超深地下连续墙施工技术及质量控制

2016-08-09陈磊

大科技 2016年6期

关键词：槽段泥浆盾构

陈磊

（中铁五局（集团）第二工程有限公司湖南衡阳 421000）

超深地下连续墙施工技术及质量控制

陈磊

（中铁五局（集团）第二工程有限公司湖南衡阳 421000）

近年来，随着城市化进程的不断加快，地下空间开发规模日益扩大，这也就使得基坑开挖深度、围护地下连续墙深度不断增加。在实际工程中，要想确保后期基坑开挖作业的安全性，必须要加强地下连续墙质量控制。基于此，本文以某超深地下连续墙为例，对具体施工技术及质量控制措施进行了详细的探讨，以供参考。

超深地下连续墙；施工技术；质量控制

1 引言

目前，地下连续墙技术已经取代了诸多传统施工工艺，并在基础工程中获得了较为广泛的应用。当前，由于基坑开挖深度不断增加，涉及到的地质问题也越加复杂，地下连续墙施工难度日益增大，质量事故发生频率越来越高。基于此，深入研究连续墙的施工技术和质量控制措施具有十分重要的意义。

2 工程概况

某隧道工程线路全长达3350m，该隧道施工采用了明挖与盾构两种施工工艺，其中，明挖段长达551.5m，盾构段长达2248.5m，盾构直径为11.97m，并采用泥水平衡盾构机进行掘进作业。同时，对于该工程明挖隧道围护结构施工工艺，主要采用钻孔灌注桩+双排搅拌桩+钢支撑以及地下连续墙+钢支撑两种。此外，地下连续墙厚度在明挖区间为800mm，盾构井位置为1000mm。地下连续墙深度在明挖区间为28～36m，在盾构井位置为63.5m。

3 超深地下连续墙施工的关键技术

3.1 槽壁加固

依据工程前期专家论证会提出了建议，为了有效改善地下连续墙两侧土质，得到减少塌孔、增加导墙地基承载力等目的，需采用水泥土搅拌桩加固某隧道明挖段地下连续墙两侧，具体如图1所示。

3.2 地下连续墙成槽

在进行地下连续墙成槽施工之前，必须要就将地下管线、障碍物全部清除干净，并且还要将场地平整，做好成槽机报验工作。当钢筋加工场地硬化之后，需制作1～2幅钢筋笼作为备用。同时，还要做好地下连续墙轴线、导墙顶标高与槽段位置的测量防线工作，并将结果上报监理工程师复测，完成之后就可正式进行连续墙成槽施工。在成槽机成槽时，需确保导杆垂直槽段，抓斗张开，然后依据有关标志缓慢入槽抓土。

此外，随着开挖深度的逐渐增加，需要向槽内不断增加新鲜的泥浆，以确保泥浆高度，充分发挥泥浆的护壁效果，避免槽壁坍塌。在成槽过程中，需要依据工程地质与挖槽情况，对泥浆性能进行合理的调整，并且还要将泥浆液面控制在规定的液面高度上，当槽壁易塌时，还需要适当增加泥浆的比重与加重剂。当接近槽底时，则需要适当放慢开挖速度，并对槽深进行仔细的测量，以避免超挖、欠挖问题的发生。

图1 槽壁加固示意图

3.3 清槽

首先要采用撩抓法进行清底，之后采用导管吸泥浆，循环清底，以保证清槽质量。完成清槽之后，槽底泥浆比重要不高于1.15，沉渣厚度要小于100mm。对于前段混凝土接头部位的泥皮，可利用特制的清扫接头工具，并通过在成槽机侧壁上安装涮壁器的方式进行清涮，以保证工字钢表面的清洁，但清刷必须在清槽换浆之前进行。此外，在完成了清槽作业1h之后，需要测定槽底沉淀物淤积厚度≤10cm，槽底20cm处泥浆密度≤1.15为合格。

3.4 钢筋笼制作、吊装

为了确保钢筋笼制作的精度，必须在平整的制作平台上制作钢筋笼，平台需要采用工字钢进行架设，并且还需采用焊接的方式进行固定。在制作钢筋笼时，需要对吊装方案进行全部的考虑。对于63.5m长的钢筋笼的吊装，难度相对较大，工程项目部门决定采用将钢筋笼分成45m和18m两节的方式进行吊装，也就是采用分解吊装工艺进行钢筋笼吊装作业。

钢筋笼的起吊安装是超深地下连续墙施工中难度较大的重点施工工序。该工程地下连续墙最终钢筋笼为DBZ-1、DBZ-2型，具体重量达65t，经过专家讨论之后决定将其制作成两个L型钢筋笼进行吊装。盾构始发井DB-1型双工字钢钢筋笼重量达50t。

通过相关调查发现，250t吊车臂长51.8m、幅度12m，可起吊78.7t的重物，再加上100t副吊车的配合，可满足工程吊装需求。该工程钢筋笼起吊安装需要以最长钢筋笼45.0m以及最大重量为50t为标准进行考虑。通过详细的计算，分配主吊机250t起吊重量为24.9t，副吊机起吊重量为25.1t。基于此，工程主吊为250t履带吊，副吊为100t履带吊。

3.5 水下混凝土灌筑

该工程采用商品混凝土，并通过混凝土拌、车直接运至工程施工场地，然后采用导管进行水混凝土浇筑。该工程灌筑导管采用长度250mm、壁厚3mm的螺旋接头的钢管，导管则采用圆形快速丝扣连接型，上部连接漏斗，此时仅需要运用吊车就可完成所有的灌筑作业，但需确保导管内壁表面的光滑，接头部位还需进行良好的密封，为安装提供便利，还可提供充足的刚度与强度。

同时，还需确保导管安装间距小于3m，导管与槽底间的距离也要保证处于30～50cm范围内。此外，还应当采用双管同时灌筑，并采用测绳下吊测锤的方式，对两端混凝土面高度进行测量，混凝土面应均匀上升，两管处的混凝土面高差要小于0.5m，导管埋深为1.5～3m。

4 超深地连墙施工质量控制重点

4.1 槽壁坍塌的预防与治理

①降低地下水位及承载水压力。②利用高导墙来提升泥浆液面，此时需确保液面的高度超过地下水高度，并且也要高于导墙底面。③对泥浆性能指标进行合理的调整，如果有必要，需掺加适量的重晶石粉，以提升泥浆相对密度。④对于软弱的淤泥质土层与粉砂层，需要预先进行注浆处理，以改善其土质。⑤对于槽段附近的建筑物，需要对地基进行一定的加固处理，以降低其对槽壁所产生的侧向土压力。⑥增强施工管理力度，严禁在槽段两侧位置处堆放土方及钢筋等重物，当然，也不能停置或通行起重机、混凝土搅拌车等重型施工机械。

此外，该工程槽壁两侧采用搅拌桩进行加固，此时需确保加固体的准确性，这主要是因为加固体与槽壁之间的土体极容易发生坍塌问题。对于槽壁坍塌的处理工艺，主要包括填土固结法、填土固化法以及后期处理法。

4.2 地连墙局部夹泥渗漏的预防与治理

在进行钢筋笼的吊放时，如果受到了阻碍，严禁强行将其插入槽内，避免槽壁槽壁。同时，对于清底之后槽内泥浆的性能指标，需要进行严格的控制，以确保泥浆具有良好的护壁性能。当使用2根导管进行同一个单元槽段的浇筑时，应2根导管同时同速下料，并且需确保其间距小于3m，导管与槽段端部的距离也要小于1.5m，各导管混凝土表面高度差也要低于0.3m。

在水下灌筑混凝土过程中，应对混凝土具体上升高度进行实时测量，以保证导管一直处于埋入混凝土状态，埋入的深度应为2～4m。对于混凝土浇筑速度，应超过每小时上升3～4m，避免导管拔离混凝土面问题的出现。对于墙顶灌筑标高，应超过设计标高300～500mm，以确保在去除浮浆层厚的墙顶标高与强度之后依旧能够满足设计要求。在混凝土浇筑过程中，对于导管埋入混凝土方深度，应为1.5～4.0m，避免导管下口脱离混凝土面的问题发生。

此外，如果施工质量得以保证，应尽量减少单元槽段施工周期，以避免槽段闲置期限过长而导致槽段坍塌。对于地下连续墙接头位置，需要严格落实刷壁处理，成槽之后，还应当进行接头清刷操作，此时需要采用专门工具，将接头处刷洗干净，保证没有任何泥沙或者是污物残留。

在结束了接头清刷之后，需要进行清底换浆作业，并且还要对槽宽、槽深、沉淤厚度以及垂直度进行详细的、严格的检查，确保其满足有关规范要求。在完成地下连续墙浇筑施工之后，需要对地连墙接头进行防扰流补抓，以提升地下连续墙接缝质量。

4.3 混凝土防绕流措施及绕流处理措施

该工程地连墙接头采用工字钢止水，并在工字钢外侧处增加了防扰流措施。最初的施工图纸采用φ32钢筋，但通过试验段施工发现，其防扰流效果较差，经过工程项目部门研究之后，将其改为50mm宽的钢皮，效果得到了明显的改善。

对于该工程盾构洞门部位，采用锁扣管接头，在施工过程中，需要安置好锁扣管，之后还要及时回填管北侧的空隙。此外，在发生绕流故障后，以及混凝土强度较低时，均需要及时清理，并利用优质的黏土回填。如果无法及时处理，则需要利用冲击钻破除清理，避免影响到相邻槽段的开挖。