高海拔地区超深厚地下连续墙施工工效分析

赵婉婷

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

西藏自治区位于我国西南地区边疆，水能资源蕴藏量大，是国家重要的能源储备基地。常存在地形地质条件复杂、覆盖层深厚、节理裂隙发育等特点，天然地基不能满足工程要求，需要进行地基处理。地下连续墙施工，可提高地基承载力和稳定性，改善和加强防渗性能及结构物本身整体稳定性。具有工效高、工期短、质量可靠、施工时振动小、防渗性能好、墙体刚度大等特点，广泛应用于水电工程地基和基础处理工程施工中。加查水电站地下连续墙费用约占围堰总费用的65%[1]，硬梁包水电站、泸定水电站等地下连续墙费用约占挡水坝段费用的20%左右，随着十四五规划西藏水电工程大开发的推进，地下连续墙费用占基础处理工程施工费用的比重会越来越大。由于西藏水电建设项目所处的地理位置、地质条件、施工条件等具有特殊性，常存在超深厚地下连续墙施工的特点，导致现行的编制规定、费用标准和配套定额等不能完全适用。因此有必要开展西藏地区地下连续墙施工工效的研究工作，为后期的水电工程超深地下连续墙施工和经济分析提供参考资料。

1 概 述

地下连续墙成槽设备可根据地层情况、墙体结构型式和设备性能等综合选择，通常采用的设备包括冲击钻机、冲击反循环钻机、抓斗、两钻一抓、液压铣槽等方法[2]，目前各类设备在工程上使用较为成熟，必要时可采用不同设备组合施工[3-5]。目前《水电建筑工程概算定额》(2007年)对不同成槽设备的地层定额耗量、墙厚、槽孔深度进行了规定，工作内容包括制备泥浆、造孔、出渣、清孔、换浆、纪录等过程[6]。除了冲击反循环钻机不适用于黏性土外，其他设备均适用于不同地层的施工，但相应的施工工效略有差异，见表1。

表1 成槽机械特点及定额的适用性

2 分析研究和成果

2.1 槽深系数

西藏某工程海拔高程约3 000 m，地层由黏性土、粉土、粉细砂、中粗砂、砾石、漂石等组成，采用地下连续墙对地基基础进行处理，成墙厚度1.2 m，槽孔深度约115 m，采用抓斗配合液压铣槽机施工。根据《水电建筑工程概算定额》(2007年)，液压铣槽机和抓斗仅对深度60 m内，墙厚1.0 m的地下连续墙施工的定额耗量约定了调整系数，详见成槽机械定额调整系数汇总表2。

表2 成槽机械定额调整系数汇总表

因液压铣槽机成槽定额中未包含墙厚1.2 m的墙厚系数，可参考抓斗定额中1.25的墙厚系数处理。

液压铣槽机60～80 m深度范围内的地下连续墙施工深度系数，可参考两钻一抓定额计列，但对超过80 m以上的深度系数未有约定或参考资料。分析两钻一抓40～80 m范围内的深度系数可知，槽孔深度每增加10 m，深度系数分别增加0.1、0.15、0.25，没有较强的规律性。为推导80～120 m范围内的深度系数，考虑该工程除深度系数外，还需考虑高程系数、墙厚系数和阶段系数叠加的影响，若深度系数外延增加过多，会导致单价编制过高，或偏离工程实际情况。因此，考虑80～120 m范围内，深度每增加10 m，深度系数按增加0.25计列。液压铣槽机成槽深度系数分析表详见表3。

表3 液压铣槽机成槽深度系数分析表

2.2 编制情况

2.2.1 成槽工艺

地下连续墙成槽工程量以设计成墙面积(m2)计量，按成槽轴线长度乘以平均墙身计算[2]。

A=L×H

(1)

式中：A为防渗墙或计算槽段的成墙(截水)面积，m2；L为轴线长度，m；H为平均墙深，m。

以该工程的10个槽段为研究对象，奇数号槽段(1、3、5、7、9号)上部25 m范围内采用抓斗施工，下部25～115 m采用液压铣槽机施工，其中90～115 m范围为基岩层；偶数号槽段(2、4、6、8、10号)全段采用液压铣槽机施工，其中90～115 m范围为基岩层。

2.2.2 抓斗+液压铣槽机施工槽段

抓斗+液压铣槽机施工槽段定额耗量分析见表4。

表4 抓斗+液压铣槽机施工槽段定额耗量分析表

根据不同施工机械、地层深度、地层类型及比例，结合墙厚系数、高程系数、阶段系数、深度系数，对原定额耗量进行调整，得到抓斗(0～25 m)施工段综合定额耗量为71.88台时/100 m2，液压铣槽机(25～90 m)施工段综合定额耗量为25.57台时/100 m2，液压铣槽机(90～115 m)施工段综合定额耗量为119.00台时/100 m2。

2.2.3 液压铣槽机施工槽段

液压铣槽机施工槽段定额耗量分析见表5。

表5 液压铣槽机施工槽段定额耗量分析表

根据不同施工机械、地层深度、地层类型及比例，结合墙厚系数、高程系数、阶段系数、深度系数，对原定额耗量进行调整，得到液压铣槽机(0～90 m)施工段综合定额耗量为31.21台时/100 m2，液压铣槽机(90～115 m)施工段综合定额耗量为119.00台时/100 m2。

(2)

结合奇数槽段、偶数槽段的定额耗量情况，根据不同施工机械、地层深度和成槽面积，计算得到10个槽段的综合定额耗量为54.25台时/100 m2。施工槽段定额综合耗量分析表见表6。

表6 施工槽段定额综合耗量分析表

2.3 项目实施情况

结合项目实施阶段的工程资料，对项目的工时消耗量进行分析。实施阶段的工时消耗包括生产、机械故障、修槽、测斜和清孔时间。有效工作时间指正常负荷下、有根据地降低负荷下的工时消耗、不可避免的无负荷工作和不可避免的中断时间。停工等待和机械故障时间不属于有效工作时间，在工时消耗分析中需予以扣减。

(3)

2.3.1 抓斗+液压铣槽机施工槽段

抓斗+液压铣槽机施工槽段实际耗量见表7。

表7 抓斗+液压铣槽机施工槽段实际耗量表

通过分析抓斗+液压铣槽机施工槽段的实际耗量可知，抓斗(0～25 m)施工段实际耗量为64.46台时/100 m2，比综合定额耗量71.88台时/100 m2低，降幅10.32%；液压铣槽机(25～90 m)施工段实际耗量为27.11台时/100 m2，比综合定额耗量25.57台时/100 m2高，增幅6.03%；液压铣槽机(90～115 m)施工段实际耗量为89.85台时/100 m2，比综合定额耗量119.00台时/100 m2低，降幅24.50%，见图1。

图1 抓斗+液压铣槽机施工槽段综合定额耗量与实际耗量对比分析图

2.3.2 液压铣槽机施工槽段

液压铣槽机施工槽段实际耗量见表8。

表8 液压铣槽机施工槽段实际耗量表

通过分析液压铣槽机施工槽段的实际耗量可知，液压铣槽机(0～90 m)施工段实际耗量为59.62台时/100 m2，比定额耗量31.21台时/100 m2高，增幅91.03%；液压铣槽机(90～115 m)施工段实际耗量为91.61台时/100 m2，比定额耗量119.00台时/100 m2低，降幅23.02%，见图2。

图2 液压铣槽机施工槽段综合定额耗量与实际耗量对比分析图

2.3.3 综合台时耗量分析

汇总10个施工槽段的成槽面积和有效工作时间，得到抓斗+液压铣槽机施工槽段的实际耗量为48.87台时/100 m2，液压铣槽机施工槽段的实际耗量为66.57台时/100 m2，综合实际耗量为54.19台时/100 m2，综合定额耗量为54.25台时/100 m2(见表9)，两者基本相当。

表9 综合台时耗量分析表

3 结 语

1)液压铣槽机成槽单价编制时，在成槽深度80～120 m范围内，深度每增加10 m，深度系数增加0.25是基本合适的。实际施工中综合台时耗量为54.19台时/100 m2，综合定额耗量为54.25台时/100 m2，两者基本相当。

2)抓斗在(0～25 m)施工段和液压铣槽机在(90～115 m)施工段的实际耗量，占定额耗量比分别为89.68%和76.99%，施工效率较高。

3)液压铣槽机在(0～90 m)施工段的实际耗量，较定额耗量增幅91.03%。对比抓斗在(0～25 m)施工段的实际耗量，较定额耗量降幅10.32%；液压铣槽机在(25～90 m)施工段的实际耗量，较定额耗量增幅6.03%可知，液压铣槽机在上部25 m范围内施工效率偏低，对上部漂、卵、砾石含量较多的地层适应性较差。

4)本文主要以西藏某工程地下连续墙施工成槽机械的台时耗量进行分析，具体到其他工程项目可能因地质条件、工程海拔、施工方案等不同存在较大的差异，因此高海拔地区超深厚地下连续墙施工工效需结合工程实际情况做进一步的分析研究。