超深大直徑圓井地連墻施工技術(shù)要點(diǎn)淺析

毛阿平 廣東省廣州市廣東粵海珠三角供水有限公司

隨著引調(diào)水隧洞工程建設(shè)的快速發(fā)展，在利于線路規(guī)劃、減少對地面建筑物影響、預(yù)留充分的地下發(fā)展空間方面，輸水隧洞深埋并采用盾構(gòu)掘進(jìn)施工是較好的選擇，也令超深盾構(gòu)工作井施工在引調(diào)水工程中彰顯重要性。本文將結(jié)合深度67m的工作井地下連續(xù)墻施工，分析超深地連墻施工過程中的一些技術(shù)要點(diǎn)和重難點(diǎn)。

1.工程概況及地質(zhì)條件

項目為總長約5.72 km 的雙線輸水隧洞，新建2座盾構(gòu)工作井。以編號為LG 04#工作井為例：工作井為圓井，開挖深度67.28m；工作井外直徑為35.90 m，地下連續(xù)墻厚度為1.20m，嵌入基坑底4m，槽深71.28m，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C30。

工作井井身中上部為人工填土層和沖積層，平均厚度約42.30m，主要有人工填土層、淤質(zhì)黏土層、細(xì)砂層，其下為薄層全、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，井底為弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，全、強(qiáng)風(fēng)化巖層，砂層為含水層，透水性強(qiáng)，強(qiáng)風(fēng)化巖較破碎，透水性中等，故工程地質(zhì)條件較差。

2.施工工藝技術(shù)分析

2.1 地下連續(xù)墻施工

地下連續(xù)墻施工是保證超深大直徑圓井后續(xù)開挖及內(nèi)襯結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量與施工安全的重要因素，針對深井開挖階段防滲、擋土等具有重大意義。把控好超深地連墻施工技術(shù)要點(diǎn)對提高深井整體品質(zhì)具有積極意義。

2.2 超深地連墻施工工藝

地連墻施工工藝按順序主要包括導(dǎo)墻施工、泥漿制備、成槽施工、清槽、鋼筋籠制安、水下砼澆筑。本工作井地下連續(xù)墻劃為24幅槽段，墻厚1.20m，槽段深71.28m。I序槽長6.74m、II序槽長2.80m，相鄰依次形成圓形整體連續(xù)墻，地連墻施工工藝見圖1。

圖1 地連墻施工工藝流程

2.3 超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻施工是地連墻施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有承重、控制標(biāo)高、為槽段和鋼筋籠定位、防止槽口坍塌等方面的作用。導(dǎo)墻測量放樣須準(zhǔn)確，軸線、高程、導(dǎo)槽垂直度須滿足設(shè)計技術(shù)要求。導(dǎo)槽開挖后，復(fù)測軸線控制點(diǎn)，確保槽內(nèi)凈空滿足要求。同時修整槽底，保證槽底基本水平，方便模板支撐。為保證導(dǎo)墻具備足夠剛度與良好整體性，采用現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，注意分層澆筑與養(yǎng)護(hù)。

2.3.2 泥漿制備

做好護(hù)壁泥漿生產(chǎn)的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，利于穩(wěn)定槽壁，加快成槽與提高砼澆筑質(zhì)量，減少銑槽機(jī)銑齒磨損，同時可提高在砂卵石地層的成槽效果。

針對工程地質(zhì)情況，泥漿制備選用優(yōu)質(zhì)泥粉為主、少量的粘土為輔，泥漿配比為泥粉：水＝0.80：1。主要指標(biāo)為密度1.15～1.25g/cm3，粘度18～25s，含砂率≤5%，膠體率≥96%；泥漿儲備量應(yīng)不少于兩條槽段的成槽方量以保證施工進(jìn)度需要。

2.3.3 成槽施工

成槽工序作為地連墻施工的關(guān)鍵工序，對工期與成槽質(zhì)量影響大。因地質(zhì)條件復(fù)雜，成槽深度達(dá)到71.28m，進(jìn)入弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，采用液壓抓斗加雙輪銑槽機(jī)進(jìn)行成槽施工。

巖面以上采用抓斗成槽，成槽垂直度偏差超設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的，則應(yīng)采取回填低標(biāo)號混凝土或石渣再重新鉆孔糾偏。

巖面以下采用銑槽機(jī)成槽。為保證銑槽垂直，將銑輪邊沿對準(zhǔn)施工放樣線，銑輪側(cè)面平行于導(dǎo)墻垂直面。利用固定在導(dǎo)墻頂?shù)囊簤汗潭芄潭ㄣ姴蹤C(jī)導(dǎo)向架，確保銑刀架上部在銑槽過程中不產(chǎn)生偏移。為防止因巖層高低偏差較大導(dǎo)致銑輪兩邊受力不均而偏斜，應(yīng)減慢銑槽速度，保證成槽垂直度。

相鄰墻體間接頭進(jìn)行套銑，搭接長度為22.30cm。相鄰槽段通過雙輪銑槽機(jī)銑輪上的合金齒將先行形成的一期槽段接縫面砼銑削成鋸齒狀，起到類似于新舊砼施工縫中的鑿毛作用，使得后澆筑的二期槽段砼與一期槽段砼在接縫處形成良好咬合作用，提高接頭部位的抗?jié)B能力。

2.3.4 連續(xù)墻鋼筋制安

連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)長度達(dá)到69.55m。根據(jù)設(shè)計要求，非盾構(gòu)洞門段鋼筋網(wǎng)片均采用HRB400型鋼筋，盾構(gòu)洞門段區(qū)域內(nèi)鋼筋采用玻璃纖維筋。分上、下節(jié)鋼筋網(wǎng)片制安、吊裝，上下節(jié)主筋采用自鎖直螺紋套筒進(jìn)行連接，確保連接質(zhì)量及吊裝安全性。制作鋼筋網(wǎng)桁架時，澆筑混凝土的導(dǎo)管位置預(yù)先確定，保證上下貫通。

普通鋼筋與玻璃纖維筋采用U形卡連接固定，每根鋼筋連接端的U形卡數(shù)量不少于2個。玻璃纖維筋段分布筋與主筋采用綁扎連接，桁架筋與主筋采用U形卡連接固定，其輔助桁架采用HRB400型鋼筋制作以便吊裝。玻璃纖維筋槽段鋼筋籠入槽時，應(yīng)分段切除輔助桁架筋，確保盾構(gòu)始發(fā)或接收施工安全。

2.3.5 清槽

成槽過程中，需清出槽底沉渣，以提高地下連續(xù)墻的承載力和抗?jié)B能力。可利用銑槽機(jī)的反循環(huán)系統(tǒng)對槽底沉渣進(jìn)行清除。此過程中，持續(xù)向槽內(nèi)泵送優(yōu)質(zhì)漿液以保持一定液面高度，避免在安裝鋼筋籠及澆筑水下砼的過程中出現(xiàn)塌孔。清槽驗收合格后4h內(nèi)開始砼澆筑。

2.3.6 水下混凝土澆筑

按槽段尺寸，Ⅰ、Ⅱ序槽均設(shè)置2套澆筑導(dǎo)管，導(dǎo)管間距不大于3m，導(dǎo)管距連續(xù)墻端頭不大于1.50m。導(dǎo)管可利用直徑為250mm、壁厚4mm的不銹鋼管制作，管節(jié)接續(xù)采用法蘭盤接頭。混凝土澆筑導(dǎo)管的長度要滿足槽深要求。

開始澆筑時應(yīng)增加首罐砼量，加快放料速度，確保首罐砼能埋住導(dǎo)管底部。水下砼澆筑需連續(xù)，保持導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下2～6m的位置。

2.4 施工重難點(diǎn)分析及應(yīng)對措施

2.4.1 深槽穩(wěn)定性

此地連墻施工的難點(diǎn)之一是槽段深，墻深達(dá)71.28m。工作井位置上部覆土為軟弱地層，進(jìn)行深槽施工時，易造成連續(xù)墻槽壁坍塌，影響連續(xù)墻施工的安全質(zhì)量。通過攪拌樁對連續(xù)墻槽壁進(jìn)行加固，可以有效防止連續(xù)墻因軟弱地層施工造成的槽壁坍塌。同時，采用跳幅分序的施工順序，減少對相鄰成幅連續(xù)墻的影響，確保施工質(zhì)量。

2.4.2 深槽垂直度

施工的難點(diǎn)之二是確保深槽的垂直度。應(yīng)對措施可從銑槽設(shè)備入手，選用自帶糾偏系統(tǒng)的銑槽機(jī)。通過垂直度糾偏系統(tǒng)輔助判斷成槽的垂直度，保證垂直度在設(shè)計與規(guī)范要求內(nèi)，垂直度偏差超出范圍的，可利用吊車對刀架單邊吊放進(jìn)行糾偏，修正銑槽垂直度。

2.4.3 深槽鋼筋籠吊裝

施工的難點(diǎn)之三是鋼筋籠吊裝施工難度大，質(zhì)量及安全控制要求高。單幅連續(xù)墻鋼筋籠長6.60m、寬1.20m、高69.55m，重約80t。應(yīng)對措施為分節(jié)制作與吊裝鋼筋籠、上下節(jié)鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行對接拼裝的方式。同時還需做好以下工作措施：

采用超聲波成槽檢測儀反映出槽段內(nèi)的三維成像，確保鋼筋籠一次下放到底。吊車必須滿足吊裝高度及起重要求，主吊車和副吊車吊重依計算確定，根據(jù)吊裝工藝計算確定吊點(diǎn)位置并進(jìn)行整體起吊安全驗算。

吊裝前必須全面檢查鋼筋籠，用雙機(jī)抬吊作業(yè)時，必須做到統(tǒng)一指揮，配合協(xié)調(diào)。吊裝過程中必須先稍離地面試吊，控制好離地高度在1m內(nèi)，緩慢移動。

3.結(jié)語

在引入盾構(gòu)施工工藝的深埋引水隧洞項目中，超深工作井地連墻施工技術(shù)對工作井施工至關(guān)重要。作為隱蔽工程，需嚴(yán)格做好地連墻施工過程質(zhì)量與安全控制，保障后續(xù)工作井開挖及內(nèi)襯施工安全穩(wěn)定。對此，文章結(jié)合實例，從施工各主要工序切入，分析超深地連墻施工的技術(shù)要點(diǎn)，針對施工重難點(diǎn)提出具體的應(yīng)對措施，為類似項目提供參考。