復雜地質條件下地下連續墻施工技術研究

劉漢龍

摘 要：該文根據工程實例，將地下連續墻在淤泥地層、微風化巖地層遇到的施工難題和采取的措施進行總結。如水泥攪拌樁預加固處理、吊腳墻優化設計、連續墻爆破施工等都是在實踐中摸索總結的經驗，在加快施工進度、降低施工成本有著積極作用。

關鍵詞：連續墻 水泥攪拌樁 吊腳墻 爆破施工

中圖分類號：U2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0077-02

目前，在廣州地區地下工程的圍護結構廣泛使用地下連續墻結構，本文根據工程實例，介紹連續墻在淤泥質地層、微風化基巖地層中的設計優化與施工工藝創新，為將來遇到同類工程提供借鑒與參考。

1 工程概況

廣州市軌道交通十三號線土建工程溫涌路站，為地下兩層車站，車站長度603 m，標準段寬20.1 m，基坑深度16.8～17.6 m。

周邊建筑物主要有18層的新塘新世界花園，建筑物距離車站主體最近約40 m左右，西側15 m為新塘大道西沿線橋，采用鉆孔樁基礎。為減少基坑開挖對周邊建筑物和重要管線的影響，車站采用圍護結構剛度較大、變形較小，基坑施工對鄰近建筑與地下管線影響相對較小，工藝成熟，抗滲止水效果好的地下連續墻方案。基坑圍護和支撐體系參數如下：

連續墻 墻厚：0.8 m，材料C30鋼筋混凝土，連續墻接頭采用I型鋼接頭。

墻寬：標準槽寬度為6 m

圍護結構嵌固深度：全風化6.5 m，強風化4.5 m，中風化2.5 m，微風化1.5 m

支撐道數：標準段，2道混凝土支撐+1道鋼支撐

支撐材料：混凝土撐，C30砼，HRP400鋼筋；鋼支撐，φ600 mm Q235鋼管，t=16 mm；支撐長度，20.1 m；支撐水平間距，混凝土撐水平間距為9 m，鋼支撐水平間距為3 m。

2 工程地質

本車站地貌上屬于剝蝕殘丘地貌，局部為洼地，西端483 m范圍存在淤泥層、砂層，深度達1.0～10.5 m，連續墻成槽時，槽壁容易出現坍塌。東端120 m范圍存在中風化、微風化混合花崗巖，1.0～14.5 m，成槽機無法抓土成槽，一般采用沖擊鉆，極少數情況采用雙輪銑槽機，原因是設備成本高，一臺價格5000萬元左右，租賃費每月達到150萬元。

3 設計方案優化

3.1 車站東端120 m微風化巖地段，圍護結構設計優化

該地段緊鄰廣深高速公路，基坑深度15.08～17.1 m，連續墻深度16.58～18.6 m。設計方案優化：

由于緊鄰高速公路，且巖面傾向與公路路基邊坡方向一致，固放棄放坡開挖方案。考慮沖擊鉆在微風化巖中施工困難，成本高（24 h進尺0.3 m，3 h左右焊一次錘頭），最終選擇吊腳墻方案，即將圍護結構位置外放1.0 m，結構深度小于基坑深度，形成吊腳形式。

3.2 車站西段淤泥層地段，圍護結構設計加固

本車站淤泥層分布長度480 m，厚度0.5～10.2 m，流塑狀。淤泥質土層分布長度500 m，厚度0.5～8.1 m，呈流塑狀。考慮連續墻成槽，槽壁的穩定性，決定對槽壁進行加固，加固方案為：淤泥或淤泥質土深度達4 m以上的，采用單軸攪拌樁加固，φ600 mm@800 mm，加固深度為從地表至淤泥質土以下1 m。

4 微風化巖地段連續墻施工方案

本車站西端36幅連續墻進入微風化巖，平均入巖深度8～9 m，東端46幅吊腳連續墻進入微風化巖，平均入微風化巖深度1.5 m，原施工方案為沖擊鉆成槽，方錘修孔，高壓風反循環清孔。原方案在實施過程中存在以下困難：

a、微風化混合花崗巖強度高，天然單軸抗壓強度63～84 MPa，沖擊鉆沖孔每0.5～1 h焊接一次錘牙，每天工作效率0.2～0.3 m，標準幅6 m長度，9個主孔，8個副孔，吊腳墻每幅成槽至少需要1.5個月，非吊腳墻需要時間更久。

b、巖層表面傾斜，經常出現偏孔現象，回填片石糾偏，嚴重影響施工進度，糾偏過程中，每天基本上沒有進尺。

為提高施工進度，較少施工成本，項目部優化施工方案，對微風化巖地段，采用爆破方法，提高功效。

4.1 連續墻微風化巖地段爆破方案

對于進入微風化花崗巖或存在微風化花崗巖的槽段擬采用控制爆破技術進行預處理。具體方案為地下爆破，槽段施工流程為：鉆孔—裝藥—爆破—成槽機開挖—沖擊鉆成孔—成槽機清孔—高壓風反循環清孔—下鋼筋籠—灌注水下混凝土。由于地下爆破沒有臨空面，只有采用大炮孔不耦合裝藥，使炮孔之間的巖石產生裂隙，達到巖石破裂、分割解體的目的。以A19連續墻為例，詳細介紹炮孔布置與裝藥。

爆破參數：

（1）鉆孔直徑110 mm，采用HBXQGZ280潛孔鉆鉆機施工，6 m微風化巖層，12個小時成孔5個。

（2）單孔裝藥量，以A19為例，入巖深度6 m，孔距800 mm，孔排距0.7 m。

單孔裝藥量計算Q=Q0·a·b·H

式中Q0—水下單位耗藥量，本工程巖基為中或微風化混合花崗巖，取值為1.67 kg/m3，H=2.5～6 m，巖面深度超過5 m分兩段裝藥。

Q=1.67×0.8×0.7×6=5.61 kg/孔

（3）單段雷管裝藥量

安全允許振速為2 cm/s，根據爆破地震安全距離公式，反推單段用藥量。

式中：V——地震安全速度（cm/s）

Q——最大段裝藥量，齊發裝藥量（kg）

K——與地質條件有關的系數

a——爆破衰減系數

K、a屬于經驗數值，按中硬巖取值：K=180，a=1.8，在爆破作業中，K、a也需要通過爆破震動監測用回歸方法進一步確定。

距基坑最近建筑為新世界花園住宅小區，水平距離75 m。將上述參數帶入公式，得Q=233 kg。

實施過程中，每個槽段15個孔，使用1段、3段、5段、7段雷管，每3～4個孔為一段，最大段雷管用藥量4×5.61=22 kg，遠遠小于233 kg。現場實測爆破振速0.8 cm/s，安全可靠。

5 結語

通過水泥攪拌樁加固地層、優化設計吊腳墻和地下基巖爆破等措施，施工工期比計劃工期提前5個月，為后續的結構施工，盾構機始發贏得了寶貴時間。

工期提前，是總包商、分包商節約了管理成本、設備維修成本，增加了爆破成本，綜合核算節約成本450萬元。

在該工程的實施過程中，施工單位經過多次摸索，多次嘗試，如在微風化巖中，剛開始采用鉆孔不爆破的方案，實施效果不明顯，最后決定采取爆破方式。相信這些施工經驗能夠為類此工程提供參考。

參考文獻

[1] 于亞倫.工程爆破理論與技術[M].北京冶金工業出版社，2007.

[2] 叢葛森.地下連續墻的設計施工與應用[J].北京：中國水利水電出版社，2000.

[3] 中華人民共和國國家標準.爆破安全規程（GB6722-2003）[S].北京：中國標準出版社，2004.

[4] 金石嵩.地下連續墻在地鐵站深基坑支護中的應用工程建設與設計[J].工程建設與設計，2006（3）.endprint

摘 要：該文根據工程實例，將地下連續墻在淤泥地層、微風化巖地層遇到的施工難題和采取的措施進行總結。如水泥攪拌樁預加固處理、吊腳墻優化設計、連續墻爆破施工等都是在實踐中摸索總結的經驗，在加快施工進度、降低施工成本有著積極作用。

關鍵詞：連續墻 水泥攪拌樁 吊腳墻 爆破施工

中圖分類號：U2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0077-02

目前，在廣州地區地下工程的圍護結構廣泛使用地下連續墻結構，本文根據工程實例，介紹連續墻在淤泥質地層、微風化基巖地層中的設計優化與施工工藝創新，為將來遇到同類工程提供借鑒與參考。

1 工程概況

廣州市軌道交通十三號線土建工程溫涌路站，為地下兩層車站，車站長度603 m，標準段寬20.1 m，基坑深度16.8～17.6 m。

周邊建筑物主要有18層的新塘新世界花園，建筑物距離車站主體最近約40 m左右，西側15 m為新塘大道西沿線橋，采用鉆孔樁基礎。為減少基坑開挖對周邊建筑物和重要管線的影響，車站采用圍護結構剛度較大、變形較小，基坑施工對鄰近建筑與地下管線影響相對較小，工藝成熟，抗滲止水效果好的地下連續墻方案。基坑圍護和支撐體系參數如下：

連續墻 墻厚：0.8 m，材料C30鋼筋混凝土，連續墻接頭采用I型鋼接頭。

墻寬：標準槽寬度為6 m

圍護結構嵌固深度：全風化6.5 m，強風化4.5 m，中風化2.5 m，微風化1.5 m

支撐道數：標準段，2道混凝土支撐+1道鋼支撐

支撐材料：混凝土撐，C30砼，HRP400鋼筋；鋼支撐，φ600 mm Q235鋼管，t=16 mm；支撐長度，20.1 m；支撐水平間距，混凝土撐水平間距為9 m，鋼支撐水平間距為3 m。

2 工程地質

本車站地貌上屬于剝蝕殘丘地貌，局部為洼地，西端483 m范圍存在淤泥層、砂層，深度達1.0～10.5 m，連續墻成槽時，槽壁容易出現坍塌。東端120 m范圍存在中風化、微風化混合花崗巖，1.0～14.5 m，成槽機無法抓土成槽，一般采用沖擊鉆，極少數情況采用雙輪銑槽機，原因是設備成本高，一臺價格5000萬元左右，租賃費每月達到150萬元。

3 設計方案優化

3.1 車站東端120 m微風化巖地段，圍護結構設計優化

該地段緊鄰廣深高速公路，基坑深度15.08～17.1 m，連續墻深度16.58～18.6 m。設計方案優化：

由于緊鄰高速公路，且巖面傾向與公路路基邊坡方向一致，固放棄放坡開挖方案。考慮沖擊鉆在微風化巖中施工困難，成本高（24 h進尺0.3 m，3 h左右焊一次錘頭），最終選擇吊腳墻方案，即將圍護結構位置外放1.0 m，結構深度小于基坑深度，形成吊腳形式。

3.2 車站西段淤泥層地段，圍護結構設計加固

本車站淤泥層分布長度480 m，厚度0.5～10.2 m，流塑狀。淤泥質土層分布長度500 m，厚度0.5～8.1 m，呈流塑狀。考慮連續墻成槽，槽壁的穩定性，決定對槽壁進行加固，加固方案為：淤泥或淤泥質土深度達4 m以上的，采用單軸攪拌樁加固，φ600 mm@800 mm，加固深度為從地表至淤泥質土以下1 m。

4 微風化巖地段連續墻施工方案

本車站西端36幅連續墻進入微風化巖，平均入巖深度8～9 m，東端46幅吊腳連續墻進入微風化巖，平均入微風化巖深度1.5 m，原施工方案為沖擊鉆成槽，方錘修孔，高壓風反循環清孔。原方案在實施過程中存在以下困難：

a、微風化混合花崗巖強度高，天然單軸抗壓強度63～84 MPa，沖擊鉆沖孔每0.5～1 h焊接一次錘牙，每天工作效率0.2～0.3 m，標準幅6 m長度，9個主孔，8個副孔，吊腳墻每幅成槽至少需要1.5個月，非吊腳墻需要時間更久。

b、巖層表面傾斜，經常出現偏孔現象，回填片石糾偏，嚴重影響施工進度，糾偏過程中，每天基本上沒有進尺。

為提高施工進度，較少施工成本，項目部優化施工方案，對微風化巖地段，采用爆破方法，提高功效。

4.1 連續墻微風化巖地段爆破方案

對于進入微風化花崗巖或存在微風化花崗巖的槽段擬采用控制爆破技術進行預處理。具體方案為地下爆破，槽段施工流程為：鉆孔—裝藥—爆破—成槽機開挖—沖擊鉆成孔—成槽機清孔—高壓風反循環清孔—下鋼筋籠—灌注水下混凝土。由于地下爆破沒有臨空面，只有采用大炮孔不耦合裝藥，使炮孔之間的巖石產生裂隙，達到巖石破裂、分割解體的目的。以A19連續墻為例，詳細介紹炮孔布置與裝藥。

爆破參數：

（1）鉆孔直徑110 mm，采用HBXQGZ280潛孔鉆鉆機施工，6 m微風化巖層，12個小時成孔5個。

（2）單孔裝藥量，以A19為例，入巖深度6 m，孔距800 mm，孔排距0.7 m。

單孔裝藥量計算Q=Q0·a·b·H

式中Q0—水下單位耗藥量，本工程巖基為中或微風化混合花崗巖，取值為1.67 kg/m3，H=2.5～6 m，巖面深度超過5 m分兩段裝藥。

Q=1.67×0.8×0.7×6=5.61 kg/孔

（3）單段雷管裝藥量

安全允許振速為2 cm/s，根據爆破地震安全距離公式，反推單段用藥量。

式中：V——地震安全速度（cm/s）

Q——最大段裝藥量，齊發裝藥量（kg）

K——與地質條件有關的系數

a——爆破衰減系數

K、a屬于經驗數值，按中硬巖取值：K=180，a=1.8，在爆破作業中，K、a也需要通過爆破震動監測用回歸方法進一步確定。

距基坑最近建筑為新世界花園住宅小區，水平距離75 m。將上述參數帶入公式，得Q=233 kg。

實施過程中，每個槽段15個孔，使用1段、3段、5段、7段雷管，每3～4個孔為一段，最大段雷管用藥量4×5.61=22 kg，遠遠小于233 kg。現場實測爆破振速0.8 cm/s，安全可靠。

5 結語

通過水泥攪拌樁加固地層、優化設計吊腳墻和地下基巖爆破等措施，施工工期比計劃工期提前5個月，為后續的結構施工，盾構機始發贏得了寶貴時間。

工期提前，是總包商、分包商節約了管理成本、設備維修成本，增加了爆破成本，綜合核算節約成本450萬元。

在該工程的實施過程中，施工單位經過多次摸索，多次嘗試，如在微風化巖中，剛開始采用鉆孔不爆破的方案，實施效果不明顯，最后決定采取爆破方式。相信這些施工經驗能夠為類此工程提供參考。

參考文獻

[1] 于亞倫.工程爆破理論與技術[M].北京冶金工業出版社，2007.

[2] 叢葛森.地下連續墻的設計施工與應用[J].北京：中國水利水電出版社，2000.

[3] 中華人民共和國國家標準.爆破安全規程（GB6722-2003）[S].北京：中國標準出版社，2004.

[4] 金石嵩.地下連續墻在地鐵站深基坑支護中的應用工程建設與設計[J].工程建設與設計，2006（3）.endprint

摘 要：該文根據工程實例，將地下連續墻在淤泥地層、微風化巖地層遇到的施工難題和采取的措施進行總結。如水泥攪拌樁預加固處理、吊腳墻優化設計、連續墻爆破施工等都是在實踐中摸索總結的經驗，在加快施工進度、降低施工成本有著積極作用。

關鍵詞：連續墻 水泥攪拌樁 吊腳墻 爆破施工

中圖分類號：U2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0077-02

目前，在廣州地區地下工程的圍護結構廣泛使用地下連續墻結構，本文根據工程實例，介紹連續墻在淤泥質地層、微風化基巖地層中的設計優化與施工工藝創新，為將來遇到同類工程提供借鑒與參考。

1 工程概況

廣州市軌道交通十三號線土建工程溫涌路站，為地下兩層車站，車站長度603 m，標準段寬20.1 m，基坑深度16.8～17.6 m。

周邊建筑物主要有18層的新塘新世界花園，建筑物距離車站主體最近約40 m左右，西側15 m為新塘大道西沿線橋，采用鉆孔樁基礎。為減少基坑開挖對周邊建筑物和重要管線的影響，車站采用圍護結構剛度較大、變形較小，基坑施工對鄰近建筑與地下管線影響相對較小，工藝成熟，抗滲止水效果好的地下連續墻方案。基坑圍護和支撐體系參數如下：

連續墻 墻厚：0.8 m，材料C30鋼筋混凝土，連續墻接頭采用I型鋼接頭。

墻寬：標準槽寬度為6 m

圍護結構嵌固深度：全風化6.5 m，強風化4.5 m，中風化2.5 m，微風化1.5 m

支撐道數：標準段，2道混凝土支撐+1道鋼支撐

支撐材料：混凝土撐，C30砼，HRP400鋼筋；鋼支撐，φ600 mm Q235鋼管，t=16 mm；支撐長度，20.1 m；支撐水平間距，混凝土撐水平間距為9 m，鋼支撐水平間距為3 m。

2 工程地質

本車站地貌上屬于剝蝕殘丘地貌，局部為洼地，西端483 m范圍存在淤泥層、砂層，深度達1.0～10.5 m，連續墻成槽時，槽壁容易出現坍塌。東端120 m范圍存在中風化、微風化混合花崗巖，1.0～14.5 m，成槽機無法抓土成槽，一般采用沖擊鉆，極少數情況采用雙輪銑槽機，原因是設備成本高，一臺價格5000萬元左右，租賃費每月達到150萬元。

3 設計方案優化

3.1 車站東端120 m微風化巖地段，圍護結構設計優化

該地段緊鄰廣深高速公路，基坑深度15.08～17.1 m，連續墻深度16.58～18.6 m。設計方案優化：

由于緊鄰高速公路，且巖面傾向與公路路基邊坡方向一致，固放棄放坡開挖方案。考慮沖擊鉆在微風化巖中施工困難，成本高（24 h進尺0.3 m，3 h左右焊一次錘頭），最終選擇吊腳墻方案，即將圍護結構位置外放1.0 m，結構深度小于基坑深度，形成吊腳形式。

3.2 車站西段淤泥層地段，圍護結構設計加固

本車站淤泥層分布長度480 m，厚度0.5～10.2 m，流塑狀。淤泥質土層分布長度500 m，厚度0.5～8.1 m，呈流塑狀。考慮連續墻成槽，槽壁的穩定性，決定對槽壁進行加固，加固方案為：淤泥或淤泥質土深度達4 m以上的，采用單軸攪拌樁加固，φ600 mm@800 mm，加固深度為從地表至淤泥質土以下1 m。

4 微風化巖地段連續墻施工方案

本車站西端36幅連續墻進入微風化巖，平均入巖深度8～9 m，東端46幅吊腳連續墻進入微風化巖，平均入微風化巖深度1.5 m，原施工方案為沖擊鉆成槽，方錘修孔，高壓風反循環清孔。原方案在實施過程中存在以下困難：

a、微風化混合花崗巖強度高，天然單軸抗壓強度63～84 MPa，沖擊鉆沖孔每0.5～1 h焊接一次錘牙，每天工作效率0.2～0.3 m，標準幅6 m長度，9個主孔，8個副孔，吊腳墻每幅成槽至少需要1.5個月，非吊腳墻需要時間更久。

b、巖層表面傾斜，經常出現偏孔現象，回填片石糾偏，嚴重影響施工進度，糾偏過程中，每天基本上沒有進尺。

為提高施工進度，較少施工成本，項目部優化施工方案，對微風化巖地段，采用爆破方法，提高功效。

4.1 連續墻微風化巖地段爆破方案

對于進入微風化花崗巖或存在微風化花崗巖的槽段擬采用控制爆破技術進行預處理。具體方案為地下爆破，槽段施工流程為：鉆孔—裝藥—爆破—成槽機開挖—沖擊鉆成孔—成槽機清孔—高壓風反循環清孔—下鋼筋籠—灌注水下混凝土。由于地下爆破沒有臨空面，只有采用大炮孔不耦合裝藥，使炮孔之間的巖石產生裂隙，達到巖石破裂、分割解體的目的。以A19連續墻為例，詳細介紹炮孔布置與裝藥。

爆破參數：

（1）鉆孔直徑110 mm，采用HBXQGZ280潛孔鉆鉆機施工，6 m微風化巖層，12個小時成孔5個。

（2）單孔裝藥量，以A19為例，入巖深度6 m，孔距800 mm，孔排距0.7 m。

單孔裝藥量計算Q=Q0·a·b·H

式中Q0—水下單位耗藥量，本工程巖基為中或微風化混合花崗巖，取值為1.67 kg/m3，H=2.5～6 m，巖面深度超過5 m分兩段裝藥。

Q=1.67×0.8×0.7×6=5.61 kg/孔

（3）單段雷管裝藥量

安全允許振速為2 cm/s，根據爆破地震安全距離公式，反推單段用藥量。

式中：V——地震安全速度（cm/s）

Q——最大段裝藥量，齊發裝藥量（kg）

K——與地質條件有關的系數

a——爆破衰減系數

K、a屬于經驗數值，按中硬巖取值：K=180，a=1.8，在爆破作業中，K、a也需要通過爆破震動監測用回歸方法進一步確定。

距基坑最近建筑為新世界花園住宅小區，水平距離75 m。將上述參數帶入公式，得Q=233 kg。

實施過程中，每個槽段15個孔，使用1段、3段、5段、7段雷管，每3～4個孔為一段，最大段雷管用藥量4×5.61=22 kg，遠遠小于233 kg。現場實測爆破振速0.8 cm/s，安全可靠。

5 結語

通過水泥攪拌樁加固地層、優化設計吊腳墻和地下基巖爆破等措施，施工工期比計劃工期提前5個月，為后續的結構施工，盾構機始發贏得了寶貴時間。

工期提前，是總包商、分包商節約了管理成本、設備維修成本，增加了爆破成本，綜合核算節約成本450萬元。

在該工程的實施過程中，施工單位經過多次摸索，多次嘗試，如在微風化巖中，剛開始采用鉆孔不爆破的方案，實施效果不明顯，最后決定采取爆破方式。相信這些施工經驗能夠為類此工程提供參考。

參考文獻

[1] 于亞倫.工程爆破理論與技術[M].北京冶金工業出版社，2007.

[2] 叢葛森.地下連續墻的設計施工與應用[J].北京：中國水利水電出版社，2000.

[3] 中華人民共和國國家標準.爆破安全規程（GB6722-2003）[S].北京：中國標準出版社，2004.

[4] 金石嵩.地下連續墻在地鐵站深基坑支護中的應用工程建設與設計[J].工程建設與設計，2006（3）.endprint