弱风化岩层下地下连续墙施工技术探究

许山山

摘 要 温州市域铁路S2线一期工程土建SG5标段江北工作井采用超深地下连续墙作围护，地墙深入不良地质，硬质岩层，给施工带来了成槽困难、易塌方、渗漏、钢筋笼吊装困难等工程难题，文章在分析超深、弱风化岩层下地下连续墙施工问题的基础上，从设备选型、工艺优化等方面提出可行性方案，保证了地下连续墙的顺利施工。

关键词M超深;地下连续墙;渗漏;吊装

1工程概况

温州市域铁路S2线一期工程土建SG5标段全长6.9km，工程跨越瓯江，江中为盾构段;江北位于乐清市，包括江北工作井、江北矿山段、江北明挖段;江南位于洞头区灵昆岛上，分为区间桥梁段、江南明挖段、江南工作井及始发段。其中江北工作井位于瓯江入海口黄华镇江海船厂地块，船厂地块内原打设有预制桩进行地基改良。南侧距高瓯江北大堤约46m。北部以剥蚀残丘为主，地面绝对标高为：3.7～3.9m，基坑内轮廊长40m，宽18.9～24.6m，深51.80m。

江北工作井地下连续墙厚度为1500mm，地下连续墙深度为58.2m，共计25幅，总方量约11700m3。地下连续墙采用C45（空半格）P12水下混凝土，接头形式为工字钢接头。其分幅接缝处采用φ800mm@500mm旋喷桩止水。

2工程地质及水文地质条件

根据现场勘查报告，地基土在勘察深度范围内可划分为5个工程地质层，11个工程地质亚层，自上而下可分为：①0 种植土、素填土、杂填土（mlQ4），①1 黏土，②1 淤泥，②2 淤泥，③2 黏土，③3 碎石土，④2 含砾黏土，④2-2 角砾土，⑩1 全风化凝灰岩，⑩2 强风化凝灰岩，⑩3 弱风化凝灰岩。江北工作井地下连续墙与该区域的地质剖面关系，如图1所示。

该工程区地表水主要为瓯江及瓯江支流，区域内河道纵横交织，其水位、流量受大气降水影响较大，在丰水期向四周排泄，枯水期由地下水补计给。场地范围内与工程有关的地下水可分为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水两类。

图1 （地层与地下连续墙）剖面关系图

3超深、弱风化岩层下（超深）地连墙施工中的问题

根据设计要求，江北工作井地墙厚度为1500mm，深度为58.2m，属于超深地下连续墙;江北工作井地下连续墙所处区域地质情况复杂，且地下连续墙成槽垂直精度不得低于3/1000，施工要求较高。在施工过程中遇到了如下问题：

a.墙体中部起局部地墙深入③3卵石层约4.0m，深入⑩1全风化凝灰岩约5.0m，深入⑩2强风化凝灰岩约8.0m，下部进入岩层，深入⑩3中风化凝灰岩。该部分岩石强度为60～80MPa，纯抓斗式成槽及“两钻一抓”成槽工艺进度极其缓慢，成槽困难，施工难度大，成槽效率较低。

b.江北工作井地下连续墙工程穿越含气淤泥层、卵石层等不良地质，在施工过程中极易遇到塌方情况。

c.如此深的地墙施工，地墙质量较难控制，容易出现夹泥或者夹砂现象。在之后基坑开挖过程时，如果地墙渗漏，地下水渗入基坑，给工程带来严重的安全隐患。

d.江北工作井地墙最重的钢筋笼长度57.7m，宽5.4m，最重的单幅钢筋笼重量达到132t（含索具），其吊装难度、吊装风险都相当大。

4施工技术

基于以上问题，并结合施工工艺及地层条件，从如下方面提出技术措施保证地下连续墙的顺利施工。

4.1 选择合适的施工设备及成槽工艺

根据图1可以看出，地墙在标高-25.69m左右开始进入岩层，根据岩石强度不同，入岩部分与非入岩部分采用不同的成槽设备。

（1）非入岩部分成槽

采用金泰SG60成槽机。金泰SG60液压抓斗重量15～30t，成槽效率高，切土能力强，其成槽垂直精度可达到1/600，精度高，最大成槽深度达到100m，可用于江北工作井地下连续墙成槽施工。

（2）入岩部分成槽

当成槽深度到达岩层后，原设备金泰SG60成槽机难以在岩层中继续成槽，成槽效率降低，工效变慢，因此选用德国宝峨BC40液压双轮铣槽机进行剩余部分铣槽施工。宝峨BC40液压双轮铣槽机设备性能好，维修率低，设备使用效率高，在强、中、弱风化岩层中的成槽能力和效率优良，具备本工程地下连续墙在岩层中的施工能力。

通过以上两种设备，针对本工程复合型地层的特点，采用“抓铣结合”的工艺进行成槽，即浅层土和中段，利用SG60抓取杂填土和黏土功效高的优势快速成槽。同时在泥浆护壁作用下，利用BC40铣槽机在坚硬岩层中大体积成槽功效高的特点，最终完成对整幅地下连续墙的成槽。

“抓铣结合”施工中，由于液压抓斗成槽精度较低，成槽两侧较难控制达到设计要求，而铣槽机的精度可以很好地控制。因此，当成槽深度到达岩层后，换用铣槽机进行成槽时可用铣槽机对已挖好的槽壁进行修复纠偏。纠偏时速度较快，当遇到岩层后降低铣削速度，切削速度控制在4～6cm/min为宜，当铣槽深度超过8m时，切削速度提高至10cm/min左右，直至完成岩层的成槽[1]。

4.2 地下连续墙塌方控制

（1）对于本工程地墙均需穿越含气淤泥层、卵石层等不良地質，有较大的塌方风险，原设计三轴搅拌桩?850mm@1500mm加固地墙两侧均为8m，依据现场实际情况与设计沟通后，外侧加固深度8m，内侧加固深度穿透②2淤泥层1m。

（2）控制泥浆指标、保证泥浆质量：本工程在泥浆指标控制上适当提高泥浆的黏度和比重。一般新鲜泥浆黏度控制在30～35s，比重为1.03～1.10。选用护壁泥皮薄、韧性强、失水量小，黏度大的优质泥浆。从而提高泥浆的悬浮沉渣能力，增加泥浆的护壁能力，降低沉渣厚度，确保地墙成槽过程中土壁的稳定，避免塌孔现象[2]。

（3）地下连续墙外围设置加厚的混凝土便道，导墙与路面一体浇筑。夯实便道基础后，布设双层双向的?16mm@200mm

钢筋，浇筑40mm混凝土。地墙施工时，控制地面的重载，地墙两侧2m范围内禁止堆放重物，钢筋笼吊装前避免重载车辆从地墙两侧通行。

4.3 地下连续墙渗漏控制

（1）地下连续墙混凝土浇筑时，浇筑导管最底部埋入混凝土表面以下1.5m，混凝土导管采用双导管，间距3m，导管距离槽段端部1.5m以上，浇筑时迅速下料，避免因混凝土供应不足而产生夹泥或冷缝。

（2）采用铣槽机清孔，同时采用优质的复合钠基膨润土泥浆，降低泥浆中含砂率，使清孔后泥浆含砂率小于4%，在成槽后，用钢丝刷、刮泥器等紧贴接头表面，反复上下清理，直至接头刷子表面不再夹杂泥渣为止。这样能有效避免墙体或地连墙接头产生夹泥、夹沙现象，从而提高地连墙接头的防水质量。

（3）减少沉渣。地下連续墙沉渣厚度应小于100mm，沉渣厚度的增加，会给混凝土浇捣造成困难，同时也容易导致地连墙墙体、接头产生夹泥夹渣现象，增加工程风险。而超深、超大地墙施工过程中，不可避免会增加各工序的衔接时间，时间一长，悬浮在泥浆中的沙便会沉下去，导致沉渣厚度增加。因此应优化工序的衔接，调整泥浆指标，加强对泥浆施工过程中的管理与控制。严格按照要求制拌泥浆，除100%换浆外，在混凝土浇捣前，检测沉渣厚度，如不满足要求，必须再次进行清理。在泥浆制备时，先浸泡适量的CMC，在泥浆搅拌桶内迅速搅拌，使其完全溶解，之后静止10～20min，倒入膨润土、碳酸钠、水充分搅拌。在泥浆回收及浇灌混凝土时避免劣化泥浆流入好的泥浆中破坏泥浆。

4.4 超大超重钢筋笼起吊

江北工作井25幅地下连续墙中，7幅地墙因长度，重量较大，为超大超重地墙，需采用分节吊装方案。根据统计，分节吊装最重钢筋笼长度57.7m，宽5.4m，单幅钢筋笼重量达到132t（含索具），吊装选用2台吊机同时起吊。450t履带吊作为主吊，250t履带吊作为副吊。钢筋笼分为上下2节进行制作，上部钢筋笼长22m，下部钢筋笼长35.7m，2节钢筋笼分别起吊。

吊装时，先将下面一段钢筋笼吊入槽壁内，采用钢梁挑住，暂时架在导墙上，下放时应注意观察钢筋笼垂直度，不得强行入槽;然后吊起上面一段钢筋笼，使该段钢筋笼保持垂直状态;当上下两段钢筋笼对准后，缓缓下放上段钢笼;之后将相应纵向主筋用接驳器对接，对于无法顺利对接的钢筋采取焊接方式进行补焊，将工字钢接头部分采用电焊连接，要求双面满焊。接着重新提起钢筋笼下放，直到钢筋笼被所有扁担搁置，并平稳摆放于导墙上，用水准仪测量钢筋笼笼顶高程，校核钢筋笼入槽定位的平面位置与高程偏差，通过增减穿入钢筋或垫板高度来进行调整，使钢筋笼吊装位置符合设计要求[3]。

5结束语

温州市域铁路S2线一期工程土建SG5标段江北工作井超深地下连续墙施工提出“抓铣结合”、塌方及渗漏控制、钢筋笼吊装方面的技术措施，确保了地下连续墙的顺利进行，入岩成槽后，采用超声波检测，墙体质量良好，满足设计要求。为在类似深度、地层情况下的地下连续墙施工积累了经验。

参考文献

[1] 周少良.上软下硬地层地下连续墙施工技术[J].工程建设与设计，

2017，（3）：10-11.

[2] 刘学文. 超深地下连续墙施工技术及质量控制[J].铁道建筑技术，

2014（z1）：241-244.

[3] 金辉. 关于城市轨道交通地下连续墙施工工艺的探究[J].建筑工程技术与设计，2018，（8）：2423.