浅谈取水口闸室地下连续墙施工工艺

康华辉

（广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635）

地下连续墙施工技术起源于欧洲，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工，20世纪五六十年代该项技术在西方发达国家以及前苏联得到推广，成为地下工程和深基坑施工中的常用技术[1]。

地下连续墙分为临时性和永久性两种形式，具有结构刚度大、防渗性能好等优点，不仅可以作为基坑围护的墙体，还可以作为地下室外墙的墙体，即“两墙合一”，充分利用空间，发挥投资效益。随着我国基础设施建设步伐不断加快，地下连续墙施工技术被广泛应用于各类基建工程。

1 工程概况

河源市区水源工程是从水库取水，通过隧洞引水及专用管道，将水输送到自来水厂；其中取水口取水口闸室工程基坑开挖深度为29.80 m，采用地下连续墙+砼内支护方案，逆作法施工；连续墙采用现浇砼结构，砼强度等级C30，墙厚800 mm，总高度46 m，连续墙平面尺寸12800 mm×8200 mm，槽段分为“一”字形和“L”字形两种形状，各四段；在基坑开挖完成后，将连续墙与闸室的侧壁及底板浇筑成整体。

2 技术难点

2.1 地质复杂

取水口闸室段围岩均为V级全风化花岗岩，抗冲刷能力差，围岩极不稳定。隧洞线位于—SE向冲沟的南侧边坡，且与SE向冲沟平行，强风化层底板高程为77.0 m（全风化层已风化成砂砾土状：强风化层风化强烈，呈碎块状，RQD=0）。该段有断层f8和f10通过。其中f8与洞线近于平行，f10与洞线交角较小，对围岩稳定不利。

2.2 结构复杂

结构复杂，具有4段“L”字形的异形地下连续墙，基坑深达46 m，属于深基坑，且连续墙兼作闸室的结构墙体，异形墙对成槽的质量、钢筋笼制作和吊装、砼的浇筑等技术方面较普通连续墙的施工难度大。

3 关键技术研究及总结

3.1 导墙施工

连续墙成槽前应构筑导墙，导墙在施工过程中起到测量基准、成槽作业导向、机械轨道的支承和防止槽口坍塌等等作用。导墙结构截面形式一般有“┓┏”形、”┛┗“形和“][”三种，根据设计要求，本工程选用“┓┏”形，砼强度等级C25，在施工过程应注意以下几点：

（1）导墙面应高于地面不少于100 mm，防止地面水流入槽内污染泥浆。

（2）为保证导墙的整体性，防止导墙在成槽过程中出现变形，导墙水平钢筋应搭接；成槽作业机械一侧的导墙主筋应与路面钢筋连接。

（3）拐角处导墙（即“L”字形的）应外放，外放尺寸应根据设备及墙厚确定。

（4）连续墙身拆模后为保证导墙的稳定性，应在导墙内侧及时设置横撑，采用120 mm圆木撑，间距1.0 m，上、下两道。

（5）导墙在养护期间，应避免重型机械在附近行走，禁止堆载；成槽作业时，导墙的砼强度应大于设计强度的75%。

（6）成槽作业时，当导墙结构破坏时应拆除，用优质土回填夯实，重新浇筑导墙。

3.2 成槽工艺

本工程连续墙槽段划分为8幅（见图1），具体为1#～8#槽段,其中 1#、3#、5#、7# 为“一”字形槽段，2#、4#、6#、8# 为“L”字形异形槽段，成槽（孔）深达46 m，且入弱风化岩不少于3 m。

图1 连续墙槽段划分图（单位：mm）

在地下连续墙成槽作业经常采用液压抓斗成槽机，但根据施工实践，其并不适用于30 m以上的地下连续墙施工，成槽垂直精度难以保证，难以满足“L”字形钢筋笼吊装要求。根据地质水文条件、设计深度、结构形式以及施工场地条件，本项目采用冲孔桩机和280型旋挖钻机联合作业成槽。成槽作业时，按5#→7#→1#→3#→6#→8#→2#→4#顺序进行，分幅施工，L字形槽段应在相邻槽段浇筑完成后进行；针对成槽作业常见工程问题，结合施工成功实践，提出以下几种行之有效的质量控制措施：

3.2.1 提高槽壁稳定性措施

（1）在开挖初期，特别是上部15 m时，应严格控制成槽机械的上下速度，控制冲孔桩机的冲锤提升高度（一般在1 m～2 m左右）。

（2）在槽段开挖过程中，保证泥浆液面在导墙顶面以下0.3 m，且高出地下水位0.5 m，保持泥浆对槽壁的压力，起到护壁的作用[1]；雨天作业时，及时加大泥浆比重和粘度，泥浆比重宜控制在1.2～1.3之间，必要时应暂停作业，封盖槽口。泥浆主要指标见表 1、表 2。

（3）结合现场实际情况，针对岩层较厚，成槽时间较久的特点，采用提高泥浆粘度等指标的措施，以提高槽壁的稳定性。

表1 泥浆性能指标（新鲜泥浆）

表2 泥浆投料的配合比（每m3新鲜泥浆） 单位：kg

3.2.2 特殊地层施工措施

（1）砂层，俗称“铁板砂”，即先用旋挖钻机钻在开挖单元两端各钻挖一个导孔，再挖除导孔间砂层，形成槽段。

（2）杂填土，本工程表层杂填土较厚，为改善土层质量，可采用局部注浆的方法，进而提高的成槽质量。

（3）采用井点降水的方法降低四周地下水位，固结砂性土体，提高抗剪强度，确保槽壁的稳定性。

3.3 钢筋笼的制作及吊装

本工程的地下连续墙钢筋笼分为“一”字形和“L”字形两种，其中“一”字形钢筋每幅约重34 t，“L”字形钢筋笼每幅约重27 t，接头采用工字钢焊接。

3.3.1 制作

（1）为增强地下连续墙的角部刚度，边角处的钢筋笼一般做成“L”形，共有四幅“L”形的钢筋笼。

（2）为避免钢筋笼在平面弯矩作用下变形失稳，应增设桁架和“X”形剪刀撑。

（3）在钢筋笼转角内侧设置斜拉杆，防止其在吊装中发生变形破坏；斜拉杆在入槽前割除。

（4）根据吊装工艺并进行钢筋笼整体强度、刚度安全验算，在“L”形拐角幅钢筋笼布置吊点，并在吊点处布设拉筋，起到均匀分布吊力至下层钢筋网片的作用，避免局部受力破坏。

3.3.2 吊装

为确保施工质量及安全，“L”字形钢筋笼采用“双机抬吊、整幅吊装”的吊装方案[2]，根据本工程的连续墙钢筋笼的尺寸规格及重量，经计算确定主吊采用150 t履带式起重机，副吊选用25 t汽车起重机，在吊装过程须注意以下几点：

（1）为避免钢筋笼吊放入槽段内被卡住，达不到要求的标高，本工程创新性性设置“探笼”，即按规格设置3 m长的钢筋笼，下钢筋笼前，用其对槽壁垂直度进行检查。

（2）防止钢筋笼变形，避免钢筋笼下端在地面上拖滑；在钢筋笼下端设置人工牵引绳，防止其在空中晃动。

（3）钢筋笼在入槽时，吊点中心必须对准槽段中心线，必须慢速、平稳；钢筋笼下放至槽段底部时，应采用槽钢固定钢筋笼，再把吊点切换至预先设置好的钢丝绳。

（4）若不能顺利入槽，应查明原因，不得利用自身重力下放，防止其发生变形破坏；针对由于邻近墙砼绕管而导致无法下放的情况，可利用刷壁器清除绕管砼，再下放入槽。

3.4 水下砼的灌注

钢筋笼吊放就位后4 h内应及时灌注砼，施工中如遇到钢筋上浮、混凝土堵塞、绕流等问题应及时采取措施。

（1）钢筋笼上浮。先固定钢筋笼，清除沉渣，保证砼浇灌速度不大于5 m/h，确保导管插入砼深度2 m～4 m。

（2）砼堵塞。可敲击导管，或提动（高度宜30 cm以内），或用长杆进行疏通；如均无效，可在初凝前，将导管提出，重新灌注砼。

（3）砼发生绕流。为避免一期槽段浇筑砼发生绕流现象，造成二期槽段施工困难，施工中采用在工字钢靠二期槽段一侧沿钢板面绑扎泡沫塑料解决这一问题，并用木条加固，泡沫沿钢板二期槽段一侧满布，钢筋网安放清槽完毕后，用砂袋（装泥）抛填泡沫外侧空隙；二期槽段施工时，采用方钻头确保将泡沫和泥包全部冲除干净。

4 结语

地下连续墙施工中，特别是在成槽工艺、“L”形钢筋笼的制作及吊装、水下砼灌注等方面，必须按照相关施工标准及合同要求，紧密结合工程实际现状，严格施工，确保施工质量达到要求，以便为后续工程的完成提供安全的施工环境。