復雜環境下粉砂及硬巖地層超深地連墻成槽施工技術

吳偉文（武漢譽城建設集團有限公司，湖北武漢 430062）

二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項目地下連續墻項目最深深度為 61 m 及墻底進入中分化巖中（中風化泥巖 6.8 MPa、中風化砂質泥巖 21.8 MPa、中風化含鈣砂質泥巖 42.1 MPa）成槽工效顯著降低。[1-4]隨著成槽工效降低，成槽時間延長，槽段穩定性降低（大斷面砂層），超深地下墻質量風險急劇增加；針對現場存在的問題，擬通過優化泥漿配比、選用抓銑成槽工藝，進行地下連續墻施工。[5-6]

1 工程概況

二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項目起點位于二七路解放大道交匯口，止點位于沿江大道，整個項目位于二七濱江商務核心我，四周較為空曠，多為施工工地。長約 550 m，為二七路過江通道與地鐵 10 號線共建段，其中二七濱江商務核心我地下環路正在施工。

場地巖土層自上而下劃分為6個單元層：第（1）單元層為人工填土層（Qml）及新近沖積粉土夾粉砂層（Qal）；第（2）單元層為第四系全新統沖積一般黏性土層（Q4al）；第（3）單元層為第四系全新統沖積（Q4al）黏性土與下部砂性土層之間的過渡層；第（4）單元層為第四系全新統沖積（Q4al）砂土層；第（5）單元層為第四系全新統沖積（Q4al）砂夾礫卵石層；第（6）單元層為志留系（S）的泥巖、砂質泥、含鈣砂質泥層。勘察期間測得水位在地面以下9.0 m～12.2 m 之間，相當于標高 15.3 m～18.0 m，建議施工前設置水文地質觀測孔進行長期觀測，觀測承壓水位的動態變化。

2 地下連續墻施工情況

車站、我間及工作井主體地墻采用 1000 mm、1 500 mm地下連續墻，附屬采用 800 mm 和 600 mm 地墻。東端頭井加固素墻采用 800 mm地墻。具體地墻深度詳如表 1、表2 所示。

表1 A 區地下連續墻統計表

表2 區地下連續墻統計匯總表

考慮到施工誤差及保證結構的有效凈寬，主體地下連續墻施工時外放尺寸為 7 cm。附屬結構外放尺寸為 5 cm。

3 抓銑成槽施工工藝介紹

根據對二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項目地勘的了解及公司的施工經驗，擬采用“抓銑結合”的施工工藝進行成槽施工，即槽段上部采用抓斗式成槽，槽段下部采用銑削式成槽機相結合成槽的一種成槽工藝。

3.1 設備選型及參數

二七項目地層中上部為土層，底部 4～5 m 進入中分化巖中，根據地勘、工期要求、施工經驗，現場投入兩臺SG70成槽機，1 臺 SX40A 銑槽機及 1 臺寶峨 BC40/MC64 銑槽機能夠滿足施工要求。設備參數如表 3、表 4、表 5 所示。

表3 SG70 成槽機參數表

表4 SX40A 銑槽機參數表

表5 BC 40/MC 96 銑槽機參數表

3.2 抓銑成槽施工工藝

抓銑成槽施工工藝是在槽段上部土體中采用抓斗式成槽，槽段下部進入巖層采用銑削式成槽機相結合成槽的一種成槽工藝。施工工藝流程見圖 1。

圖1 抓銑成槽施工工藝流程圖

4 槽段穩定性控制措施

4.1 施工籌劃

根據條件，合理安排各項施工流程，使地下墻施工各工藝施工保持流水作業，減少槽壁自由面空置時間。具體措施如下：

對部門地墻進行槽壁加固，臨近濱江苑住宅樓的工作井地下墻兩側采用三軸攪拌樁加固，樁徑為 850 mm，中心距600 mm，三軸邊距導墻邊 0.08 m，加固深度為 19.5 m，可有效防止淺層塌方，減小地墻施工對住宅樓的影響。槽壁加固在地墻施工前完成，并達到設計強度后進行地墻施工。

成槽過程中，及時進行槽段垂直度監測，滿足垂直度要求下，加快成槽速率，進入巖層后，使用銑槽機進行成槽作業。

現場泥漿儲備滿足日最大成槽方量的 4 倍（銑槽機成槽泥漿儲備要求），清孔換漿流量控制在 200～300 m3/h，壓縮清孔換漿時間。

55 m 以內鋼筋籠采用整體吊裝，消除對接工序，壓縮鋼筋籠下放時間。

成槽前，及時與泵站溝通混凝土的運輸問題，盡量避開高峰期。

4.2 泥漿指標控制

二七項目地層存在大斷面粉砂地層，空置時間過長易發生坍塌，根據企業規程要求及施工經驗，泥漿指標以砂性土層指標控制，表 6 為泥漿指標控制標準，分別是：新漿、成槽泥漿，清孔后泥漿（即澆筑混凝土前的泥漿指標），施工中應嚴格執行以下標準。

表6 泥漿指標控制標準

5 現場施工

5.1 槽段穩定性控制效果

目前二七路 A 我已施工 93 幅地墻，B 我已施工 106幅地墻，通過設備選型提高成槽效率、壓縮清孔換漿及下放鋼筋籠時間、預先聯系混凝土等措施極限壓縮各工序的施工時間，減少開挖后槽段空置時間，保證槽段穩定。現場地下連續墻施工中沒有出現粉砂地層大斷面坍塌現象并且成槽精度符合設計要求。

5.2 硬巖中成槽效率統計分析

地下聯系墻成槽過程中，上部土層采用 SG70 成槽，入巖后采用 SX40A 和 BC40 銑槽機成槽，從現場施工效率統計中隨機抽取 20 組數據，從圖 2 中可知，在中分化泥巖中SX40A 和 BC40 施工效率大致相同，說明在相同雙輪輸出扭矩、相同雙輪最大轉速下，國產銑槽機和 BC40 性能相同。經數據處理，SX40A 平均成槽效率為 0.67 m/h，BC40平均成槽效率為 0.73 m/h，在中風化泥巖中成槽速度是可接受的。

圖2 銑槽機施工效率統計圖

6 結 語

通過二七路過江通道（解放大道-沿江大道段）工程項目地下連續墻施工，針對大斷面砂層，依據企業規程和施工經驗，采取了壓縮地連墻施工中各工序的時間及確保泥漿指標等措施，保證了槽段的穩定；針對墻底進入中分化巖中，通過分析地勘結合設備性能進行設備選型保證了巖層中成槽效率，形成復雜環境下粉砂及硬巖地層超深地連墻成槽施工技術，可為相似地層地連墻項目施工提供借鑒。