(jìn)行泥漿補(bǔ)充，測(cè)量槽深為15.5m（原為17.5m）。塌孔后進(jìn)行泥漿檢測(cè)，泥漿比重為1.06，粘度為22s。隨即進(jìn)行超聲波檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)約在14m 處出現(xiàn)塌孔情況，最寬處約1.6m 空洞，如圖2所示。

圖2 槽壁監(jiān)測(cè)

（3）受卵石地層影響，在灌注混凝土過程中槽壁垮塌，如果被擠到地下連續(xù)墻墻面會(huì)產(chǎn)生地下連續(xù)墻表面夾泥，導(dǎo)致該槽段鋼筋籠保護(hù)層減小，出現(xiàn)大面積露筋。

3.2 解決方法

（1）卵石地層特殊地質(zhì)滲透系數(shù)大，容易引發(fā)泥漿流失，進(jìn)而導(dǎo)致槽壁失穩(wěn)塌方。該工程地下水位高，使泥漿滲透較慢，泥皮不易形成，槽壁穩(wěn)定性差，大大影響護(hù)壁泥漿的有效作用。因此需選粘度適中、密度低、失水量小，能形成韌性強(qiáng)的護(hù)壁泥皮的優(yōu)質(zhì)泥漿，并使泥漿靜水壓力更好地作用于槽壁上，防止槽壁脫落，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定槽內(nèi)泥漿須滿足相關(guān)指標(biāo)[5-6]（見表2）。

表2 泥漿性能指標(biāo)

表3 兩種施工工藝效果對(duì)比

（2）引進(jìn)銑槽機(jī)，采用抓銑結(jié)合的成槽工藝，由于0～15m 深度以塘泥及淤泥質(zhì)土、黏土地層為主，采用成槽機(jī)進(jìn)行成槽，15m 以下深度遇到強(qiáng)度高、成槽困難的圓礫、粉砂巖地層則引入銑槽機(jī)，采取抓銑結(jié)合的施工工藝。

（3）在鋼筋籠下放過程中，在開挖側(cè)鋼筋籠表面布置彩條布，彩條布安裝有效隔絕鋼筋與槽壁，防止泥土塌入地下連續(xù)墻內(nèi)，防止了地下連續(xù)墻出現(xiàn)泥土夾層及漏筋的現(xiàn)象[7-8]。

（4）對(duì)槽壁兩側(cè)圓礫層采用雙排三重管高壓旋噴樁進(jìn)行槽壁加固，使槽壁保持穩(wěn)定。

4 兩種成槽工藝實(shí)施效果對(duì)比

4.1 成槽速度

成槽機(jī)+旋挖鉆機(jī)引孔成槽工藝在0～15m 地層進(jìn)尺速度約2.5m/h，平均出土12m3/h；在15m以上地層施工時(shí)進(jìn)尺速度約為0.82m/h，平均出土3.94m3/h。

抓銑結(jié)合成槽工藝在0～15m 地層進(jìn)尺速度與引孔成槽進(jìn)尺速度相同，在15m以下地層施工時(shí)進(jìn)尺速度約為1.67m/h，平均出土8.01m3/h。

抓銑結(jié)合成槽工藝的進(jìn)尺速率和開挖效率明顯高于成槽機(jī)+旋挖鉆機(jī)引孔成槽工藝。調(diào)整后每幅地下連續(xù)墻成槽平均用時(shí)14h 左右，較引孔成槽工藝縮短9h，可縮短總工期約17d[9]。

4.2 成槽質(zhì)量

超聲波測(cè)壁儀檢測(cè)結(jié)果顯示，地下連續(xù)墻垂直度均≤1/300，其中成槽機(jī)+旋挖鉆機(jī)引孔成槽工藝成槽垂直度在1/200～1/300，抓銑結(jié)合成槽工藝垂直度控制在1/100～1/220，改進(jìn)后地下連續(xù)墻成槽質(zhì)量顯著提高，下連續(xù)墻再也沒有出現(xiàn)過塌孔、漏漿的情況，基坑開挖后地下連續(xù)墻基面光滑平順，沒有出現(xiàn)鼓包、漏漿的現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

結(jié)合杭德市域鐵路舞陽車輛段出入段線工程，對(duì)地下連續(xù)墻施工遇到問題及控制措施進(jìn)行總結(jié)，解決了南太湖流域復(fù)雜地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻的施工難題。研究結(jié)論如下：

（1）南太湖流域復(fù)雜地質(zhì)條件地下連續(xù)墻在施工過程中存在的典型質(zhì)量缺陷主要為成槽效率低，部分槽段易發(fā)生塌孔、漏漿現(xiàn)象，開挖后出現(xiàn)大面積漏漿等情況；

（2）地下連續(xù)墻施工要充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，選用合適的施工工藝及成槽設(shè)備，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇適當(dāng)?shù)哪酀{參數(shù)，確保成槽過程中槽壁的穩(wěn)定性；

（3）成槽前對(duì)槽壁兩側(cè)圓礫層進(jìn)行槽壁加固，對(duì)地下連續(xù)墻施工質(zhì)量控制起到?jīng)Q定性的作用。