复杂环境下粉砂及硬岩地层超深地连墙成槽施工技术

吴伟文（武汉誉城建设集团有限公司，湖北武汉 430062）

二七路过江通道（解放大道-沿江大道段）工程项目地下连续墙项目最深深度为 61 m 及墙底进入中分化岩中（中风化泥岩 6.8 MPa、中风化砂质泥岩 21.8 MPa、中风化含钙砂质泥岩 42.1 MPa）成槽工效显著降低。[1-4]随着成槽工效降低，成槽时间延长，槽段稳定性降低（大断面砂层），超深地下墙质量风险急剧增加；针对现场存在的问题，拟通过优化泥浆配比、选用抓铣成槽工艺，进行地下连续墙施工。[5-6]

1 工程概况

二七路过江通道（解放大道-沿江大道段）工程项目起点位于二七路解放大道交汇口，止点位于沿江大道，整个项目位于二七滨江商务核心我，四周较为空旷，多为施工工地。长约 550 m，为二七路过江通道与地铁 10 号线共建段，其中二七滨江商务核心我地下环路正在施工。

场地岩土层自上而下划分为6个单元层：第（1）单元层为人工填土层（Qml）及新近冲积粉土夹粉砂层（Qal）；第（2）单元层为第四系全新统冲积一般黏性土层（Q4al）；第（3）单元层为第四系全新统冲积（Q4al）黏性土与下部砂性土层之间的过渡层；第（4）单元层为第四系全新统冲积（Q4al）砂土层；第（5）单元层为第四系全新统冲积（Q4al）砂夹砾卵石层；第（6）单元层为志留系（S）的泥岩、砂质泥、含钙砂质泥层。勘察期间测得水位在地面以下9.0 m～12.2 m 之间，相当于标高 15.3 m～18.0 m，建议施工前设置水文地质观测孔进行长期观测，观测承压水位的动态变化。

2 地下连续墙施工情况

车站、我间及工作井主体地墙采用 1000 mm、1 500 mm地下连续墙，附属采用 800 mm 和 600 mm 地墙。东端头井加固素墙采用 800 mm地墙。具体地墙深度详如表 1、表2 所示。

表1 A 区地下连续墙统计表

表2 区地下连续墙统计汇总表

考虑到施工误差及保证结构的有效净宽，主体地下连续墙施工时外放尺寸为 7 cm。附属结构外放尺寸为 5 cm。

3 抓铣成槽施工工艺介绍

根据对二七路过江通道（解放大道-沿江大道段）工程项目地勘的了解及公司的施工经验，拟采用“抓铣结合”的施工工艺进行成槽施工，即槽段上部采用抓斗式成槽，槽段下部采用铣削式成槽机相结合成槽的一种成槽工艺。

3.1 设备选型及参数

二七项目地层中上部为土层，底部 4～5 m 进入中分化岩中，根据地勘、工期要求、施工经验，现场投入两台SG70成槽机，1 台 SX40A 铣槽机及 1 台宝峨 BC40/MC64 铣槽机能够满足施工要求。设备参数如表 3、表 4、表 5 所示。

表3 SG70 成槽机参数表

表4 SX40A 铣槽机参数表

表5 BC 40/MC 96 铣槽机参数表

3.2 抓铣成槽施工工艺

抓铣成槽施工工艺是在槽段上部土体中采用抓斗式成槽，槽段下部进入岩层采用铣削式成槽机相结合成槽的一种成槽工艺。施工工艺流程见图 1。

图1 抓铣成槽施工工艺流程图

4 槽段稳定性控制措施

4.1 施工筹划

根据条件，合理安排各项施工流程，使地下墙施工各工艺施工保持流水作业，减少槽壁自由面空置时间。具体措施如下：

对部门地墙进行槽壁加固，临近滨江苑住宅楼的工作井地下墙两侧采用三轴搅拌桩加固，桩径为 850 mm，中心距600 mm，三轴边距导墙边 0.08 m，加固深度为 19.5 m，可有效防止浅层塌方，减小地墙施工对住宅楼的影响。槽壁加固在地墙施工前完成，并达到设计强度后进行地墙施工。

成槽过程中，及时进行槽段垂直度监测，满足垂直度要求下，加快成槽速率，进入岩层后，使用铣槽机进行成槽作业。

现场泥浆储备满足日最大成槽方量的 4 倍（铣槽机成槽泥浆储备要求），清孔换浆流量控制在 200～300 m3/h，压缩清孔换浆时间。

55 m 以内钢筋笼采用整体吊装，消除对接工序，压缩钢筋笼下放时间。

成槽前，及时与泵站沟通混凝土的运输问题，尽量避开高峰期。

4.2 泥浆指标控制

二七项目地层存在大断面粉砂地层，空置时间过长易发生坍塌，根据企业规程要求及施工经验，泥浆指标以砂性土层指标控制，表 6 为泥浆指标控制标准，分别是：新浆、成槽泥浆，清孔后泥浆（即浇筑混凝土前的泥浆指标），施工中应严格执行以下标准。

表6 泥浆指标控制标准

5 现场施工

5.1 槽段稳定性控制效果

目前二七路 A 我已施工 93 幅地墙，B 我已施工 106幅地墙，通过设备选型提高成槽效率、压缩清孔换浆及下放钢筋笼时间、预先联系混凝土等措施极限压缩各工序的施工时间，减少开挖后槽段空置时间，保证槽段稳定。现场地下连续墙施工中没有出现粉砂地层大断面坍塌现象并且成槽精度符合设计要求。

5.2 硬岩中成槽效率统计分析

地下联系墙成槽过程中，上部土层采用 SG70 成槽，入岩后采用 SX40A 和 BC40 铣槽机成槽，从现场施工效率统计中随机抽取 20 组数据，从图 2 中可知，在中分化泥岩中SX40A 和 BC40 施工效率大致相同，说明在相同双轮输出扭矩、相同双轮最大转速下，国产铣槽机和 BC40 性能相同。经数据处理，SX40A 平均成槽效率为 0.67 m/h，BC40平均成槽效率为 0.73 m/h，在中风化泥岩中成槽速度是可接受的。

图2 铣槽机施工效率统计图

6 结 语

通过二七路过江通道（解放大道-沿江大道段）工程项目地下连续墙施工，针对大断面砂层，依据企业规程和施工经验，采取了压缩地连墙施工中各工序的时间及确保泥浆指标等措施，保证了槽段的稳定；针对墙底进入中分化岩中，通过分析地勘结合设备性能进行设备选型保证了岩层中成槽效率，形成复杂环境下粉砂及硬岩地层超深地连墙成槽施工技术，可为相似地层地连墙项目施工提供借鉴。