郭庆

摘要：深圳地铁7号线地质复杂，地层变化大，大量存在上软下硬地层，对连续墙施工工期有很大影响。茶光站地下连续墙设计位置穿越较厚的中风化岩层，嵌置位置多为微风化或中风化花岗岩岩层，若按照传统工艺施工，施工成孔工效低，无法满足工期要求。从实际出发，为确保工期、安全、质量等要求，在围护结构施工中采用了预制钢套筒导向嵌岩系统，有效解决了上述技术难题，达到了预定的工期目标并取得极大的工程效益。

关键词：地铁车站；深基坑；围护结构；施工

中图分类号：U231文献标识码： A

1、工程简介

茶光站为深圳地铁7号线工程中间站，设计起点里程为DK3+063.575，终点里程为DK3+299.975，全长236.4m。车站位于深圳南山区沙河西路与向南的西丽南路“丁”字交叉口南侧，沿沙河西路南北方向布站。车站的东侧为大沙河河堤、西侧为永标大厦和西苑村住宅楼，北端是横跨大沙河的西丽桥。车站采用明挖法施工，主体围护结构采用 800 mm 厚地下连续墙，连续墙接头采用锁口管。

2、预制钢套筒导向嵌岩系统施工工艺

2.1 工艺原理

在地质情况变化较大的地区，尤其是在斜向岩面地层情况下，地下连续墙采用冲击成孔施工，易导致孔洞偏斜，垂直度较差，严重影响成孔率，制约成孔周期，从而造成整体工期的延误，经济损失和工期损失较大。传统施工做法通常是采用协同不同强度岩性的岩石强度，即提起冲击设备，往已经形成的冲击孔中回填与强度较高岩性强度基本相同的岩石，以补强度较弱岩性岩石面的物理强度，使两种或多种强度不同的岩性表面强度基本形同，最终效果为两种或多种岩层其表面受压强度基本达到同一界限，以保证成孔质量，防止偏孔；其回填面高度略高于现有强度较高岩面，重新进行冲击成孔施工。本文所研究的预制钢套筒导向嵌岩系统则不是协同各类岩性不同岩石强度，而是采用分割施工面减小钻头与岩石接触面的方式先行破碎不同强度的岩石，再结合冲击钻机等设备进行钻孔，以减轻冲击钻设备冲击锤头的工作强度，达到加快施工进度和节约成本的目的。

2.2 技术参数

1）车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙，基本墙幅宽度为4.0m、5.0m及6.0m。地下连续墙嵌入全风化、强风化岩层的深度不小于6.5m；嵌入中风化岩层的深度不小于3m；嵌入微风化岩层的深度不小于1.5m。

2）采用CM358A型潜孔钻，钻杆直径76mm，钻头直径138mm，

3）钢套筒采用外径152mm，壁厚6mm钢套筒管，标准长度为8.944m，。

4）选取三块800mm×700mm×2cm厚限位钢板，放置于钢套筒的上、中、下三个部位，下部和中部的限位钢板采用电焊方式与钢套筒焊牢，上部临时点焊。钢围檩采用400mm×800mm型钢，钢管内撑规格为Φ630m×16mm的无缝钢管。

2.3 施工工艺流程

地质补勘→现浇导墙→成槽施工→加工预制钢套筒导向嵌岩系统→预制钢套筒导向嵌岩系统就位→嵌岩钻机就位→嵌岩钻机钻进→成孔→移除预制钢套筒导向嵌岩系统→冲击钻机就位→冲击钻机钻进→地下连续墙成孔→清槽。

2.4 预制钢套筒导向嵌岩系统施工工艺

2.4.1 钢套筒选材及孔位布置

（1）选取三块800mm×700mm×2cm厚限位钢板，在每块限位钢板上画出潜孔钻孔位的点位，分7个或9个两种，以该点位为圆心画直径为152mm的圆，用彩色粉笔或石笔画出该圆的轮廓，用氧气乙炔火焰枪进行切割。

（2）将分7根或9根两种将直径152mm的钢套筒穿入限位钢板的圆孔中，三块限位钢板分别放置于钢套筒的上、中、下三个部位，下部和中部的限位钢板采用电焊方式与钢套筒焊牢，上部临时点焊，这样可根据地下连续墙孔深调节钢套筒的长度。钢套筒的标准长度为8.944m，现场准备若干1m、2m、5m等长度的临时钢套筒，可根据孔深选择临时钢套筒焊接在标准长度的钢套筒上。

图1预制钢套筒导向嵌岩系统成品照片

（3）孔位布设

标准段地下连续墙6m槽段按五个主孔（1～5），4个副孔（6～9）进行布设。

2.4.2埋设预制钢套筒导向嵌岩系统

冲击钻机完成软质地层钻孔后，吊装安放预制钢套筒导向嵌岩系统，根据孔深选择合适长度的钢套筒，选择原则为宁长勿短。将预制钢套筒导向嵌岩系统吊起，用水平尺或锤球检查，保证预制钢套筒导向嵌岩系统的垂直度；下放至槽孔过程中速度应缓慢，防止碰到槽壁导致槽孔坍塌或钢套筒变形；下放至孔底后用钢筋穿过钢套筒间隙横跨在地下连续墙导墙的混凝土面上，两侧放置重物防止位移。高于导墙的钢套筒用氧气乙炔火焰枪切除，将预制钢套筒导向嵌岩系统上部的限位钢板下放至横跨钢筋上点焊固定，参见下图：

图2钢套筒的切割及预制钢套筒导向嵌岩系统的定位

2.4.3潜孔钻成孔

潜孔钻机就位后，首先，钻头对准布置好的钢套筒孔位后，用水平尺或锤球检查，保证钻杆垂直度，然后，开始钻进。每节钻杆长度为3米，钻进过程中通过添加钻杆达到设计孔深。钻机配套动力为一台型号为LG-16/13GY排气量16m³的空气压缩机。钻进过程中，一方面，潜孔钻机通过活塞杆往返运动，使回转供风机构向前滑动，钻具以一定轴压作用于孔底，实现凿岩推进；另一方面，通过其空心轴把高压风送入钻杆直达冲击器，经由钻头通风孔完成孔底吹碴动作，将孔底杂物吹出孔外。

2.4.4冲击钻成孔

地下连续墙槽内潜孔钻机施工完成后，继续采用冲击钻机进行钻进施工，本工艺选用CK-6C型冲击钻机进行冲击成孔作业。冲击钻孔前，司钻人员必须先熟悉地质状况，确定所处地层，依据地质岩性调整钻进参数。钻进过程中冲击钻机不能产生位移或沉陷，否则应及时处理。处理孔内事故或因故停钻时，必须将钻头提出孔外。桩机就位后开始钻孔。冲击岩石使其破碎,然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑第一时间排出孔外。如此循环往复，直至钻至设计深度。钻进过程中注意调整成孔垂直度，成孔深度不得小于设计深度。

2.4.5泥浆净化器清槽

冲击成孔后，重复成槽施工工序，利用液压成槽机开挖，槽段开挖到设计标高后，采用泥浆净化机进行清槽施工。在导墙上安装泥浆净化机，入口通过钢管连接至潜水泥砂泵出口。用吊车起吊泥砂泵将其放置至槽底，直接将槽底含石屑的浓泥浆抽出至泥浆净化机。通过净化机旋流分离作用，将泥浆排放回槽段内，石屑经过净化机振动筛排至地面，石屑经分离作用，含水量及含泥量均较低，可直接装车外运。

3、结语

在地下连续墙冲击成孔施工过程中，斜向岩面岩层地质结构容易导致冲击孔洞偏斜，垂直度出现较大偏差，严重影响成孔效率，制约成孔周期，从而造成整体工期的延误，经济损失和工期损失较大。本文依托项目实际，研制开发了预制钢套筒导向嵌岩系统，有效解决了冲击钻机冲击成孔过程中遇微风化和中风化花岗岩坚硬岩层斜向岩面冲击孔洞偏斜的技术难题，节约人工费、机械租赁费及施工用电费约35万元，工期提前60天。项目研究成果的应用，对整个地铁7号线和类似地质结构的地铁线路及房屋建筑等领域的坚硬岩层的深孔基础施工影响巨大。

参考文献：

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