巖溶復合地層超深地下連續墻施工技術

張新宏

(中鐵十八局集團市政工程有限公司，天津 300000)

隨著地下連續墻在軟土地層應用的越發廣泛，不斷出現巖溶發育地區的施工案例，巖溶的復雜性往往給連續墻施工帶來很大的難度，如何有效降低巖溶復合地層的影響，提高地下連續墻的施工技術水平是施工成功與否的關鍵。

1 工程概況

1.1 基本情況

福州市軌道交通6號線某基坑寬度為28.2～40.6 m，基坑最大深度46.4 m。本工程連續墻厚度分別為800 mm、1 000 mm、1 200 mm、1 500 mm，連續墻最深處52 m，總計入巖1.8萬m3，工字鋼接頭、鎖口管接頭(盾構洞門處)。

場區地層情況具體參數見表1。

1.2 工程難點

(1)明挖段基坑寬28.2～40.6 m、深1.5～36.8m，工作井基坑長24 m、寬50 m、深45.4 m，基坑超深、超寬。

表1 地層參數

(2)地連墻入巖最大達41 m(地面下10 m為巖層)，巖層最大強度達54 MPa，復合地層，巖面高、強度高。

(3)溶洞高0.4～3.3 m不等，一般為粉質黏土充填，含風化巖塊，部分為空洞，見洞率為50%，巖溶強發育。

2 巖溶復合地層連續墻施工技術

2.1 巖溶探測方案比選

巖溶地層物探方式比較見表2。根據以往在探測巖溶分辨率方面的經驗井中方法優于地面方法，井中探測效果以彈性波最佳，地質雷達CT次之，最終選用彈性波CT掃描+鉆探的主要方式進行巖溶位置確認。

2.2 連續墻施工方案

本站連續墻施工計劃采用一臺槽壁機進行成槽。對入巖的槽段再增加沖擊鉆機進行成槽[1]。鋼筋網片采用250 t履帶式吊機和150 t履帶吊配合整體吊放，砼采用雙管水下灌筑。連續墻施工采取跳格施工，后施工槽段預留注漿孔外放，連續墻從車站南側向北側順時針跳格施工，最后形成連續封閉墻體。

表2 巖溶探測方式對比

施工前，先清理地下障礙物和對連續墻兩側土體攪拌加固[2]，在場地硬化完成后，根據鋼筋加工場地和鋼筋籠大小，須提前加工好鋼筋加工操作鋼平臺，以備施工使用。鋼平臺沿籠長方向橫向布置槽鋼，槽鋼間距≤2 m，槽鋼采用鋼筋連接成一整體。

2.3 巖溶處理

2.3.1 巖溶對基坑施工的危害

(1)基坑易突泥涌水。

(2)破壞支撐體系。

(3)影響結構施工。

(4)影響基坑穩定性。

(5)影響周邊建構筑物及管線安全。

2.3.2 對地下連續墻施工的影響

(1)易發生卡鉆。

(2)圍護施工易跑漿、塌孔。

(3)處理不好易滲漏水[3]。

2.3.3 施工措施

物探檢測→取芯檢查→鉆孔注漿→物探檢測→取芯檢查，詳細為“一槽兩孔” 探洞，兩側打孔尋邊界；鋼花管壓漿填充處理；鉆孔取芯驗證效果，巖溶探孔布置如圖1所示。

圖1 巖溶探孔布置圖

2.4 地下連續墻超寬、超深影響分析

2.4.1 對施工的影響

(1)垂直度難以控制[4]。

(2)接縫質量效果差。

(3)混凝土澆筑時接頭處易產生繞流問題。

2.4.2 施工措施

(1)選用對垂直度控制好的設備。

(2)施工過程中，每成槽10 m超聲波檢測槽段垂直度，如圖2所示。

圖2 人工超聲波檢測

(3)泡沫板填充翼板內側，超聲波檢測繞流情況。

2.5 地下連續墻接頭處的處理方法

地下連續墻接頭采用工字形鋼板接頭[5]。工字形翼緣鋼板長度為450 mm，施工時接頭鋼板與連續墻鋼筋籠焊接并整體吊裝入槽，保證十字鋼板接頭下放的垂直度≤1/300，以方便后續槽段鋼筋籠下放的順暢。

2.6 復合地層施工影響

2.6.1 對施工的影響

(1)成槽時間長，上部軟土易塌孔[6]。

(2)巖面強度高，單一雙輪銑效率低(1～3 m3/h)。

2.6.2 施工措施

(1)采用“抓、旋、沖、銑”結合工藝。

(2)上部軟土用成槽機成槽，效率高。

(3)中間40 m以內巖石采用旋挖鉆小孔和沖擊鉆配合成槽，10～40 m范圍內巖石用旋挖鉆引小孔。

(4)下部采用雙輪銑、保證成槽質量，開挖深度大于40 m范圍內巖石用雙輪銑成槽。

2.7 環境敏感區地連墻施工

2.7.1 對施工的影響

(1)場地小、設備數量受限。

(2)部分設備施工受限(噪音等)。

(3)敏感環境要求高。

2.7.2 施工措施

(1)采用多種方式結合施工。

(2)受限時間采用不同設備。

(3)對揚塵、噪音、污水等進行控制，如在空壓機周圍增加隔音屏，如圖3所示。

2.8 泥漿配置技術

由于場地存在復合地層，過該復合地層仍然選用槽壁機成槽，泥漿護壁[7]。地層上部槽壁的穩定性差，容易塌槽，因此除了遵守一般地段槽壁機成槽工藝及技術措施外，擬采取如下措施：

圖3 噪音屏障系統

(1)嚴把泥漿質量關，編制泥漿生產與需求計劃，做到無充足泥漿不能開槽，泥漿質量不合格不開槽，從而避免可能因泥漿原因造成塌槽事故發生。

(2)成槽過程中密切檢測泥漿比重及其相應技術參數，對泥漿實施動態管理，定時利用專用取漿筒對該地層不同標高泥漿質量進行抽樣檢測。

(3)對該地質槽段進行實驗段成槽，掌握泥漿配合比和各種指標的控制標準。

(4)提高泥漿比重，控制在1.2～1.3 g/mL之間，必要時加入適量重晶石。槽段靜置時應適時補充新鮮泥漿。

2.9 成槽遇未處理溶洞技術措施

連續墻施工前，需對其影響范圍內的溶(土)洞進行處理。

(1)成槽過程中遇到溶洞后，如果塌孔不嚴重，迅速提起鉆頭，回填粘土塊料，填充溶洞后繼續成槽。

(2)如果塌孔嚴重，則先提起鉆頭，人離開鉆機，向孔內回填粘土，直至回填粘土頂面超過塌孔段0.5 m以上時，再進行成槽。

(3)如有整個孔坍塌的可能[8]，則人機遠離孔位，待坍塌穩定后，用粘土回填孔內至地表，壓實后進行溶洞預處理，處理方法與溶洞處理方法相同。溶洞預處理完后，再重新進行成槽。

3 安全保證措施

(1)大型作業設備回轉半徑內禁止人員經過、逗留。

(2)嚴格控制施工時間，盡量避免大型設備在施工槽段邊行走。

(3)必要時縮短槽段長度，以形成土體拱效應。

(4)雷雨、大風期間，應停止機械作業。

(5)作好泥漿池、槽段防墜落、防坍塌措施，臨水作業人員可佩戴充氣腰帶。

4 結束語

巖溶地區進行連續墻施工存在一定的風險性，在施工前需認真對揭示的溶(土)洞進行注漿處理，在施工過程中發現存在未處理完成的溶(土)需認真按技術措施中要求進行處理。現場施工時需認真控制成槽的垂直度、鋼筋下放的垂直度、接頭沖刷的質量等，盡量避免產生質量問題。