井筒式地下連續(xù)墻深基礎(chǔ)施工技術(shù)

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川成都 611130）

0.引言

珠三角水資源配置工程輸水線路穿越珠三角核心城市群，該工程全線采用地下深埋盾構(gòu)方式在地下空間建造，盾構(gòu)埋深平均縱深40m～60m，最大限度保護粵港澳大灣灣區(qū)生態(tài)環(huán)境，為未來發(fā)展預(yù)留寶貴地表和淺層地下空間。

作為盾構(gòu)始發(fā)及接收的工作井設(shè)計為直徑35.9m的超大豎井，工作井支護體系采用地下連續(xù)墻深基礎(chǔ)+內(nèi)襯墻形式。

為確保盾構(gòu)工作井井筒式地下連續(xù)墻深基礎(chǔ)安全施工的質(zhì)量和進度，經(jīng)實踐研究總結(jié)的井筒式地下連續(xù)墻深基礎(chǔ)快速成槽施工技術(shù)，具有適用性強、操作性強、施工效率高等特點。

1.技術(shù)工藝原理

井筒式地下連續(xù)墻深基礎(chǔ)快速成槽施工技術(shù)的原理，是利用構(gòu)造接頭把地下連續(xù)墻的墻段連接成一個外形為圓環(huán)形的整體結(jié)構(gòu)。

綜合考慮施工工期、成槽設(shè)備性能，按設(shè)計軸線劃分出數(shù)個槽段單元，并劃分出施工次序，成槽施工時依據(jù)槽段的施工次序進行施工。

在成槽施工前先對軟弱覆蓋層進行加固后與導(dǎo)向槽一體化澆筑；槽孔成槽施工時先挖主孔后挖副孔；根據(jù)地質(zhì)情況和基巖強度采取組合成槽工法，形成流水作業(yè)，發(fā)揮設(shè)備最大效率，優(yōu)質(zhì)高效完成施工。

2.技術(shù)特點

（1）地連墻兩側(cè)的淤泥質(zhì)黏土及泥質(zhì)細(xì)砂采用超前水泥攪拌法加固與“┙┗”型導(dǎo)墻一體澆筑技術(shù)。水泥攪拌法是使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基，有效避免成槽過程中容易出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象[1]。（2）根據(jù)不同的地層特性，有針對性地選用高效的成槽方法。覆蓋層采用液壓抓斗取土施工；強風(fēng)化及更高強度的巖層利用先進的液壓雙輪銑槽機高效成槽，特殊情況下液壓雙輪銑槽機與旋挖鉆機組合的“旋挖引孔+銑槽”結(jié)合施工，旋挖鉆機配合銑槽機形成流水作業(yè)提高成槽效率。（3）槽內(nèi)淤泥質(zhì)黏土具有孔內(nèi)造漿功能，很好地起到護壁的作用，通過泥漿制備、循環(huán)凈化系統(tǒng)，實現(xiàn)固壁泥漿循環(huán)應(yīng)用，槽內(nèi)渣土進行資源化利用，在保護施工生態(tài)環(huán)境的同時也降低了施工成本。

3.施工技術(shù)流程

井筒式地下連續(xù)墻施工技術(shù)主要流程為：施工準(zhǔn)備（場地準(zhǔn)備、臨建系統(tǒng)建設(shè)、設(shè)備組裝等）→軟塑性土加固→導(dǎo)墻施工→成槽施工→鋼筋籠下設(shè)→水下混凝土澆筑成墻。

4.技術(shù)要點

4.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備主要包括對施工區(qū)域進行通水、通電、進場道路建設(shè)及場地整平硬化，設(shè)備安裝、測量放線等。

4.2 上部軟塑性土加固

由于導(dǎo)墻基底自穩(wěn)能力差、透水性強、工程地質(zhì)條件較差，要加強對軟塑性土的處理，避免在成槽過程中地下墻槽壁出現(xiàn)連續(xù)坍塌，超前采用水泥攪拌法進行加固。其技術(shù)要點是：（1）水泥土攪拌法施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進行工藝性試樁，試樁樁位可選擇設(shè)計原樁位處。（2）攪拌采用“四攪三噴”工藝，鉆頭每轉(zhuǎn)一圈的提升（或下沉）量以1.0cm～1.5cm為宜。（3）樁位的偏差不得大于20mm，垂直偏差不得超過0.5%。（4）樁長達(dá)到12m或樁底嵌入全風(fēng)化層0.5m。（5）水泥土攪拌樁選用強度等級42.5及以上的通用硅酸鹽水泥，水泥摻量取天然土質(zhì)量15%，28d無側(cè)限抗壓強度不小于0.8MPa。

4.3 導(dǎo)墻施工

（1）導(dǎo)墻設(shè)計為“┙┗”型[2]。導(dǎo)墻基礎(chǔ)及背后開挖范圍內(nèi)必須回填、夯實，壓實度不小于0.9。（2）導(dǎo)墻的基底應(yīng)與原狀土面及攪拌樁樁體密貼，以防槽內(nèi)泥漿滲入導(dǎo)墻后面。（3）導(dǎo)墻拆模后，應(yīng)在導(dǎo)墻間加設(shè)支撐，可用上下三道槽鋼或木撐，支撐豎向間距1m，水平間距2m。

4.4 成槽施工

（1）槽段根據(jù)設(shè)計確定的施工次序，先進行一次序槽，再施工二次序槽，當(dāng)兩個相鄰?fù)淮涡虿凼┕ね瓿珊?，可進行其間槽段的施工[2]。（2）上覆土層施工。液壓抓斗“三抓法”成槽，即在同一單元槽段內(nèi)，先抓挖槽段兩端的單孔，后抓槽段中間的單孔。（3）旋挖鉆引孔輔助成槽施工：為提高施工效率，根據(jù)地層情況，采用旋挖鉆機先鉆進引孔，引孔完成后使用雙輪銑槽機修孔。（4）雙輪銑銑削基巖施工：雙輪銑槽機是一個帶有液壓和電氣控制系統(tǒng)的鋼制框架，底部安裝3個液壓馬達(dá)，水平向排列，兩邊馬達(dá)分別帶動兩個裝有銑齒的滾筒。銑槽時，兩個滾筒低速轉(zhuǎn)動，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達(dá)驅(qū)動泥漿泵，通過銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿排到地面泥漿站進行集中處理后返回槽段內(nèi)，如此往復(fù)循環(huán)，直至終孔成槽。銑槽機的垂直度應(yīng)與槽段軸線一致，并由兩個獨立的測斜儀監(jiān)測，其數(shù)據(jù)由駕駛室內(nèi)的電腦處理并顯示在液晶屏上，駕駛員可隨時監(jiān)控并通過改變銑槽機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)對銑槽機垂直度的調(diào)整。

4.5 槽段連接

在槽段搭接處采用雙輪銑槽機輪轂開挖出鋸齒狀的外形，在二期槽澆灌時會形成波紋型的防水層，形成良好的止水效果。

4.6 槽段清孔

單個槽段開挖至設(shè)計深度后，先采用液壓導(dǎo)板抓斗清理槽內(nèi)的大粒徑沉渣，然后采用雙輪銑槽機依次對單個槽孔進行清孔，循環(huán)槽內(nèi)漿液。槽段與槽段間連接部位使用特制刷壁器清除連接部位的凝膠物和泥皮。

清孔完成后對孔深、孔型、槽內(nèi)泥漿性能等進行驗收，合格后下設(shè)鋼筋籠。

4.7 鋼筋籠制作及下設(shè)

（1）鋼筋籠制作。鋼筋籠在專用制作平臺上進行加工，每一節(jié)鋼筋籠均在同一平臺上一次加工成型。在鋼筋籠加工平臺上整體制作、對接、分節(jié)吊裝，鋼筋籠主筋使用直螺紋套筒進行連接，水平向鋼筋采用單面焊接方式連接。（2）鋼筋籠下設(shè)。1）鋼筋籠采用“鐵扁擔(dān)”，雙鉤起吊。鋼筋籠平移時，用兩臺吊裝設(shè)備共同將鋼筋籠水平吊起，離地面30cm左右時，檢查吊點及鋼筋籠的平衡情況，確認(rèn)正常后同步移動兩臺起重設(shè)備，將鋼筋籠運輸至槽孔前的施工平臺上。2）在鋼筋籠下設(shè)時，對準(zhǔn)槽段中心軸線，吊直扶穩(wěn)，緩緩下沉，避免碰撞孔壁。下節(jié)鋼筋籠下到孔口時，用型鋼將鋼筋籠架立在導(dǎo)墻上。然后起吊上節(jié)鋼筋籠，豎直后，調(diào)整籠體形態(tài)，使上下節(jié)鋼筋籠主筋一一對應(yīng)，擰緊對接直螺紋套筒，完成鋼筋籠連接后緩慢下設(shè)至設(shè)計標(biāo)高。

4.8 混凝土澆筑

槽段墻體混凝土澆筑，采用“水下直升導(dǎo)管法”施工工藝。根據(jù)單槽長度下設(shè)不少于兩套直徑300mm的澆筑導(dǎo)管，拌和系統(tǒng)集中供料，混凝土罐車運輸至槽口入倉或使用混凝土輸送泵入倉澆筑。

4.9 接縫防滲

為確保槽段與槽段連接處的防滲效果，在槽段連接處迎水面梅花型布置三根φ600mm，間距400mm的高壓旋噴樁形成具有一定強度的止水幕墻。

4.10 完工清場

地下連續(xù)墻工程施工完成后，清理工作面，移交下一工序。

5.施工設(shè)備及人員配置

地下連續(xù)墻工程主要依據(jù)地質(zhì)情況、施工工期等選擇施工高效、安全保障率高、環(huán)保達(dá)標(biāo)的高性能設(shè)備組合。施工人員配置根據(jù)現(xiàn)場實際需要進行動態(tài)調(diào)配。

6.結(jié)語

（1）基于對工程項目地質(zhì)特性的仔細(xì)研究，有針對性地選用與地層相適應(yīng)的設(shè)備及成槽工法，對優(yōu)質(zhì)高效完成地下連續(xù)墻施工，顯得尤為重要。（2）根據(jù)復(fù)雜地質(zhì)情況精準(zhǔn)施策，覆蓋層采取液壓導(dǎo)板抓斗挖槽工法施工；強度較高的基巖采用雙輪銑槽機與旋挖鉆機結(jié)合的旋挖鉆鉆孔法及水平多軸回轉(zhuǎn)鉆進工法成槽，集成多種先進設(shè)備及施工工藝，配合形成流水作業(yè)，成槽效率大幅提高。地下連續(xù)墻施工工效在相同深度條件下由3.9d/幅提高到了1.85d/幅。（3）珠江三角洲水資源配置工程地下連續(xù)墻順利成功地完成施工，標(biāo)志著此施工工藝在復(fù)雜地層中是可行的，具有較強的可操作性，該工程實例也為今后在類似地層中地下連續(xù)墻建造提供了施工依據(jù)和參考。