低凈空條件下地下連續(xù)墻成槽施工工藝選擇

董磊

（上海遠方基礎工程有限公司，上海市 200436）

0 引言

低凈空是地下連續(xù)墻施工過程中常見的一種成槽環(huán)境，在地下隧道工程、城市高架橋下工程、電纜密布區(qū)域以及地鐵車站設計施工中常進行凈低空成槽施工。對于低凈空下地連墻成槽的研究越來越引起科研人員的重視，有學者將目光集中在高架橋下地連墻的成槽施工[1-2]，也有部分科研人員對高壓線下低凈空地下連續(xù)墻成槽施工進行研究[3-5]。此外，還有學者密切關注復雜環(huán)境下低凈空條件下成槽施工的關鍵技術(shù)[6-8]。李慕涵[6]對市中心內(nèi)20 m凈空下地下連續(xù)墻施工，論述了該復雜環(huán)境下適合采取的有效關鍵技術(shù)。杜峰[7]也對近距離低凈空下地下連續(xù)墻成槽技術(shù)應采取的鋼筋籠分段吊裝等關鍵技術(shù)。一些學者還對低凈空下鋼筋籠吊裝問題進行分析討論[3，7-8]。也有少部分科研人員對低凈空施工進行過系統(tǒng)性分析，王鵬等[9]通過系統(tǒng)性分析19 m、13 m、9 m、6 m 4種不同低凈空工況的施工經(jīng)驗，針對性地提出了相應的解決措施，并分析了各種措施和設備的優(yōu)缺點與適用性。

本文基于已完成地下連續(xù)墻低凈空條件下施工案例，總結(jié)出4種低凈空下成槽施工工藝，并根據(jù)上海遠方汪家墩項目進行成槽施工工藝比選，得出適用于該項目的施工工藝。

1 低凈空成槽施工工藝介紹

通過對上海遠方基礎工程有限公司已完工低凈空地下連續(xù)墻成槽項目及部分文獻，對使用的低凈空地下連續(xù)墻成槽項目施工工藝進行總結(jié)，結(jié)果見表1。其中，上海遠方SGL40成槽機是在金泰SGL40成槽機的基礎上進行改造的矮槽成槽機。

表1 地下連續(xù)墻低凈空施工項目統(tǒng)計

根據(jù)項目實際成槽工藝結(jié)果選用表1總結(jié)出四種低凈空成槽施工工藝，分別是純抓、沖抓、抓銑、純銑，并對該4種工藝進行詳細介紹。

1.1 純抓

純抓工藝是指成槽過程中僅使用矮槽成槽機進行成槽施工。比如南京中勝路站、上海龍陽站、杭州河景路站等項目低凈空區(qū)域成槽施工中，使用矮槽成槽機金泰SGL40或XG500E進行施工。該工藝操作簡單，但對于硬層施工效率較低，需要輔助設備，適用于較淺的軟土層、中粗砂層和細砂層。在限高條件下，能在6 m低凈空條件下進行施工。

1.2 沖抓

沖抓工藝是指成槽過程中，上部松軟土層采用沖擊錘沖擊引孔后使用沖方錘修槽成孔成槽方式，如長沙華雅站低凈空成槽。該工藝入硬層成本較低，但由于其施工工序煩瑣、功效低的缺點在低凈空施工中使用較少。該工藝適用于較淺固結(jié)砂土層等強度不高的土層。在限高條件下，能在7.6 m低凈空條件下進行施工。效率比純抓工藝要低。

1.3 抓銑

抓銑工藝是指采用成槽機抓取槽段頂部松軟土層，銑槽機直銑成槽方式。該工藝需在狹小空間內(nèi)進行設備更換，過程較為煩瑣，且成本較高。其優(yōu)點是該工藝對于黏土層功效較快、廢漿率較低，適用于空間較大的施工場地。在限高條件下，能在6 m低凈空條件下進行施工。

1.4 純銑

純銑工藝是指采用低凈空銑槽機進行成槽。該工藝的缺點為施工成本較高，但以其工藝簡單、功效較快、地層適應性強而較多地在一些復雜地層及空間環(huán)境中被廣泛使用。在限高條件下，能在4 m低凈空條件下進行施工。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在低凈空施工中，最能影響成槽工藝選擇的是施工場地地質(zhì)情況。在地層強度不大的情況下，由于銑槽機費用較成槽機及沖擊鉆機與方錘要高得多，因此在地層強度較小的情況下選擇沖抓和純抓工藝更具優(yōu)勢。而成槽機在低凈空下，設備更換煩瑣；純抓工藝較沖抓工藝要簡單，且工效更高、使用范圍更廣，對于某些稍硬但未達到巖層強度的地層更具優(yōu)勢。銑槽機因適用地層廣，尤其適用于強度較大的地層而在該類項目得到廣泛應用。

2 汪家墩項目工程概況

武漢軌道交通12號線汪家墩站與運營8號線未來實現(xiàn)換乘，8號線汪家墩站西側(cè)圍護結(jié)構(gòu)采用800 mm厚地下連續(xù)墻，部分地連墻位于徐東高架下，凈空高度為8.01 m，如圖1、圖2所示。

圖1 徐東高架實景圖（團結(jié)大道路口處）

圖2 項目地質(zhì)實勘

擬建場地分布土層自上而下可劃分為11層，分別為：1-1雜填土層，分層厚度2.47 m；3-1 a黏土層，分層厚度1.5 m；3-1 b黏土層，分層厚度3.3 m；3-1 a黏土層，分層厚度2.2 m；3-4淤泥質(zhì)黏土層，分層厚度3.1 m；3-5粉質(zhì)黏土粉砂互層，分層厚度7.9 m；4-1細砂夾粉土層，分層厚度4.7 m；4-2-1細砂層，分層厚度14.6 m；4-2-2細砂層，分層厚度0.4 m；15c-1強風化泥質(zhì)砂巖層，分層厚度1.3 m；15c-2中風化泥質(zhì)砂巖，分層厚度19 m（見圖3）。

圖3 地層分布

3 施工工藝選擇

3.1 凈空高度

考慮徐東高架底部至地面高度為7.70 m，該凈空下，以上提及的4種施工工藝都能夠滿足施工要求。

3.2 地質(zhì)情況

根據(jù)地層勘測報告，該地層存在中風化泥質(zhì)砂巖。在該種地質(zhì)下，能夠滿足要求的施工工藝有抓銑工藝與純銑工藝。其中，抓銑工藝的缺點是更換設備較為煩瑣，尤其在空間受限的情況下；而純銑除經(jīng)濟性外，都能較好地滿足施工要求。

3.3 施工質(zhì)量控制

由于施工過程中低凈空成槽及鋼筋籠吊裝作業(yè)時間較長，槽段空置時間較正常槽段施工久，因此對槽壁穩(wěn)定性要求更高。使用抓銑工藝槽段空置時間較純銑工藝時間要長，且成槽機垂直度控制較銑槽機垂直度控制效果要差。因此，在質(zhì)量控制方面，純銑工藝較抓銑工藝要更優(yōu)。

3.4 工效

成槽機施工時，需要轉(zhuǎn)運出土箱。出土箱占地大，轉(zhuǎn)運時間長。銑槽機則不需轉(zhuǎn)運。該地質(zhì)情況下，上部非巖層地質(zhì)成槽機成槽效率高于銑槽機，但成槽機對于下部巖層無法進行有效開挖，受場地限制設備更換煩瑣，且場地較小，不一定能有效滿足設備更換要求。另外，設備更換可能導致設備閑置，經(jīng)濟性差。成槽機成槽需進行反循環(huán)，單幅槽反循環(huán)時長為8～12 h，銑槽機不需進行反循環(huán)。因此，在工效方面，純銑工藝較抓銑工藝要更優(yōu)。

3.5 最終選擇

綜合考慮凈空高度、現(xiàn)場地質(zhì)情況、施工過程質(zhì)量控制及工效，選擇純銑施工工藝進行該項目施工較為合理。

4 結(jié)論

基于眾多低凈空實際項目施工情況，總結(jié)出4種低凈空施工工藝，并結(jié)合汪家墩項目比選出針對該項目適用的施工工藝。提出的4種施工工藝對于還未形成系統(tǒng)的低凈空施工項目具有重要的指導意義。