徐 泉（南通市建設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)督站，江蘇 南通 226000）

江蘇省南通市軌道交通 2 號線 02 標項目位于南通市港閘區(qū)，為南通市重點工程。該工程位于交通主干道，基坑周邊存在多幢多層居民住宅，220 kV 高壓架空線斜穿出入段線深基坑。施工范圍內(nèi)存在深厚的粉土層、粉砂層，地層敏感，地下水充足且補給速度快，因此深基坑自身風險和周邊環(huán)境風險很高，特別是在 220 kV 高壓線限制下如何施工才能保證有效地止水帷幕成了重難點。為確保 220 kV 高壓線保護范圍內(nèi)基坑止水帷幕能夠有效止水，確保周邊環(huán)境安全，將該工程原設(shè)計鉆孔灌注樁支護加旋噴樁止水帷幕的圍護形式變更為鉆孔灌注樁支護加 TRD （渠式切割深層攪拌地下水泥土連續(xù)墻）止水帷幕?；娱_挖后，證明 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻止水帷幕能夠有效地切斷地下水聯(lián)系，確保基坑和周邊環(huán)境的安全。

1 工程簡介

1.1 工程概況

該工程項目主要包含幸福鎮(zhèn)站、幸福車輛段出入段線及幸福鎮(zhèn)站-南通火車站站盾構(gòu)區(qū)間。其中幸福車輛段出入段線線路從幸福鎮(zhèn)站北端引出后，沿幸福大道向北前行，線路長 802 m。根據(jù)出入段線工程地質(zhì)和周邊環(huán)境，220 kV 高壓線保護范圍外采用地下連續(xù)墻的支護止水形式，220 kV高壓架空線距地面凈高約 17 m。根據(jù)相關(guān)安全規(guī)范要求，常規(guī)的地下連續(xù)墻無法施工，故高壓線保護范圍內(nèi)原方案采用 800 mm @ 1 000 mm 鉆孔灌注樁 ＋ 800 mm @ 600 mm 兩排三重管旋噴樁止水帷幕。本工程基坑坑底位于 ③3層粉砂夾粉土中，開挖深度內(nèi)以粉砂夾粉土、粉質(zhì)黏土、粉砂為主，本工程基坑采用 800 mm @ 1 000 mm 鉆孔灌注樁＋ 800 mm @ 600 mm 兩排三重管旋噴樁止水帷幕+內(nèi)支撐的支護形式，設(shè)置 4 道支撐，其中第一道采用 700 mm×900 mm 混凝土支撐，第二道鋼支撐采用Φ800 mm×20 mm，其余采用Φ609 mm×16 mm 鋼支撐。

1.2 周邊環(huán)境

幸福車輛段出入段線基坑的東側(cè)有多幢多層居民住宅，均采用天然基礎(chǔ)＋筏板基礎(chǔ)，對變形較為敏感。斜穿基坑的 220 kV 高壓線架空線凈空高 17.0 m，高壓線鐵塔樁基礎(chǔ)距明挖區(qū)間水平最近凈距為 13.0 m，樁基礎(chǔ)的樁端位于基底開挖面以上的粉砂層，受基坑開挖影響大。車站周邊遷改后的市政管線較多，均距車站或車站附屬結(jié)構(gòu)較近，如 DN 1200 雨水管（距基坑最小凈距為 3.6 m）、DN 300 給水管（距基坑最小凈距為 4.7 m），DN 600 污水管（距基坑最小凈距為 14.0 m）、DN 200 燃氣管（距基坑最小凈距為 12 m）?；优c周邊環(huán)境平面位置如圖 1 所示。

圖1 基坑與周邊環(huán)境平面位置圖

1.3 工程地質(zhì)情況

南通市港閘區(qū)地處長江下游沖積平原，地形平坦，地貌類型比較單一。總體上，擬建工程場地地面高程為2.0～6.0 m（1985 國家高程基準），港閘區(qū)、崇川區(qū)較高，一般為 3.5～5.5 m，開發(fā)區(qū)、通州區(qū)較低，一般為2.0～4.4 m。該工點地貌類型屬沖-海積水網(wǎng)化平原。

該基坑開挖深度內(nèi)以粉砂夾粉土、粉質(zhì)黏土、粉砂為主，依次為 ① 層填土、② 層粉質(zhì)黏土、③ 層粉砂夾砂質(zhì)黏土、③層粉砂、③層粉砂夾粉土。開挖面以下依次為 ③4層粉砂、④t層砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土、④層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、④t層砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土、④層粉質(zhì)黏土夾粉土。潛水主要存在于淺部粉土、粉砂、填土層中，水位為 0.56～3.40 m。第 1 層承壓水一般賦存于 ④ 層以下的砂土、粉土層中，主要接受徑流及越流補給，水頭埋深 2.0～5.0 m。

1.4 施工難點

該工程施工有以下難點。

（1）220 kV 高壓線保護范圍內(nèi)出入段線基坑最大開挖深度 16.0 m。施工中存在富水粉砂、粉砂夾粉土層，含水率高、滲透性強?；娱_挖過程中，容易發(fā)生涌水、涌砂及滲透變形，必須采取可靠的施工工法保證止水帷幕形式的施工質(zhì)量。

（2）220 kV 高壓線下圍護結(jié)構(gòu)采用 800 mm@ 600 mm 兩排旋噴樁止水帷幕形式，旋噴樁在有巨厚的潛水、承壓水含水層，含水率高、滲透性強的粉砂夾粉土、粉砂層中施工質(zhì)量無法保證，基坑開挖風險大。

（3）基坑位于南通市城區(qū)主干道，周邊是大量遷改后市政管線和多棟采用淺基礎(chǔ)的建筑物，地址敏感，對周邊環(huán)境保護要求極高。

2 止水帷幕比選

2.1 地下水處理分析

在該基坑開挖范圍內(nèi)存在深厚含水層，土層滲透性大且含水量豐富，因此地下水處理是本工程基坑自身安全與周邊環(huán)境安全的關(guān)鍵。對 ② 層、③ 層、③ 層、③ 層、③4層、④t層的潛水采取止水帷幕截斷的處理方案，將基坑周邊止水帷幕深度適當加深至 1 層中，止水帷幕深度為 25.0 m，以隔斷坑內(nèi)外水力聯(lián)系。④t砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土層承壓水層埋深較深，采取隔斷措施難度相當大、費用高，故采用適量抽水降壓的方案。

2.2 止水帷幕施工工藝選型分析

根據(jù)出入段線基坑的水文地質(zhì)條件和周邊環(huán)境情況，該工程采用的落地式止水帷幕要有良好的止水性能。原設(shè)計采用兩排間距 600 mm 的三重管高壓旋噴樁互相搭接咬合形成止水帷幕，但旋噴樁在本項目水位地質(zhì)條件下存在以下問題。

（1）高壓旋噴樁在粉土、粉砂層中，由于土體自身黏聚性差、透水性大、含水量大，高壓旋噴過程中，難以控制狀體的有效直徑和密實度。當?shù)叵滤S富且存在徑流時，成樁更為困難。

（2）承壓水在壓力作用下，使水泥顆粒隨地下水經(jīng)滲流流失，從而產(chǎn)生尚未凝固的水泥漿離析，降低了旋噴樁的成樁質(zhì)量。

（3）旋噴樁施工時需要經(jīng)常用水平尺測量鉆桿垂直度 1次，每根樁位難以控制，容易因樁位定位不準、垂直度偏差造成咬合不準，或跳樁施工時漏樁使樁體水泥摻量不滿足設(shè)計要求以致存在透水部位。在南通地層中采用高壓旋噴樁止水帷幕的工程，基坑開挖時旋噴樁咬合處或粉土粉砂層處仍存在滲透水，基坑開挖后須在滲透水位置進行坑外注漿，影響工期，浪費人力財力。

相比旋噴樁，采用 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻工法，成墻質(zhì)量更均勻，可保證連續(xù)性施工，不存在咬合不良，垂直度精度高，避免了深層開叉問題，止水帷幕止水性能可靠，能夠保證基坑止水要求。通過經(jīng)濟性對比分析后，本工程止水帷幕由原設(shè)計雙排 800 mm @ 600 mm 超深三重管旋噴樁施工工法變更為 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻工法，節(jié)省了工程造價 846 萬元。因此最終止水帷幕變更為 TRD渠式切割水泥土連續(xù)墻。2 種工法對比如表 1 所示。

表1 三重管旋噴樁與 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻對比表

3 TRD 止水帷幕止水方案

止水帷幕質(zhì)量驗收標準如表 2 所示。參考表 2 止水帷幕質(zhì)量驗收標準，850 mm 厚 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻采用強度等級為 42.5 級普通硅酸鹽水泥，切割液采用鈉基膨潤土拌制。水泥摻量為 20%，水灰比 1.5:1，TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻工法止水帷幕 28 d 的無側(cè)限抗壓強度 ≥0.8 MPa，滲透系數(shù) ≤1×10－7cm/s。

表2 止水帷幕質(zhì)量驗收標準

由于采用鉆孔灌注樁作為支護樁，TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻僅做防滲止水帷幕，應(yīng)首先施工渠式切割水泥土連續(xù)墻。平面布置宜使圍護樁緊貼水泥土連續(xù)墻，待墻體具有一定強度后，再施工圍護樁。施工前綜合考慮周邊環(huán)境、水文地質(zhì)條件、設(shè)備功率、切割液及固化液供應(yīng)狀況等因素，通過試成墻確定渠式切割機械的水平推進速度和鏈狀刀具的旋轉(zhuǎn)速度等施工參數(shù)。

3.1 施工設(shè)備

針對該工程在 220 kV 高壓線下低凈空施工的特點，TRD 止水帷幕施工采用日本引進的 TRD-III 混合攪拌壁式地下連續(xù)墻施工工法設(shè)備。TRD-III 型機設(shè)備高為 11.00 m，切割箱配置 ≥ 35.00 m墻體切割箱，由下至上排列分別是：1節(jié) 3.55 m 的被動輪 ＋8 節(jié) 3.66 m 切割箱 ＋1 節(jié) 2.40 m 切割箱，總長 35.23 m。切割刀具呈菱形布置，確保墻體質(zhì)量均勻。刀具長度最小 450 mm、最大 850 mm，中間以 50 mm 為增量共 9 種，按 1.20 m 間距布置。

3.2 施工工藝

水泥土攪拌墻采用 3 pass （兩次成槽、一次成墻）的施工方法：先行切割、回撤切割、噴漿攪拌，即鋸鏈式切割箱切割至預(yù)定深度后，首先注入切割液橫向前進對土體試切割 1.20 m，保證切割范圍內(nèi)無未處理管線等障礙；其次向后退回切割至原處，對土體進行二次切削，保證土屑均勻；最后注入固化水泥液向前攪拌成墻。

3.3 主要施工參數(shù)

主要施工參數(shù)如下。（1）水泥摻量：20%。

（2）固化液水灰比：1.5：1，采用自動拌漿，后臺進行制配。

（3）固化液比重：1.29～1.50。

（4）膨潤土摻量：100 kg/m3。

（5）切割漿液配合比（實際膨潤土用量根據(jù)試成墻施工情況確定）如表 3 所示。

表3 切割漿液配合比

（6）固化漿液配合比如表 4 所示。

表4 固化漿液配合比

（7）單位長度水泥用量：止水帷幕水泥土連續(xù)墻長為 25.00 m、厚為 0.85 m 土的重量取平均值 1.85 kN/m3，水泥摻入量為 20%，則橫向每延米的水泥用量為：25.00×1×0.85×1.85×20%=7.86 t/ 延米。

（8）注漿壓力：注漿壓力控制在 0.8 MPa，保證漿液輸送能力。

（9）切割速度：每刀初步切割速度為 0.03 m/min?；厍袝r間為 10～15 min，即 0.12～0.08 m/min。噴漿攪拌時間為 40～45 min。

3.4 施工安全

（1）在限高電線桿頂端張拉絕緣繩，在絕緣繩上設(shè)置警示標志，并掛上彩旗等醒目標記。

（2）凡需要在高壓線周邊作業(yè)的機械設(shè)備，必須在相應(yīng)的工程機械上安裝近電警報器，并派專人每天檢查警報器的有效性。

（3）堅決禁止雨霧天氣在高壓線周邊開展施工作業(yè)，尤其在照明條件不具備的情況下更不允許夜間在高壓線周邊作業(yè)。

4 施工效果

TRD 止水帷幕施工過程中嚴格執(zhí)行制訂的技術(shù)措施，通過統(tǒng)計反饋數(shù)據(jù)看均滿足規(guī)范及設(shè)計要求。在基坑開挖過程中，明挖區(qū)間土方開挖過程中 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻無滲漏情況，達到了預(yù)期效果。

（1）TRD-III 施工設(shè)備能夠適應(yīng)該工程地層，施工速度快，每天可成墻 7～8.00 m。在28 d 后基坑開挖前對 TRD止水帷幕進行了取芯檢測，芯樣無側(cè)限抗壓強度均 ≥1.0 MPa，現(xiàn)場 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻墻身均勻，防滲性能滿足規(guī)范及設(shè)計要求。在開挖階段，止水帷幕未發(fā)生滲漏水現(xiàn)象?？油馑蛔兓鐖D 2 所示。

圖2 坑外水位變化圖

（2）通過開挖過程監(jiān)測數(shù)據(jù)反映，在基坑進行開挖和降水期間，地下水位和周邊環(huán)境沉降變形均在可控范圍之內(nèi)。由此可見 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻止水帷幕能夠有效地切斷地下水，對周邊環(huán)境的保護非常有效。

5 結(jié) 語

（1）該工程是南通市重點工程，位于市區(qū)主干道，周邊存在大量遷改市政管線和多棟多層建筑，且基坑施工范圍內(nèi)分布有深厚含水層，對止水帷幕提出了極高的質(zhì)量要求。采用 850 mm 厚 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻作為止水帷幕，確保了基坑工程順利實施，施工過程達到安全可控的目標，確保了周邊環(huán)境的安全。

（2）在南通市建筑工程中首次采用了由 TRD 渠式切割水泥土連續(xù)墻的工法作為止水帷幕。實施后的止水帷幕均勻性和連續(xù)性好、止水效果良好，未發(fā)生滲漏水現(xiàn)象，縮短了施工工期，降低了基坑安全風險，也為業(yè)主單位節(jié)省了工程造價。

（3）在低凈空條件限制下復雜地質(zhì)中為基坑支護形式提供了一種新的組合形式，實現(xiàn)了施工質(zhì)量最高化、施工速度最快化的目的。

（4）監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，基坑開挖和降水期間，坑外水位基本無變化，采用由 TRD 工法作為止水帷幕是安全可靠的。在施工設(shè)備選擇、施工工藝確定、具體施工參數(shù)選擇等方面可為同類工程項目提供借鑒與參考。