超深地连墙施工工艺的研究

曲永奇 张齐

摘要：由于城市地下空间逐步向大尺寸、超深的方向发展，地连墙技术也随之向超深超厚的方向发展。地下连续墙以其整体性好，刚度大，施工噪音小，防渗性能好等优点，越来越多地被用于超深基坑工程中。由于各地地质条件的差异，以及不同的工程要求，文章对超深地连墙施工工艺进行了讨论。

关键词：超深地连墙；施工工艺；措施

超深地连墙由于墙身范围穿越多道砂层，在施工工艺上较普通地连墙有很大区别，施工难度也加大几倍甚至几十倍，工程质量很难保证。随着地下连续墙的应用越来越广泛，涉及深度越来越大，遇到地质情况也越来越复杂，随之引起的施工难度也越来越大，相应出现的质量事故也越来越多。因此，对地下连续墙的施工技术和质量控制方法研究具有重要意义。

一、工程概况

京津城际延伸线解放路隧道工程西起塘沽客运站，东至于家堡客运枢纽站。线路全长3350m，其中路基路堑段全长550m，解放路隧道全长2.80km，隧道施工采用明挖和盾构2种工法，明挖段长551.5m，盾构段长2248.5m，盾构直径11.97m，采用泥水平衡盾构机掘进。明挖隧道围护结构形式采用钻孔灌注桩+双排搅拌桩+钢支撑和地下连续墙+钢支撑2种。地连墙厚度在明挖区间为800mm，盾构井位置为1000mm。地连墙深度在明挖区间为28—36m，在盾构井位置为63.5m。

二、超深地下连续墙施工的关键技术

1、槽壁加固

为了改善地连墙两侧土质，减少塌孔，增加导墙地基承载力等，需对解放路隧道明挖段地连墙两侧采用水泥土搅拌桩进行加固。

2、泥浆配制、循环和处理

要筑成一段符合设计要求的地下墙，先决条件是能够挖出一个单元槽段，并要保持单元槽段的槽壁稳定。必须从一开始挖槽，就向槽内灌筑泥浆，并要在挖槽的全过程中及时向槽内补充泥浆，使泥浆始终充满槽段空问，直到浇混凝土时被混凝土置换出槽为止。否则不是无法挖成槽段，导致施工失败，就是在施工过程中发生槽壁坍塌事故， 造成工程质量问题。

在地下连续墙工程中，泥浆的使用量相当于挖槽的土方量，泥浆的费用在工程总费用中占一定比例，如果在设计泥浆性能指标时盲目追求泥浆的护壁效果，在使用泥浆时不懂科学管理，就会无谓浪费泥浆，增加施工成本。反之，如能采用既能稳定槽壁，又很经济的泥浆，在使用泥浆时又能通过科学的管理提高泥浆的重复使用率，那就能有效地降低工程的成本。

在地下墙施工过程中，因为泥浆向地基土空隙中渗透在槽壁表面结成泥皮，所以泥浆中膨润土、纯碱和CMC等成分会不断消耗；又因为泥浆要与地下水、泥土、沙石、混凝土接触，从中难免会混入细微的泥沙颗粒、水泥成分与有害离子，必然会使泥浆受到污染而变质。所以泥浆使用一个循环之后，总要产生一些变质的劣化泥浆。如过不进行及时处理，新鲜泥浆使用2个循环之后，可能就要报废。因此，在地下墙、施工过程中，要对循环使用中的泥浆进行分离净化与再生处理，尽可能提高泥浆的重复使用率。泥浆分离净化的方法主要有沉淀分离和机械分离2种方法，2种方法结合使用效果最好。

3、地连墙成槽

地连墙成槽施工前必须清除地下管线及障碍物，平整场地，完成成槽机报验，钢筋加工场地硬化，并制作完成1—2幅钢筋笼备用。对地连墙轴线、导墙顶标高、槽段位置进行精确测量放线，并上报监理工程师复测完成后开始地连墙成槽施工。首先要规划好成槽顺序，盾构始发井24幅地连墙，先做“一”字形的地连墙后做异型地连墙，成槽施工按照左线、右线各一幅的方式对开。成槽机成槽过程中，导杆应垂直槽段，抓斗张开，照准标志徐徐入槽抓土，严禁迅速下斗，快速提升，以防破坏槽壁和坍塌。垂直度应控制在设计要求之内，抓斗挖出土直接卸到自卸车上，转运到堆土场。随着开挖深度增加，连续不断向槽内供给新鲜泥浆，保证泥浆高度，各项泥浆指标要符合技术要求，使泥浆起到良好的护壁作用，防止槽壁坍塌。成槽时应根据实际地质情况及挖槽情况随时调整泥浆性能，同时泥浆液面应控制在规定的液面高度上，如在遇到含砂量较大的土层，槽壁易塌时，注意加大泥浆比重，适当加入加重剂，当接近槽底时，放慢开挖速度，仔细测量槽深，防止超挖和欠挖。

4、清槽

清槽时，先采用撩抓法清底，而后可采用导管吸泥浆，循环清底，确保清槽质量，清底后槽底泥浆比重小于1.15，沉渣厚度不大于100mm，对前段混凝土接头上泥皮可采用特制清扫接头工具，用涮壁器安装在成槽机侧壁上进行清涮，认真细微地清刷干净，确保工字钢表面清洁，清刷应在清槽换浆前进行。清槽结束后1h，测定槽底沉淀物淤积厚度≤10cm，槽底20cm处泥浆密度≤1.15为合格。

5、钢筋笼制作与吊装

为保证钢筋笼制作精度，钢筋笼必须在制作平台上进行，平台用工字钢架设，焊接固定，平台要求平整。钢筋笼制作要考虑吊装方案，针对63.5m长的钢筋笼一次吊装难度太大，项目部经多次论证决定分解吊装，将钢筋笼分成45m和18m两节进行吊装。

钢筋笼的起吊安装是超深地下连续墙施工中的重难点工序。本工程地下连续墙最重钢筋笼为DBZ—1、DBZ—2型，其重为65t，经专家论证将其做成2个L型钢筋笼进行吊装；第二重钢筋笼为盾构始发井DB—1型双工字钢钢筋笼，其重量50t。查得250t吊车技术参数值，臂长51.8m，幅度12m，可起吊78.7t重物。副吊车100t配合起吊，可满足吊装要求。施工中以最长钢筋笼45.0m及最大重量为50t考虑。经计算，分配主吊机250t起吊重量为24.9t，副吊机起吊重量为25.1t。因此本工程吊车选择为：主吊用250t履带吊，副吊用100t履带吊。

6、水下混凝土灌筑

混凝土配合比。按设计要求，地下墙的混凝土设计强度为C40，抗渗等级为S12，施工时混凝土强度等级达到水下C40强度，施工前必须进行混凝土配合比设计，进行强度、抗渗、耐久性等试验，选取理想的配合比。本工程采用商品砼，由砼拌和车直接运入工地用导管进行水下砼浇筑。灌筑导管采用250mm壁厚3mm的螺旋接头的钢管，导管选用圆形快速丝扣连接型，上端接漏斗，利用吊车完成灌筑过程。导管要求内壁表面光滑，导管接头密封良好，便于安装，并具有足够的强度和刚度。导管安装间距不大于3m，导管离槽底控制在30—50cm内，采用双管同时灌筑，通过测绳下吊测锤测量两端砼面高度，砼面应均匀上升，两管处的砼面高差不宜大于0.5m，导管埋深始终控制在1.5—3m之内。

三、超深地下连续墙的监测和检验

超深地下连续墙属超深隐蔽工程对周围环境影响较大，应做好监测工作。墙身侧移和周围环境的监测是超深地下连续墙监测的重点，应确保监测值低于相关规范规定的警戒值，并对变形和内力做出正确的预测。此外，墙段完成后，对墙身质量进行检测，可采用钻孔取芯法或声波投射法。声波投射法不但可以检测墙身质量，还可以检验墙身混凝土强度。目前，深处墙身质量检验的报道很少，建议收集相关资料加以分析研究，以便采取有效措施保证超深地下连续墙墙身质量。

结束语

地下连续墙施工是一个复杂的施工过程，技术要求较高。地下连续墙施工过程中最重要的工序是成槽和钢筋笼下放，其中垂直度控制和泥浆护壁是最关键的环节。在施工过程中要加强技术管理，提高工人素质，对于可能出现的质量问题，应该要有充分的认识，采取相应的预防和处理措施，然后总结经验，加强对质量通病的防范，才能缩短工期、降低工程造价、保证工程质量。

参考文献

[1]葛以衡。GFRP筋籠地下连续墙施工及现场测试[J].上海建设科技，2010

[2]张冰。二钻一抓法在超深地下连续墙施工中的应用[J].施工技术，2009