高海拔地區(qū)超深厚地下連續(xù)墻施工工效分析

趙婉婷

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

西藏自治區(qū)位于我國西南地區(qū)邊疆，水能資源蘊藏量大，是國家重要的能源儲備基地。常存在地形地質(zhì)條件復(fù)雜、覆蓋層深厚、節(jié)理裂隙發(fā)育等特點，天然地基不能滿足工程要求，需要進行地基處理。地下連續(xù)墻施工，可提高地基承載力和穩(wěn)定性，改善和加強防滲性能及結(jié)構(gòu)物本身整體穩(wěn)定性。具有工效高、工期短、質(zhì)量可靠、施工時振動小、防滲性能好、墻體剛度大等特點，廣泛應(yīng)用于水電工程地基和基礎(chǔ)處理工程施工中。加查水電站地下連續(xù)墻費用約占圍堰總費用的65%[1]，硬梁包水電站、瀘定水電站等地下連續(xù)墻費用約占擋水壩段費用的20%左右，隨著十四五規(guī)劃西藏水電工程大開發(fā)的推進，地下連續(xù)墻費用占基礎(chǔ)處理工程施工費用的比重會越來越大。由于西藏水電建設(shè)項目所處的地理位置、地質(zhì)條件、施工條件等具有特殊性，常存在超深厚地下連續(xù)墻施工的特點，導(dǎo)致現(xiàn)行的編制規(guī)定、費用標準和配套定額等不能完全適用。因此有必要開展西藏地區(qū)地下連續(xù)墻施工工效的研究工作，為后期的水電工程超深地下連續(xù)墻施工和經(jīng)濟分析提供參考資料。

1 概 述

地下連續(xù)墻成槽設(shè)備可根據(jù)地層情況、墻體結(jié)構(gòu)型式和設(shè)備性能等綜合選擇，通常采用的設(shè)備包括沖擊鉆機、沖擊反循環(huán)鉆機、抓斗、兩鉆一抓、液壓銑槽等方法[2]，目前各類設(shè)備在工程上使用較為成熟，必要時可采用不同設(shè)備組合施工[3-5]。目前《水電建筑工程概算定額》(2007年)對不同成槽設(shè)備的地層定額耗量、墻厚、槽孔深度進行了規(guī)定，工作內(nèi)容包括制備泥漿、造孔、出渣、清孔、換漿、紀錄等過程[6]。除了沖擊反循環(huán)鉆機不適用于黏性土外，其他設(shè)備均適用于不同地層的施工，但相應(yīng)的施工工效略有差異，見表1。

表1 成槽機械特點及定額的適用性

2 分析研究和成果

2.1 槽深系數(shù)

西藏某工程海拔高程約3 000 m，地層由黏性土、粉土、粉細砂、中粗砂、礫石、漂石等組成，采用地下連續(xù)墻對地基基礎(chǔ)進行處理，成墻厚度1.2 m，槽孔深度約115 m，采用抓斗配合液壓銑槽機施工。根據(jù)《水電建筑工程概算定額》(2007年)，液壓銑槽機和抓斗僅對深度60 m內(nèi)，墻厚1.0 m的地下連續(xù)墻施工的定額耗量約定了調(diào)整系數(shù)，詳見成槽機械定額調(diào)整系數(shù)匯總表2。

表2 成槽機械定額調(diào)整系數(shù)匯總表

因液壓銑槽機成槽定額中未包含墻厚1.2 m的墻厚系數(shù)，可參考抓斗定額中1.25的墻厚系數(shù)處理。

液壓銑槽機60～80 m深度范圍內(nèi)的地下連續(xù)墻施工深度系數(shù)，可參考兩鉆一抓定額計列，但對超過80 m以上的深度系數(shù)未有約定或參考資料。分析兩鉆一抓40～80 m范圍內(nèi)的深度系數(shù)可知，槽孔深度每增加10 m，深度系數(shù)分別增加0.1、0.15、0.25，沒有較強的規(guī)律性。為推導(dǎo)80～120 m范圍內(nèi)的深度系數(shù)，考慮該工程除深度系數(shù)外，還需考慮高程系數(shù)、墻厚系數(shù)和階段系數(shù)疊加的影響，若深度系數(shù)外延增加過多，會導(dǎo)致單價編制過高，或偏離工程實際情況。因此，考慮80～120 m范圍內(nèi)，深度每增加10 m，深度系數(shù)按增加0.25計列。液壓銑槽機成槽深度系數(shù)分析表詳見表3。

表3 液壓銑槽機成槽深度系數(shù)分析表

2.2 編制情況

2.2.1 成槽工藝

地下連續(xù)墻成槽工程量以設(shè)計成墻面積(m2)計量，按成槽軸線長度乘以平均墻身計算[2]。

A=L×H

(1)

式中：A為防滲墻或計算槽段的成墻(截水)面積，m2；L為軸線長度，m；H為平均墻深，m。

以該工程的10個槽段為研究對象，奇數(shù)號槽段(1、3、5、7、9號)上部25 m范圍內(nèi)采用抓斗施工，下部25～115 m采用液壓銑槽機施工，其中90～115 m范圍為基巖層；偶數(shù)號槽段(2、4、6、8、10號)全段采用液壓銑槽機施工，其中90～115 m范圍為基巖層。

2.2.2 抓斗+液壓銑槽機施工槽段

抓斗+液壓銑槽機施工槽段定額耗量分析見表4。

表4 抓斗+液壓銑槽機施工槽段定額耗量分析表

根據(jù)不同施工機械、地層深度、地層類型及比例，結(jié)合墻厚系數(shù)、高程系數(shù)、階段系數(shù)、深度系數(shù)，對原定額耗量進行調(diào)整，得到抓斗(0～25 m)施工段綜合定額耗量為71.88臺時/100 m2，液壓銑槽機(25～90 m)施工段綜合定額耗量為25.57臺時/100 m2，液壓銑槽機(90～115 m)施工段綜合定額耗量為119.00臺時/100 m2。

2.2.3 液壓銑槽機施工槽段

液壓銑槽機施工槽段定額耗量分析見表5。

表5 液壓銑槽機施工槽段定額耗量分析表

根據(jù)不同施工機械、地層深度、地層類型及比例，結(jié)合墻厚系數(shù)、高程系數(shù)、階段系數(shù)、深度系數(shù)，對原定額耗量進行調(diào)整，得到液壓銑槽機(0～90 m)施工段綜合定額耗量為31.21臺時/100 m2，液壓銑槽機(90～115 m)施工段綜合定額耗量為119.00臺時/100 m2。

(2)

結(jié)合奇數(shù)槽段、偶數(shù)槽段的定額耗量情況，根據(jù)不同施工機械、地層深度和成槽面積，計算得到10個槽段的綜合定額耗量為54.25臺時/100 m2。施工槽段定額綜合耗量分析表見表6。

表6 施工槽段定額綜合耗量分析表

2.3 項目實施情況

結(jié)合項目實施階段的工程資料，對項目的工時消耗量進行分析。實施階段的工時消耗包括生產(chǎn)、機械故障、修槽、測斜和清孔時間。有效工作時間指正常負荷下、有根據(jù)地降低負荷下的工時消耗、不可避免的無負荷工作和不可避免的中斷時間。停工等待和機械故障時間不屬于有效工作時間，在工時消耗分析中需予以扣減。

(3)

2.3.1 抓斗+液壓銑槽機施工槽段

抓斗+液壓銑槽機施工槽段實際耗量見表7。

表7 抓斗+液壓銑槽機施工槽段實際耗量表

通過分析抓斗+液壓銑槽機施工槽段的實際耗量可知，抓斗(0～25 m)施工段實際耗量為64.46臺時/100 m2，比綜合定額耗量71.88臺時/100 m2低，降幅10.32%；液壓銑槽機(25～90 m)施工段實際耗量為27.11臺時/100 m2，比綜合定額耗量25.57臺時/100 m2高，增幅6.03%；液壓銑槽機(90～115 m)施工段實際耗量為89.85臺時/100 m2，比綜合定額耗量119.00臺時/100 m2低，降幅24.50%，見圖1。

圖1 抓斗+液壓銑槽機施工槽段綜合定額耗量與實際耗量對比分析圖

2.3.2 液壓銑槽機施工槽段

液壓銑槽機施工槽段實際耗量見表8。

表8 液壓銑槽機施工槽段實際耗量表

通過分析液壓銑槽機施工槽段的實際耗量可知，液壓銑槽機(0～90 m)施工段實際耗量為59.62臺時/100 m2，比定額耗量31.21臺時/100 m2高，增幅91.03%；液壓銑槽機(90～115 m)施工段實際耗量為91.61臺時/100 m2，比定額耗量119.00臺時/100 m2低，降幅23.02%，見圖2。

圖2 液壓銑槽機施工槽段綜合定額耗量與實際耗量對比分析圖

2.3.3 綜合臺時耗量分析

匯總10個施工槽段的成槽面積和有效工作時間，得到抓斗+液壓銑槽機施工槽段的實際耗量為48.87臺時/100 m2，液壓銑槽機施工槽段的實際耗量為66.57臺時/100 m2，綜合實際耗量為54.19臺時/100 m2，綜合定額耗量為54.25臺時/100 m2(見表9)，兩者基本相當。

表9 綜合臺時耗量分析表

3 結(jié) 語

1)液壓銑槽機成槽單價編制時，在成槽深度80～120 m范圍內(nèi)，深度每增加10 m，深度系數(shù)增加0.25是基本合適的。實際施工中綜合臺時耗量為54.19臺時/100 m2，綜合定額耗量為54.25臺時/100 m2，兩者基本相當。

2)抓斗在(0～25 m)施工段和液壓銑槽機在(90～115 m)施工段的實際耗量，占定額耗量比分別為89.68%和76.99%，施工效率較高。

3)液壓銑槽機在(0～90 m)施工段的實際耗量，較定額耗量增幅91.03%。對比抓斗在(0～25 m)施工段的實際耗量，較定額耗量降幅10.32%；液壓銑槽機在(25～90 m)施工段的實際耗量，較定額耗量增幅6.03%可知，液壓銑槽機在上部25 m范圍內(nèi)施工效率偏低，對上部漂、卵、礫石含量較多的地層適應(yīng)性較差。

4)本文主要以西藏某工程地下連續(xù)墻施工成槽機械的臺時耗量進行分析，具體到其他工程項目可能因地質(zhì)條件、工程海拔、施工方案等不同存在較大的差異，因此高海拔地區(qū)超深厚地下連續(xù)墻施工工效需結(jié)合工程實際情況做進一步的分析研究。