惠高飞 刘丰家
中国水电基础局有限公司 天津武清 301700
摘要：结合深圳地铁7号线华强北五、六区深厚硬岩下地连墙的施工，阐述了城市深厚硬岩条件下地连墙施工的工艺流程、施工重难点及采取的针对性措施，以便在同类施工中可以借鉴参考。
关键词：地铁；硬岩；地连墙；工艺流程；结论
Abstract:This paper take the construction of underground continuous wall under the deep hard rock of Shenzhen Metro Line 7 Huaqiang North District five or six, this paper expounds the technological process for the construction of the underground continuous wall under the conditions of deep hard rock in the city, the difficulties in the construction and the targeted measures taken, some experiences obtained from the project are useful for the similar projects.
KEY WORDS: subway hard rock underground continuous wall technological process conclusion
1．工程概况
深圳地铁7号线华强北五、六区车站位于深圳市福田区商业中心，周边电子商城等高层建筑物林立。基坑深度26.66～27.26m，地下连续墙墙身深度25.5～34.0m。所经地层从上往下依次为：素填土、杂填土、淤泥质粘土、粉质粘土、中砂、粗砂、砾质粘性土、砂质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩。地下连续墙厚度1000mm，墙体材料采用C35P10混凝土，嵌入基坑底深度1.5m～9.7m。
2．施工工艺及技术措施
本工程地下连续墙分为98幅槽孔。标准直线型槽段长6.0m，共94幅，L型槽段2幅，Z型槽段2幅。地下连续墙接头采用工字钢接头。
2.1 施工工序及方法
本工程地下连续墙入岩深，中微风化岩层较厚，最厚达9m。仅用液压成槽机不能够顺利成槽，根据本工程的地质情况及施工强度，采用液压成槽机与冲击钻机及钢丝绳抓斗重锤冲凿相结合，钠基膨润土护壁，水下浇筑混凝土的施工方法。
2.2 导墙施工
根据设计图纸要求，导墙为“┓┏”形现浇钢筋砼结构，内侧净宽度比连续墙宽100mm，采用φ12mm、φ10mm二级螺纹钢和φ8的圆钢。导墙深1.5m，厚度20cm，墙体材料为C20混凝土。
L型槽段2幅，Z型槽段2幅，为了保证最小开挖槽段及钻孔入岩需要，导墙拐角处需向外延伸。
（1）导墙基槽施工。由于地连墙轴线附近管线分布较多，开挖时，先人工挖探沟对管线进行确认，管线范围外利用挖掘机开挖，人工配合清基。
（2）墙体及平台施工。按设计要求绑扎钢筋，之后用钢模板立模，模板支撑采用钢支撑。混凝土采取人工配合挖掘机送入模板内，插入式振动器振捣。
2.3 泥浆制备
由于成槽入岩深，造孔时间长，且上部为人工填土层，结构较松散，为了防止在成槽过程中出现槽孔坍塌，因此建设一套泥浆处理系统是地连墙施工的关键设施，由集中制浆站、新浆膨化池、供浆管路、泥浆回收及净化设施等组成。
本工程泥浆主要成分采用钠基膨润土、自来水，添加纯碱。新鲜泥浆的拌制采用3PNL-13型泥浆泵，膨化后的泥浆通过泵吸正循环经供浆管路（内径100mmPE管）输送到施工槽段。冲击钻机清孔出渣时，将清孔管下至孔底，采用气举反循环法将孔底泥浆通过ZX-200型振动筛除去土颗粒和泥沙，经处理后的泥浆重新输送到槽段中。水下浇筑混凝土时，泥浆通过回浆管路输送到回浆池，不合格泥浆输送到弃浆池废弃。
2.4 成槽施工
2.4．1全风化及以上地层成槽施工
全风化及以上地层采用液压成槽机抓取，也称“揭覆盖层”。在岩层厚的槽段中（孔深33m左右），液压成槽机一般能抓取到17m左右深，一旦发现成槽机抓取困难，不再要求成槽机继续抓取，以防止出现偏斜导致下部岩层冲击钻施工困难。
2.4.2强风化、中风化及微风化花岗岩地层成槽施工
进入岩层后，液压成槽机已不能满足需要，采取冲击钻机与钢丝绳抓斗重锤冲凿相结合的方式。冲击钻机先施工导向孔，以保证重锤冲凿过程中不出现偏斜。导向孔施工完毕后，剩余副孔及小墙由钢丝绳抓斗重锤冲凿成槽。
2.4.3接头刷洗
成槽完成后，工字钢接头处采用带有钢丝刷的方锤在工字钢一侧的凹槽内上下来回刷洗，直至将工字钢凹槽内附着的泥沙、泥皮等清刷干净，以保证工字钢接缝处不渗水。
2.4.4清孔及换浆
采用气举反循环法清孔，先将清孔管下至孔底，再利用高压管将压缩空气送至清孔管底部，利用空气射流作用将槽孔底部比重大的含砂、石泥浆经清孔管喷入振动筛，通过振动筛除去砂、石、土颗粒等，经过滤后的泥浆重新流入槽段内。部分槽段施工时间长，泥浆不具备使用条件，同样采取气举反循环法将浆液通过回浆管路输送到弃浆池，同时槽孔上部补充新鲜浆液，通过多次浆液的置换循环，新鲜浆液就能将含砂、石泥浆全部置换出来。
2.4.5钢筋笼制作与吊装
现场设置钢筋笼加工平台，按设计图纸及规范要求，按如下顺序进行钢筋笼加工：先铺设下层水平筋，再铺设下层主筋，并焊接牢固，焊接底层保护垫块，然后焊接桁架筋，再焊接上层水平筋和纵向主筋，然后焊接拉结筋，吊筋，最后焊接预埋件。工字钢接头与钢筋整体焊接，为了防止混凝土绕流，在工字钢板上焊接宽1m薄铁皮，同时在工字钢一侧的凹槽内固定泡沫板。工字钢接头示意图见图1。
图1 工字钢接头示意图
钢筋笼吊装采用1台250t履带吊和1台150t履带吊双机抬吊空中回直、整体入槽的施工方法。横向设置4个吊点，纵向设置5个吊点，扁担用5cm厚钢板加工制作。
2.2.6混凝土浇筑
混凝土采用压球法开浇、直升导管法水下浇筑混凝土，导管选用φ250mm快速接头钢导管，每节长2.6m。导管底端距孔底30～50cm，灌注过程中，要勤测量砼面上升高度，控制导管埋深在2~6米之间，灌注过程要连续进行，中断时间不得超过30分钟，灌到墙顶位置要超灌0.3~0.5米。
3．本工程重、难点及针对性措施
3.1入岩深且岩层硬
该工程77幅槽孔入中、微风化花岗岩，入岩最深达9.7m，冲击钻机平均钻进工效仅为0.6～0.8m/d，前期施工有8幅槽孔平均成槽时间为28d，成槽效率低。
在后续施工中，通过改进施工工艺，采用液压成槽机抓取覆盖层、岩层中冲击钻钻打先导孔、钢丝绳抓斗重锤冲凿相结合的施工方法，平均成槽时间为11d，成槽效率提高61%。具体施工措施为：首先由液压成槽机抓取覆盖层，对于液压成槽机未能抓取的中微风化基岩，为了保证槽孔的垂直度，再由冲击钻机钻打导孔，最后由钢丝绳抓斗的重锤冲凿。
在中、微风化等岩层较厚地层中施工，钢丝绳抓斗的重锤冲凿极大地提高了施工效率。其优势主要表现在如下几个方面：
①钢丝绳抓斗（HS855HD）的重锤重达10t，且冲程能达6～8m，冲击力度大。
②出渣方便、效率高。相对于冲击钻机，不用下设清孔管接通振动筛，需要出渣时只需将重锤换成斗体，而后入槽直接抓取沉渣等。
③移动灵活。钢丝绳抓斗在施工平台上移动自如，槽孔中心对位准确、快捷。而冲击钻移位相对麻烦，需要吊机配合，同时存在一定的安全隐患。
3.2垂直精度要求高
该工程垂直度为1/300，槽段的偏斜率严重影响地连墙的成槽质量。若槽孔垂直度发生偏斜，不仅会造成钢筋笼无法下设，还会造成地连墙相邻槽段搭接不上，致使地连墙墙体不连续。
由于地层复杂、岩层硬且在同一标高上岩层分布不均匀，极易造成槽孔偏斜。偏斜主要集中在中、微风化岩层，为了保证槽段垂直度，在导墙上设置基准线，每进尺0.5～1.0m用钢卷尺测量。测量时，将冲击钻钻头下放至距孔底10cm处，保证钢丝绳处于拉紧垂直状态，量测钢丝绳中心线与基准线的距离，通过几何关系求算出孔底偏斜率。若超出允许范围，将钻头提至偏斜处上部，以修槽方式上下反复冲击，直至孔斜率满足要求。若偏差过大难以纠偏时，回填坚硬卵砾石，重新缓慢钻进。槽段终孔后利用超声波测斜仪进行孔壁和偏斜情况的测量。
图2 管线保护图
3.3清孔出渣
由于地层原因，液压抓斗成槽深度有限，槽段剩余10～18m主孔的进尺是靠冲击钻机来完成的，清孔出渣的效率直接影响成槽时间的快慢，而抽桶出渣法在城市地铁施工中是不允许使用的。若每个槽段仅是独立的清孔出渣，清孔效率低，并且空气压缩机、振动筛等设备得不到充分利用。为了保证在资源有限的前提下提高清孔出渣效率，关键是建设一套完备的清孔出渣系统。
沿地连墙一侧布置一条长约80m的DN50mm钢制集中送风管，端头布置 1台压缩空气机，集中送风管每隔10m设置一开关阀以便向槽段内通入压缩空气。清孔出渣时，将清孔管下至距孔底10cm处，并将压缩空气通过管路送至清孔管底端，含砂、石等比重大的泥浆在空气射流作用下经清孔管通过回浆管路喷入振动筛，经振动筛除去砂石，经过滤后的浆液通过送浆管路流入槽段。每个ZX-200型黑旋风能同时满足3个槽段清孔，某区地连墙轴线长146m，高峰期有6个槽段同时由冲击钻机钻打先导孔，2台ZX-200可满足6个槽段的同时清孔出渣，大大提高了出渣效率。
3.4被管线等障碍物占压槽段较多
地铁车站地连墙施工过程中，难免会遇到电力、通信、给水管、污水管等各种管线，管线产权单位的改移往往不能满足地连墙施工进度的要求。对于有回余量的管线（电力、通信等）可拨移到相邻已浇筑槽段上。对于给水管、污水管等管路可联系相关产权单位申请夜间暂停一段时间，通过加长引管改移到相邻浇筑槽段上，释放原被管路占压槽段。对于不能改移的管线可联系设计单位改变管线下槽段的施工方案，管线保护见图2。
4．结语
该工程工期紧、任务重，通过改进施工方法、优化施工方案等技术措施不仅成功的解决了硬岩下施工效率低的难题，还成功的完成了管线下槽段成槽浇筑的问题。通过该地下连续墙施工，得出如下结论：
（1）冲击钻机和钢丝绳抓斗重锤冲凿相结合的施工方法在硬岩下地连墙施工中是完全可行的，并取得了良好的效果，与单纯使用冲击钻机钻打基岩相比，大大的节约了施工成本。
（2）地铁站地下连续墙施工，地下管线分布多，施工单位针对管线占压槽段，不能单纯地依靠管线产权单位改迁后施工，需采取相应的措施施工管线占压槽段。该工程若在管线改迁后施工，工期至少滞后2个月，况且某些管线无法改迁。
（3）地铁站地连墙施工场地往往比较狭小，而基坑内灌注桩和地连墙施工又存在交叉施工。建议灌注桩和地连墙分片区施工，将交叉施工影响降低到最小程度，否则灌注桩和地连墙的施工进度受交叉施工影响都将滞后。
参考文献：
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[3]刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.203-205.
论文作者:惠高飞,刘丰家
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/27
标签：管线论文; 泥浆论文; 抓斗论文; 岩层论文; 工字钢论文; 钢丝绳论文; 振动筛论文; 《基层建设》2016年3期论文;