超深入岩地下连续墙施工中的质量控制

摘要：文章叙述了超深入岩地下连续墙施工中的质量控制，以武汉市轨道交通七号线一期工程第八标段武昌段工作井围护结构为例，列举了为控制施工质量而采取的一系列技术措施，可为同类工程提供参考。

关键词：铣槽机 超深地下墙 工字钢接头 质量控制

1、工程概况

武汉市轨道交通七号线一期工程第八标段土建工程武昌工作井位于临江大道与和平大道之间的秦园路道路下方，工作井施工阶段作为江中大盾构的始发井，同时作为7号线武昌工作井~徐家棚站区间地铁盾构的始发及接收井，运营阶段作为设备房及道路隧道、7号线地铁通行的空间。武昌工作井围护结构采用1500mm厚钢筋混凝土地下连续墙，外包尺寸为52m×66m（含围护墙厚），井壁内衬墙与地下连续墙采用叠合墙构造型式，工作井内衬墙采用逆作法施工，为保证竖向隔渗帷幕的形成，在围护墙外侧设置一圈800mm厚塑性混凝土止水墙。

2、工程地质

本工程地下连续墙深度大，且地层情况不利。武昌工作井地下连续墙穿越大断面砂层，包括④1粉砂层（厚度1.7～9m）、④2粉细砂层（厚度14～42m）及④3中粗砂层（厚度约9.5m），而如此大断面的砂性土极易产生槽体塌方，因此地下连续墙各道工序的施工质量至关重要。表1地墙范围岩层描述表

3、质量控制难点

3.1成槽施工难度大

深度59m，厚1500mm的超深、超厚地下连续墙，且地下连续墙垂直度需达到1/500，成槽施工难度非常大。同时墙体下部进入岩层，地下连续墙底部深入15b-1弱胶结砾岩层约4.0m，入15a-1强风化粉砂质泥岩约4.0m，常规的液压抓斗无法挖除上述岩层。合理选用成槽设备和确定成槽方法是确保成槽施工高效性和地下连续墙施工顺利与否的关键。应对措施：

3.2 H型钢接头处理难度大

地下连续墙接头形式采用H型钢接头，常规的放置接头箱和编织袋装土回填，虽然防渗效果好，但是接头箱顶拔风险较高，一旦发生混凝土绕流，处理难度非常大，而编制袋则会导致铣槽机在铣削槽段时被铣碎的编织袋堵住浆管。

3.3砂性土中成槽质量控制难度大

本工程地下连续墙穿越大断面砂层，抓斗和铣槽机在砂土层成槽过程中会使泥浆中含砂量高，且粉砂土层中粉砂颗粒粒径小，很难被泥浆分离系统彻底分离，这样会导致泥浆中含砂量高居不下，处理不当会造成地下连续墙沉渣增厚，地下连续墙露筋，并增加地下连续墙墙体、接缝夹泥夹砂概率。尤其地下连续墙超大超重钢筋笼的吊装和下放更是需要耗费很长的时间，并因此延长成槽完成和浇灌混凝土前的间隔时间，如泥浆中含砂量不能有效处理，且护壁泥浆指标稍有偏差都会加剧沉渣增厚和地下连续墙夹泥可能。因此严格按规范要求控制泥浆指标，对于成槽后沉渣控制具有重要意义，也是保证地下连续墙施工质量的关键。

4、质量控制应对措施

4.1抓铣结合成槽

针对本工程复合型地层的特点，选用金泰SG60A成槽机和BC40双轮铣槽机共同进行成槽施工。成槽方法采用”抓铣结合”的工艺进行成槽，即浅层粘土和中段全断面砂性土用SG60A液压抓斗成槽，抓斗成槽外形尺寸和铣槽机铣槽外形尺寸一致。抓斗挖到50m深后，换用铣槽机成槽，由于抓斗左右两侧精度较难控制到设计要求的标准，而铣槽机精度可以控制，因此铣槽机成槽时首先用较快的铣削速度将抓斗已经挖好的孔重新再铣一遍，修复成槽轨迹和纠偏，遇到岩层后降低铣削速度，完成岩层的成槽。成槽前必须使用导向架对槽段进行精确定位。双轮铣铣槽速率不宜过快，切削速度宜控制在10cm/min。在工作井地下墙施工前，先对地下墙两侧土体采用双排Φ850三轴搅拌桩加固。武昌工作井地下墙两侧搅拌桩深度为14.5m。

4.2工字钢接头泡沫板填充

采用填塞泡沫塑料和回填土相结合的方式防止混凝土绕流，待相邻的地下连续墙成槽时将泡沫板和回填土一并挖（铣）除。该技术措施既保证了工字钢接头的防渗要求又免去了安放接头箱所存在的风险。见下图：图1 工字钢接头泡沫板填充示意图为了确保接头的防渗效果，H型钢底部封底钢板延伸至槽段底并绑扎一定数量的土袋，以阻断混凝土和砂浆沿封底钢板底部绕流；

2、增设止浆铁皮固定于钢筋笼两侧，阻断砂浆沿H型钢外侧绕流线路；4.3泥浆及槽底沉渣质量控制措施武昌工作井方量最大的地下连续墙为500m3，配置12个泥浆储存筒和30个钢制泥浆箱。泥浆存储量为12×70+30×25=1590m3，

满足单幅地下连续墙3倍泥浆存储量图2 泥浆系统平面布置示意图为解决常规泥浆在地下连续墙施工中，尤其是在地下连续墙施工中其护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等种种方面的不足，选用新型的复合钠基膨润土泥浆。在拌制新浆过程中，我们调整了泥浆配比，确保新浆粘度在>30s,在砂性土中泥浆指标下降明显，需时刻关注并检测泥浆指标，并及时换浆，确保槽段内泥浆的护壁效果。表2泥浆指标表清孔采用宝峨BC40配套的强大的泥浆分离系统进行边铣槽边清孔换浆。槽段终孔并验收合格后，即采用液压铣槽机进行泵吸法清孔换浆。将铣削头置入孔底并保持铣轮旋转，铣头中的泥浆泵将孔底的泥浆输送至地面上的泥浆分离器，由振动筛除去大颗粒钻碴后，进入旋流器分离泥浆中的粉细砂。经净化后的泥浆流回到槽孔内，如此循环往复，直至回浆达到 “砼浇筑前槽内泥浆”的标准后，然后再置换新鲜泥浆。在清孔过程中，可根据槽内浆面和泥浆性能状况，加入适量的新浆以补充和改善孔内泥浆。

5、质量控制措施的实践效果分析

5.1成槽效果分析

采用抓铣结合的成槽工艺，当铣槽机在铣当前槽段时，成槽机可以施工下一幅槽段，施工形成有效搭接，保障了成槽工效。成槽过程中，由于事先在槽段两侧进行了三轴搅拌桩加固，在成槽过程中，无明显的大面积塌孔现象发生。成槽垂直度通过超声波检测，槽段垂直度均小于1/500，精度高于设计要求的3/1000。

5.2接头控制效果分析

在钢筋笼下放过程中，填充的泡沫板在泥浆的浮力作用下，未顶开绑带，浮上来。铣槽机在铣该接头过程中，未发生铣轮卡住情况，工字钢填泡沫板技术措施，可行有效。根据现场实际绘制的混凝土浇筑曲线图，通过实际混凝土面与理论混凝土面上升曲线的比较，以及后续相邻槽段开挖实际情况，接头防绕流技术措施效果良好，没有明显的绕流发生。

图3 工字钢接头填充现场

5.3沉渣控制效果分析

通过液压铣槽机进行泵吸法清孔换浆，大大缩短了槽段清孔时间，减少了槽段搁置时间，增加了槽段的稳定性。根据现场统计，大部分槽段沉渣厚度控制在40mm～60mm，平均为50mm，均小于100mm，满足设计要求

6、结语

1）超深地下连续墙成槽施工采取抓铣结合施工工艺，充分发挥了两种成槽设备的优势特点，形成流水作业。相对于单成槽设备，不仅效率大大提高，大大降低了斗齿的损耗。__