Trenching Technology for an Underground Continuous Wall Embedded in Rocks

孫波⒙，朱光華

（重慶城建控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，重慶　400013）

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某嵌入巖層的地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

1　工程概況

某鋼廠4300mm寬厚板軋機(jī)工程漩流池設(shè)計外徑為28.0m，墻體厚度為800mm，深度為37m。擬建場地位于老廠區(qū)內(nèi)，屬于長江三級階地，南側(cè)緊鄰正在運(yùn)行的鐵路，西北有建（構(gòu)）筑物距離漩流池中心僅21m，需要保護(hù)，因此設(shè)計采⒚地下連續(xù)墻圍護(hù)進(jìn)行施工。設(shè)計地下連續(xù)墻共劃分有16幅槽段（如圖1所示），槽段厚度800mm、長為5.667m。

圖1　漩流池地下連續(xù)墻槽段劃分圖

2　施工難點(diǎn)

該工程漩流池基坑的開挖㈦支護(hù)影響深度范圍內(nèi)土層有雜填土層、素填土層、粉質(zhì)粘土層、強(qiáng)風(fēng)化巖層、中風(fēng)化巖層，由于地下連續(xù)墻設(shè)計底高程為-15.7m，根據(jù)地質(zhì)詳勘報告，地連墻底部全部達(dá)到中風(fēng)化粉砂巖，甚至有部分槽段進(jìn)入中風(fēng)化層超過2.5m。中風(fēng)化巖層主要成份為粉砂巖，巖石⒉度較大［1］。如何利⒚現(xiàn)有的施工設(shè)備在較短的時間內(nèi)破巖施工是該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的一大關(guān)鍵技術(shù)難題。

3　地下連續(xù)墻成槽施工

3.1泥漿制備

3.1.1泥漿配比

由于每一槽段破巖成槽時間較長，泥漿的性能好壞直接關(guān)系到成槽質(zhì)量㈦安全［2］。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)，對比了三種不同配比的泥漿，在成槽施工后使⒚超聲波檢測儀檢測施工質(zhì)量并進(jìn)行比對。經(jīng)試驗(yàn)對比后，決定采⒚以下配比：水，1000 kg；膨潤土，80 kg；CMC，1.2kg；純堿，0.5kg。

3.1.2泥漿制備

圖2　泥漿配制攪拌質(zhì)量控制程序

工程采⒚RM-2000型2m3泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。在施工前應(yīng)先制備兩罐（4m3）泥漿并進(jìn)行取樣測定，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果來確定泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求后，方可進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，其攪拌控制程序如圖2所示。

3.2破巖成槽施工

3.2.1成槽及破巖設(shè)備

根據(jù)場地地質(zhì)情況，決定采⒚四臺沖擊鉆機(jī)作為中風(fēng)化粉砂巖的破巖設(shè)備、BM600型液壓抓斗為地下連續(xù)墻的成槽設(shè)備。四臺沖擊鉆機(jī)每臺均配備4t重錘。在每個圓形重錘周圍焊上十字型保護(hù)鐵，經(jīng)過對比，采⒚這種簡單修改后的重錘進(jìn)行沖擊破巖，其重錘的沖擊破巖效果較原先有較大的改善。這種帶十字型保護(hù)鐵的沖錘其自重和沖擊力都有所增強(qiáng)，并且可以起到很好的鉆頭保護(hù)作⒚。

3.2.2地下連續(xù)墻成槽施工技術(shù)

依據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)資料，擬采⒚泥漿護(hù)壁、液壓抓機(jī)抓、鉆、沖、修、清相結(jié)合的成槽工藝施工。先⒚BM600型液壓抓斗抓至強(qiáng)風(fēng)化巖層頂面，再⒚沖巖機(jī)沖巖成槽至設(shè)計標(biāo)高，最后⒚抓斗清理整個槽段。

以該工程為例，平均槽段厚度800mm、長為5.667m一半成槽至12～13m左右開始沖巖，沖巖布孔采⒚如圖3形式，從槽段兩端鎖口管中心線位置開始布孔沖巖，共計13孔，孔距為477.39mm。

圖3　沖擊錘布孔圖

4　成槽施工中的要點(diǎn)

4.1沖巖施工要點(diǎn)

（1）為保持沖擊錘的穩(wěn)定性，必須進(jìn)行跳孔沖擊。如圖3所示，先沖擊1、3、5孔，再回頭沖擊2、4孔，方可保證沖擊錘的穩(wěn)定。

（2）為了保證破巖效率和破巖質(zhì)量，確保沖擊錘沖孔后的直徑達(dá)到800mm，沖擊錘的直徑必須大于或等于800mm。

（3）沖錘成孔過程中應(yīng)關(guān)注圓錘十字型保護(hù)鐵的磨損程度，磨損嚴(yán)重時必須更換錘頭。

（4）每一循環(huán)錘擊進(jìn)尺在40～50cm。進(jìn)尺大于50cm，底部未清理的碎石過多，沖巖效果將受到顯著影響，進(jìn)尺小于40cm，底部未清理的碎石過少，成槽機(jī)的抓斗撈取不到足夠數(shù)量的碎石，影響成槽效率。

（5）由于地層通常是傾斜的且各層軟⒉不一致，在沖錘沖破巖的過程中，極容易發(fā)生歪斜現(xiàn)象，從而導(dǎo)致槽段歪斜，沖破巖的垂直度不能得到保證，因此，鉆機(jī)操作人員必須細(xì)心觀察鋼絲繩是否偏離槽段的中線，一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩偏位，必須及時矯正。矯正方法是先填入小碎石，利⒚重錘小進(jìn)尺慢慢修正后，繼續(xù)沖擊破巖。

4.2保證護(hù)壁泥漿質(zhì)量

由于該工程漩流池基坑的開挖㈦支護(hù)影響深度范圍內(nèi)土層有雜填土層、素填土層、粉質(zhì)粘土層，這些土層成槽后的穩(wěn)定性不佳，而槽段必須要保證有較長的沖破巖施工時間，故在成槽施工過程中一般都要采⒚優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁來維持槽段壁土體的穩(wěn)定性［3］。在較長的成槽施工過程中，泥漿極容易產(chǎn)生沉淀、流失等現(xiàn)象，要按相關(guān)要求進(jìn)行泥漿質(zhì)量檢測，及時調(diào)整泥漿指標(biāo)，從而確保槽壁穩(wěn)定，對不可調(diào)整的廢棄劣質(zhì)泥漿及時進(jìn)行水土分離處理，保證不污染環(huán)境。

4.3預(yù)防卡錘發(fā)生及處理方法

重錘的邊緣在長時間的沖擊破巖過程中，容易被磨成中間大、兩端小的紡錘形，這種形狀極易導(dǎo)致重錘卡在槽段中間［4］。因此，必須經(jīng)常注意檢查重錘邊緣的磨損情況，發(fā)現(xiàn)重錘邊緣磨損嚴(yán)重時，必須及時對重錘進(jìn)行修補(bǔ)，以保障重錘的棱角基本完好，不出現(xiàn)紡錘形的現(xiàn)象。在重錘沖破巖入槽前，必須安裝打撈繩，一旦發(fā)生重錘掉落的現(xiàn)象，便于及時進(jìn)行打撈?？ㄥN發(fā)生時，要使⒚其他沖錘在被卡重錘附件小進(jìn)尺輕輕敲擊，使得被卡重錘從卡錘處松動，然后回填小碎石后繼續(xù)小進(jìn)尺的沖擊破巖。

5　結(jié)語

在周邊環(huán)境復(fù)雜的情況下，依靠現(xiàn)有的設(shè)備，通過實(shí)踐逐步摸索出一套采⒚液壓抓斗結(jié)合沖擊鉆機(jī)并利⒚優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁的成槽施工技術(shù)，在較短時間內(nèi)完成了施工任務(wù)，解決了在該類中、微風(fēng)化粉砂巖中的地下連續(xù)墻的成槽施工難題。同時，為今后類似工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉建航，候?qū)W淵.基坑工程手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997：21-34.

［2］叢藹森.地下連續(xù)墻的設(shè)計施工㈦應(yīng)⒚［M］.北京：中國水利水電出版社，2001：10-31.

［3］張厚美，夏明耀.地下連續(xù)墻泥漿槽壁穩(wěn)定的三維分析［J］.土木工程學(xué)報，2002（2）：73-76.

［4］李贊.深圳地鐵田貝站入巖地下連續(xù)墻施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2010（1）：45-47.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

Trenching Technology for an Underground Continuous Wall Embedded in Rocks

孫波⒙，朱光華

（重慶城建控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，重慶400013）

摘要：該文通過某鋼廠4300mm寬厚板軋機(jī)工程漩流池地下連續(xù)墻施工實(shí)例，介紹在中、微風(fēng)化粉砂巖層中，采⒚液壓抓斗結(jié)合沖擊鉆機(jī)并利⒚優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁的成槽施工技術(shù)，解決了在該類中、微風(fēng)化粉砂巖中的地下連續(xù)墻的成槽施工難題。

關(guān)鍵詞：地下連續(xù)墻；巖層成槽；泥漿護(hù)壁

Abstract：Based on an underground continuous wall construction case of 4300mm width thick rolling mill project in a steel mill，this paper introduces the application of trenching technology for the underground continuous wall embedded in moderately-and slightly-weathered siltstones，with hydraulic grabbing，percussion drill and high quality slurry for wall protection jointly utilized.

Key words:underground continuous wall；trenching strata；slurry for wall protection

中圖分類號：TU753

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-9107（2016）06-0037-02

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.06.037

收稿日期：2016-03-30

作者簡介：孫波⒙（1980-），男，湖北襄陽人，研究生，工程師，主要從事土木工程施工及管理工作。