摘要：本文主要是介绍在广州珠三角城际轨道交通广佛环线大源车站工程地下连续墙实际成槽过程中，遇到复杂岩石地质时，地下连续墙成槽困难的解决方案。从施工机具和技术措施等方面入手，根据不同的情况，优化施工参数，总结出一套适合本工程的地下连续墙深层入岩的施工技术，给以后类似工程提供技术参考。
关键字：地下连续墙 成槽 复杂岩石地质
1 工程概况
珠三角城际轨道交通广佛环线大源车站全长541.0m，标准宽25.2m，基坑开挖深度约21.0m，采用明挖法施工。设置地下连续墙186幅，墙厚1.0m，桩长约16.0m~27.0m，其中有146幅穿透强风化花岗岩层和入中风化花岗岩层，剩余40幅入强风化花岗岩层。
1.1 工程地质
本工程地下连续墙下穿的主要地质为（1）0人工填土层、（3）4-1中砂层、（2）3-2粉质黏土层、（3）3-3粉质黏土层、（10）1-1全风化花岗岩层、（10）1-2强风化花岗岩层、（10）1-3中风化花岗岩层。岩石界面起伏较大，横、纵断面岩石面倾斜度高，个别区域孤石明显较多。本工程岩石坚硬，强风化花岗岩天然强度达74 MPa，中风化花岗岩天然强度达112 MPa。
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图1花岗岩取样
1.2 硬岩、斜坡岩和孤石难点
（1）塌孔风险大：地下连续墙下穿有人工填土层和中砂层，硬岩冲孔施工时间长，震动大，极易引发人工填土层和中砂层塌孔。
（2）成槽难度大：地连墙入强风化、中风化花岗岩层，岩石天然强度达74MPa~112MPa，成槽困难，施工周期长、进度无法保证；孤石强度高且埋深无规律，无法挖出换填；下部坚硬岩层多为起伏较大的斜坡岩，冲锤施工易偏孔。
2 地下连续墙施工
地下连续墙施工经过种种试验和设计优化，结合不同地段地质条件，将部分嵌入底板以下且入岩较深的地下连续墙优化为吊脚墙[2]，并形成了以岩层钻孔爆破[3]+旋挖钻+冲击钻组合为主的成槽方式施工。
2.1 部分地下连续墙设计优化变更为吊脚墙
根据地质勘探显示DSK35+287.0~DSK35+333.5和DSK35+705.5~DSK35+771.0段中分化岩石面较高。原设计，地下连续墙伸入底板下3.0m~6.0m。
经过设计优化后，平均每幅墙减少了9.0m的入岩深度，节省了大量的施工时间。
2.2 地下连续墙成槽施工
2.2.1 岩层钻孔爆破施工
根据现场实际地质，强、中风化花岗岩的槽段，，利用“预裂爆破+挤压爆破”的作用机理，达到利用爆炸产生的能量使整体强、中风化花岗岩破裂、分割成块状，然后利用旋挖桩或冲击钻成槽。
（1）爆破参数选择
本工程地下连续墙厚1.0m，槽宽6.0m。每次爆破宽度控制在3.0m~6.0m。靠近附近建构筑物的地下连续墙每次爆破宽度控制在3.0m。
本工程采用潜孔钻机垂直钻孔，孔径为110mm，钻孔完成后，插入直径为90mm的PVC套管，并及时封堵孔口，防止杂物污染堵塞。钻孔沿槽壁边缘均匀布置，装药孔和空孔间隔交叉布置，孔间距400mm。钻进深度分为：非吊脚墙槽深+0.2m；吊脚墙槽深-0.2m，以保证吊脚墙墙底岩石原状无破裂。
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图2 地下连续墙爆破布孔平面图
（2）爆破材料选择
因广州城区要求，炸药药卷选择直径为32mm的具有防水性能的乳化炸药。
（3）单耗计算
根据资料显示，强中风化岩石厚度3m~9m。依据瑞典爆破设计公式，单位耗药量计算：
Q=q1+q2+q3+q4
公式中，q1―基本装药量，是一般地面爆破量的2倍（本工程爆破深度为地下16m~23m）；q2―爆破区域水土压力增量，q2=0.01h；h―埋深深度，单位m；q3―爆破区域覆盖层增量，q3=0.02h1；h1―覆盖层厚度，单位m；q4―岩石膨胀增量，q4=0.03h2，h2―爆破厚度，单位m。
本工程地质条件起伏落差高。因此，每幅地下连续墙施工时，爆破均需按照公式和实际爆破效果进行调整。
2.2.2 旋挖钻+冲击钻钻孔施工
地下岩层爆破后，主孔首先采用旋挖钻掏孔施工，旋挖钻施工至无法钻进为止，剩余主孔部分采用冲击钻进行冲孔作业。副孔采用冲击钻施工。在主副孔均施工完成后，使用冲击钻方锤修孔成槽。
3 施工过程中的问题处理和效率
3.1 强中风化花岗岩硬岩施工
成槽至强风化层，施工进尺困难，冲击钻冲孔后，浆粘度、比重、含砂远远超出了设计值，其对冲锤的浮力明显增大，冲孔效率降低，每天仅进尺0.8m，且护壁能力降低，坍孔的可能性增大。爆破施工后，旋挖钻配合冲击钻施工，每天可进尺3.5m，效率约是原来的4.3倍。
3.2 孤石处理
地下连续墙施工遇到孤石[4]时，结合现场条件，采用与岩石处理的方式一致，即钻孔控制爆破。经现场实际验证，一块2m宽左右的孤石，可在爆破后6个小时内完全破碎，效率颇高。
3.3 斜坡岩处理
斜坡岩[5]是地下连续墙施工的疑难杂症，极易造成偏孔，工期不可控。为解决这一问题，施工时采用：①向槽内填充大块石块至偏孔上方后，继续使用冲击钻冲击，该方法对偏孔严重的效果不佳；②钻孔爆破时，根据地质图，对斜坡岩部分增加适当炸药量，使斜面爆破变缓。而后继续冲击。
4 结论
通过设计变更和引入潜孔钻钻孔爆破+旋挖钻+冲击钻组合的施工方式，解决了强中风化花岗岩硬岩、孤石和斜坡岩等难制约施工进度的难题。为地下工程地下连续墙深层入岩成槽施工摸索出一条可行的道路。另外，需要说明的是，在实际成槽过程中，旋挖钻较冲击钻成槽施工效率提升明显，但其成本同样增加显著，且旋挖钻对斜坡岩处理效果不佳，遇到斜坡岩时反而容易损伤设备。因此，需要进行综合考虑，在可控的情况下，灵活采用不同设备和技术措施，最大效率地发挥各类设备及技术措施的优势，平衡成本和工期的要求，保证施工质量。
参考文献：
[1] 肖建洋．浅谈如何优化及提高斜面硬岩段地连墙施工效率[J]．建筑工程技术与设计，2017（16）：2029
[2] 武玉山．复杂斜面岩地质条件下地连墙成槽施工技术总结[J]．施工方式，2018（8）：95-96
[3] ．硬岩地层水下控制爆破结合冲击钻连续墙成槽施工技术[J]．安徽建筑，2014，21（1）：84-86
[4] 李伟.东莞地铁地下连续墙硬岩爆破施工控制技术[J].河南科技：上半月，2014（4）：163-164
[5] 李志．地下连续墙快速穿越不规则孤石及斜坡岩地层的施工技术[J]．土木工程，2019，8（3）：539-545
论文作者:安夫顺
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6