陳 鍵

(廣州地鐵集團(tuán)有限公司建設(shè)事業(yè)總部，廣東 廣州 510000)

1 工程概況

1.1 工程設(shè)計(jì)概述

科豐路站為地下二層側(cè)式站臺(tái)車(chē)站，車(chē)站位于科豐路與開(kāi)泰大道交接的十字路口，車(chē)站主體沿科豐路大致南北向敷設(shè)，總長(zhǎng)度296.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬21.3 m；車(chē)站基坑開(kāi)挖深度為17.4～20.5 m。科豐路站采用明挖法施工，基坑開(kāi)挖分為兩期，一期施工南基坑(140.5 m)、北基坑(120 m)，二期施工中基坑(36 m)，如圖1所示?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm厚連續(xù)墻+3道內(nèi)支撐的形式。 基坑內(nèi)設(shè)立臨時(shí)中立柱和降水井；圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm厚地下連續(xù)墻共計(jì)130幅，其中南基坑65幅、北基坑53幅、中基坑12幅，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為水下C35、P8水下混凝土。下文中，筆者以科豐路站北基坑為例進(jìn)行對(duì)比分析，詳細(xì)闡述前后方案對(duì)比及施工優(yōu)缺點(diǎn)分析，并給出具體參考意見(jiàn)。

圖1 科豐路站基坑平面布置圖

1.2 工程地質(zhì)

根據(jù)《廣州市軌道交通七號(hào)線(xiàn)二期工程(科豐路站)詳細(xì)勘察階段巖土工程勘察報(bào)告》，本工程穿越土層主要為：1-1雜填土、1-2素填土、3-1粉細(xì)砂層、3-2中粗砂層、3-3礫砂層、4N-2可塑狀粉質(zhì)黏土層、4N-3硬塑狀粉質(zhì)黏土層、4-2B淤泥質(zhì)土層、5H-2硬塑狀殘積土、6H全風(fēng)化花崗巖、7H-a砂土狀強(qiáng)風(fēng)化層、7H-b碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化層、9H微風(fēng)化花崗巖。該區(qū)段為孤石發(fā)育區(qū)，根據(jù)本次詳勘情況共有15個(gè)鉆孔(包含引用揭露孤石鉆孔)，揭露有孤石，揭露孤石數(shù)量23個(gè)。本次勘察共完成鉆孔53個(gè)，引用鉆孔8個(gè)，本車(chē)站孤石揭露率為24.2%(15/61)?；字饕挥?H全風(fēng)化花崗巖、7H-a砂土狀強(qiáng)風(fēng)化層及9H微風(fēng)化花崗巖，地連墻嵌固深度除圖中標(biāo)示嵌固深度外，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，需滿(mǎn)足入殘積土、全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層不小于8 m，入中風(fēng)化層不小于2.5 m，入微風(fēng)化層不小于1.5 m。

2 工程重難點(diǎn)

本工程項(xiàng)目的主要重難點(diǎn)就是孤石揭示率高，地下連續(xù)墻成槽困難。根據(jù)地下連續(xù)墻成槽施工記錄，揭示槽段內(nèi)孤石率高達(dá)51%，部分存在“串珠狀”，且大多數(shù)分布在擴(kuò)大段，孤石最高為7串珠狀，最大厚度為5.4 m，槽段內(nèi)孤石分布大小不一，且存在半邊孤石現(xiàn)象，孤石強(qiáng)度為60～81 MPa，錘頭和旋挖鉆牙輪磨損嚴(yán)重，槽段垂直度難以控制。

3 施工組織模式、資源配置及施工方案

3.1 原施工組織模式、資源配置及施工方案

原施工方案中，北基坑地下連續(xù)墻根據(jù)巖層情況，軟土地層采用成槽機(jī)進(jìn)行成槽，硬巖部分采用旋挖鉆進(jìn)行引孔，沖樁機(jī)進(jìn)行成孔，過(guò)程中根據(jù)“一槽兩鉆”探測(cè)孤石情況，采用旋挖鉆機(jī)提前預(yù)處理，保證地下連續(xù)墻施工進(jìn)度滿(mǎn)足要求。孤石地層采用旋挖鉆進(jìn)行引孔，采用連續(xù)形式進(jìn)行引孔，標(biāo)準(zhǔn)(6 m)首開(kāi)幅引孔共計(jì)9個(gè)孔，然后采用圓錘及方錘進(jìn)行修孔與修邊，二次清孔采用反循環(huán)進(jìn)行清孔。根據(jù)實(shí)際施工統(tǒng)計(jì),地下連續(xù)墻軟土+部分巖層(局部不大于1.2 m高)及小于1 m孤石槽段每幅正常施工時(shí)間為9 d，巖層大于1.2 m及存在串珠狀孤石槽段每幅施工時(shí)間為33～51 d。原施工方案中北基坑的主要投入設(shè)備見(jiàn)表1。

表1 原方案北基坑主要設(shè)備投入

3.2 現(xiàn)施工組織模式、資源配置及施工方案

現(xiàn)施工方案中，北基坑地下連續(xù)墻軟土+孤石+硬巖均采用旋挖鉆進(jìn)行引孔，沖樁機(jī)進(jìn)行成孔，保證地下連續(xù)墻施工進(jìn)度滿(mǎn)足要求。孤石及基巖地層采用旋挖鉆進(jìn)行引孔，采用間隔形式進(jìn)行引孔，標(biāo)準(zhǔn)(6 m)首開(kāi)幅引孔共計(jì)6個(gè)孔；采用圓錘及方錘進(jìn)行修孔與修邊；二次清孔采用反循環(huán)進(jìn)行清孔。現(xiàn)施工方案中北基坑的主要投入設(shè)備見(jiàn)表2。

表2 現(xiàn)方案優(yōu)化后北基坑主要設(shè)備投入表

根據(jù)實(shí)際施工統(tǒng)計(jì)，地下連續(xù)墻存在小于1 m孤石槽段每幅正常施工時(shí)間為9 d，大于1.2 m及存在串珠狀孤石槽段每幅施工時(shí)間為10～18 d。

通過(guò)原及優(yōu)化方案后對(duì)比將旋挖鉆鉆孔及布孔方式進(jìn)行調(diào)整后工期可節(jié)約50%。

4 施工方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

4.1 更換旋挖鉆機(jī)

原方案旋挖鉆機(jī)采用“后趴”式，現(xiàn)優(yōu)化為“前趴”式?！扒芭俊笔叫阢@機(jī)在對(duì)孤石處理加壓時(shí)不易偏孔，可以減少不必要的糾偏時(shí)間。

4.2 更換及增加泥漿篩分機(jī)

原方案泥漿篩分機(jī)只是普通機(jī)型，功率低、泥漿篩分效果差，共計(jì)投入2臺(tái)?，F(xiàn)方案泥漿篩分機(jī)更換為“黑旋風(fēng)”，功率高、篩分效果好，共計(jì)投入3臺(tái)，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)泥漿篩分的要求，減少了沖樁機(jī)沖孔的阻力，加快了沖孔進(jìn)度。

4.3 優(yōu)化成槽施工方案

原方案孤石及基巖地層采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行引孔，采用連續(xù)引孔方式，標(biāo)準(zhǔn)(6 m)首開(kāi)幅引孔共計(jì)9個(gè)孔，旋挖鉆機(jī)占用時(shí)間較長(zhǎng)，槽段同時(shí)開(kāi)槽較少?，F(xiàn)方案采用間隔引孔方式，標(biāo)準(zhǔn)(6 m)首開(kāi)幅引孔共計(jì)6個(gè)孔，旋挖鉆機(jī)占用時(shí)間較短，槽段同時(shí)開(kāi)槽較多。

4.4 更換泥漿清孔設(shè)備

原方案采用正循環(huán)進(jìn)行清孔，清孔時(shí)間較長(zhǎng)，且效果差，過(guò)程中易造成槽壁塌方；現(xiàn)方案更改為反循環(huán)，清孔時(shí)間較短，且效果較好，過(guò)程中不易造成槽壁塌方。

4.5 調(diào)整旋挖鉆頭尺寸

地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)厚度為800 mm，原方案旋挖機(jī)鉆頭尺寸為780 mm，引孔完成后需采用圓錘進(jìn)行擴(kuò)孔，方錘進(jìn)行修孔，過(guò)程中易卡錘，且存在“錘落”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，現(xiàn)將旋挖機(jī)鉆頭調(diào)整為840 mm，減少了圓錘擴(kuò)孔工藝，且修孔過(guò)程中不易卡錘，施工進(jìn)度較高提升。

4.6 方案優(yōu)化及調(diào)整

科豐路站南北基坑目前剩余幾幅連續(xù)墻存在串珠狀，局部為4～7個(gè)孤石，且孤石強(qiáng)度及厚度較大，原方案中用旋挖鉆機(jī)施工進(jìn)度較緩慢?，F(xiàn)采用爆破預(yù)分解+沖樁機(jī)進(jìn)行施工，具體鉆孔數(shù)量及爆破藥量見(jiàn)表3。

表3 炮眼布置平面圖地下連續(xù)墻炮眼鉆孔圖表

地下連續(xù)墻“串珠狀”孤石地層按要求進(jìn)行爆破后，再采用沖樁機(jī)沖孔修邊成槽，完成1幅墻的時(shí)間約為20 d。

5 施工總結(jié)

5.1 一槽兩鉆的重要性

科豐路站北基坑受前期管線(xiàn)及交通倒改影響，導(dǎo)致一槽兩鉆未覆蓋全部槽段，現(xiàn)有的詳勘資料和一槽兩鉆揭示的地質(zhì)情況與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際成槽過(guò)程中遇到的孤石分布情況有很大的出入，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際孤石率遠(yuǎn)高于資料揭示的情況，直接影響連續(xù)墻施工方法的選擇及設(shè)備的配套選型。

5.2 連續(xù)墻施工方法的選擇

(1) 存在串珠孤石的槽段，建議優(yōu)先采取鉆孔預(yù)爆破處理，完成后使用沖樁機(jī)沖孔、修邊成槽；

(2) 存在單串孤石的槽段，建議優(yōu)先采取旋挖鉆施工主孔，沖樁機(jī)施工副孔及修邊成槽；

(3) 存在半邊孤石的槽段，根據(jù)孤石大小選擇鉆孔預(yù)爆破處理(孤石較大)或選擇多功能鉆機(jī)引孔后沖樁機(jī)沖孔(孤石較小)；

(4) 沖樁機(jī)在含孤石的槽段修邊過(guò)程中如遇棱角塊石無(wú)法處理，采用多功能鉆機(jī)在棱角孤石側(cè)的導(dǎo)墻面引孔后樁機(jī)反復(fù)沖錘，直到棱角塊石脫落。

5.3 設(shè)備配套選型的重要性

(1) 旋挖鉆建議采用前趴式，有利于垂直度的糾偏；

(2) 本工點(diǎn)連續(xù)墻厚度為80 cm，建議旋挖鉆采用直徑為84 cm的牙輪鉆頭；

(3) 旋挖鉆引完主孔后，沖樁機(jī)沖副孔及修邊，建議采用直徑為82～84 cm的錘頭沖副孔，用直徑為80 cm的錘頭修邊；

(4) 一次循環(huán)清槽宜采用氣舉反循環(huán)設(shè)備配合“黑旋風(fēng)”分篩機(jī)。