地下连续墙入岩成槽施工工艺改进

2015 年 1 月上 第 44 卷第 1 期 施工技术 CONSTUCTION TECHNOLOGY43 DOI: 10. 7672/sgjs2015010043 地下连续墙入岩成槽施工工艺改进 * 党亚杰 1， 肖昭然1 ， 聂 彬 2 ( 1 河南工业大学土木建筑学院， 河南郑州450000; 2 中铁隧道集团二处有限公司， 河北燕郊 101601) 摘要基于南昌轨道交通 1 号线秋水广场站探索出的中风化岩层地下连续墙入岩成槽施工工艺， 通过在 2 号线 地铁大厦站地下连续墙施工中的探索和实践， 对该施工工艺进行了改进， 在不增加机械设备的情况下极大地改善 了入岩段连续墙偏孔的问题， 且缩短了成槽时间， 效果显著。主要对相同地质条件下两种施工工艺进行了数据上 的比对分析， 以证明改进后施工工艺确有推广应用价值。 关键词地下工程; 地下连续墙; 地铁; 施工工艺; 优化 中图分类号TU753 文献标识码A 文章编号1002- 8498( 2015) 01- 0043- 03 Improvement of Injection Construction Technique of Diaphragm Wall Dang Yajie1， Xiao Zhaoran1， Nie Bin2 ( 1 College of Civil Engineering，He nan University of Technology，Zhengzhou，He nan450000，China; 2 ECHU Co ，Ltd of China ailway Tunnel Group，Yanjiao，Hebei101601，China) Abstract: Based on the injection construction technique of diaphragm wall in the weathering rock，and the construction technology is explored in the Qiushui square station，the injection construction technique of diaphragm wall is improved by exploring and using in the subway station of Line 2 The problem of hole misregistration in the diaphragm wall is improved greatly without any increase in mechanical equipment， and the time of grooving is reduced effectually According to the comparison and analysis of the two construction technologies under the same geological conditions， it is proved that the improved construction technology has the popularization and application value Key words: underground;diaphragm wall;subways;construction;optimization *河南工业大学创新基金( 2012YJCX66) 作者简介党亚杰， 硕士研究生， E- mail: 664384677 qq com 收稿日期2014- 01- 13 随着我国城市建设的快速发展， 地下空间的不 断开发利用， 以地下连续墙作为深基坑围护结构的 工程已相当广泛。目前， 工程技术人员已总结了一 些地下连续墙入岩成槽技术措施， 如文献 1- 3结 合工程实例， 详细介绍了地下连续墙入岩成槽施工 技术。文献 4探讨了超深地下连续墙施工方法， 并提出了相应的控制措施。但是由于各工程地层 条件差异， 地下连续墙入岩成槽施工技术也会有所 差异。本文以南昌轨道交通 2 号线地铁大厦站地下 连续墙的施工为背景， 针对中风化泥质粉砂岩、 中 风化砂砾岩等特殊地质条件， 对 1 号线秋水广场站 探索出的施工工艺( 即文献 1 中介绍的施工工艺) 进行了改进， 为类似工程提供一定的借鉴。 1工程概况 1. 1工程简介 南昌市地铁大厦站位于红谷滩世贸路与赣江 中大道站交叉处， 为 1， 2 号线换乘站， 车站 2 号线基 坑呈南北走向。车站为双轴 3 跨地下 3 层岛式车 站， 地下 1 层为站厅层， 地下 2 层为设备层， 地下 3 层为站台层; 标准段连续墙成槽深度 27. 825m， 入岩 深度 6. 945m， 北端头井连续墙成槽深度 29. 225m， 入岩 深 度 7. 625m， 南 端 头 井 连 续 墙 成 槽 深 度 29. 225m， 入 岩 深 度 8. 005m;标 准 段 基 坑 宽 度 22. 9m， 最宽处 32. 295m， 端头井基坑净宽 26. 6m。 地下连续墙墙厚 0. 8m， C35 钢筋混凝土， 标准幅长 6m， 共计 132 幅。 1. 2工程地质及水文地质条件 本工程区域地面较平坦， 地面标高 18. 000 25. 000m， 属赣江冲积平原地貌单元。按其岩性及其 工程特性， 自上而下依次划分为: 1杂填土、 2素 填土、 4淤泥质黏土、 1- 1粉质黏土、 1- 2粉质黏土、 3- 1含黏性土粉砂、 3- 2细砂、 4中砂、 5粗砂、 6 砾砂及砂砾岩。各土层分布情况如表1 所示。 44施工技术第 44 卷 表 1工程地层条件 Table 1The engineering geological conditions 层号岩土名称埋深/m高程/m层厚/m分布情况 1杂填土0. 00 6. 0023. 980 24. 2700. 00 6. 00局部分布 2素填土0. 00 6. 0018. 270 24. 2704. 00 7. 10局部分布 4淤泥质黏土4. 00 6. 6017. 560 19. 9800. 00 3. 70局部分布 1- 1粉质黏土5. 50 8. 7015. 280 18. 8000. 00 3. 00局部分布 1- 2粉质黏土6. 00 8. 7015. 280 18. 2702. 20 6. 50全场分布 3- 1含黏性土粉砂9. 90 12. 4011. 530 14. 1500. 00 5. 20局部分布 3- 2细砂10. 70 15. 108. 950 13. 3800. 00 4. 20局部分布 4中砂12. 50 17. 306. 860 11. 7700. 90 6. 50全场分布 5粗砂16. 40 20. 007. 680 10. 6301. 80 3. 20全场分布 6- 1砾砂19. 30 22. 201. 980 5. 0000. 00 2. 85局部分布 2- 1强风化砂砾岩20. 90 22. 201. 980 2. 2800. 00 1. 90局部分布 2- 2s中风化砂砾岩上段21. 80 23. 401. 580 2. 4700. 20 11. 70全场分布 2- 2x中风化砂砾岩下段22. 00 34. 1010. 120 2. 470最大层厚 16. 60全场分布 场地浅层地下水类型为上层滞水、 孔隙性潜 水、 微承压水， 拟建场区孔隙性潜水主要赋存于第 四系全新统冲积层的稍密 中密状砂土中， 地下水 位埋深较浅， 地下水位受南侧及东侧两个施工工地 基坑降水影响， 水位变化极大， 埋深 2. 60 13. 50m， 高程 10. 000 19. 290m， 地下水主要接受赣江水体 和大气降水的侧向补给， 贫水季节及枯水季节地下 水补给地表水， 地下水向赣江排泄; 汛期， 赣江水位 上涨， 赣江补给地下水。根据水质分析结果， 地下 水对混凝土结构具有侵蚀 CO2中等腐蚀性， 对钢筋 混凝土结构中的钢筋在长期浸水和干湿环境下均 具有微腐蚀性。场地土对混凝土结构具有弱腐蚀 性， 对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性， 对 钢结构具有中等腐蚀性。 1. 3施工情况 地铁大厦站 2 号线地下连续墙前期施工采用秋 水广场站地下连续墙施工探索出来的工艺进行施 工， 成槽速度较快， 但根据超声波检测槽壁垂直度 结果显示， 槽壁经常在岩层面以下出现偏孔现象， 处理起来耗时、 耗工。后期对原工艺进行了改进， 发现偏孔现象明显减少， 极大地提高了成槽效率。 2施工工艺 2. 1原成槽工艺 原成槽工艺成槽机先抓至 10m 左右， 以剩余 10m 深左右的砂层作为旋挖钻机的导向层， 钻每个 主孔至设计标高后， 再使用冲击钻冲副孔， 孔深 1. 5m， 成槽机清完渣后继续使用冲击钻冲副孔， 依 次循环直至设计标高。主、 副孔平面分布如图 1 所 示， 具体施工工艺流程如下: 成槽机抓至 10m 深度 旋挖机引主孔至设计标高冲击钻冲副孔 1. 5m 深成槽机清渣冲击钻冲副孔 1. 5m 深成槽机 清渣成槽机细抓清底超声波检测槽壁垂直度 成槽( 偏孔需进行处理后再成槽) 。 图 1主、 副孔平面分布 Fig 1Layout of the holes 2. 2改进后成槽工艺 改进后工艺为使用成槽机抓上部砂层， 直接抓 至基岩面， 深度约 20m， 然后使用冲击钻冲每个主孔 至 1. 5m 深， 成槽机扫孔后， 将已冲好的 1. 5m 深主 孔作为导向孔， 使用旋挖钻机钻每个主孔至设计标 高， 最后使用冲击钻冲副孔， 每层 1. 5m， 直至设计标 高。具体施工工艺流程如下: 成槽机抓至基岩面 ( 约 20m)冲击钻冲主孔深度 1. 5m旋挖钻钻主 孔至设计标高成槽机清渣冲击钻冲副孔 1. 5m 深成槽机细抓清底超声波检测槽壁垂直度 成槽( 偏孔需进行处理后再成槽) 。 3两种工艺施工工效、 优缺点对比 3. 1成槽工效对比 以 27m 深的槽段( 幅宽 6m， 地质情况: 0 20m 为黏土层及砂层， 20 27m 为中风化砂砾岩， 成槽设 备均为 1 台 SG40 成槽机、 1 台 SH30 旋挖钻机和 1 台冲击钻) 为例对两种工艺成槽时间进行分析， 如 表 2 所示。 从表 2 可以看出， 相同槽段、 相同设备情况下， 改进后的成槽工艺成槽时间缩短了约 20h， 成槽时 间相对较短。实际施工过程中， 可根据现场机械设 备情况设置 2 台冲击钻同时进行冲孔作业， 缩短成 槽周期。 2015 No 1党亚杰等: 地下连续墙入岩成槽施工工艺改进45 表 2两种成槽工艺成槽时间对比 Table 2Comparison of slot forming time between two methods 原施工工艺改进后施工工艺 工序成槽步骤时间/h工序成槽步骤时间/h 1成槽机抓上部 10m 砂层21成槽机抓砂层至基岩( 20m)5 2旋挖机钻主孔 7 个至设计标高( 17m)7 62冲击钻冲主孔 7 个( 1. 5m)7 2 3冲击钻冲副孔 6 个( 2m)6 2. 53成槽机清渣0. 5 4成槽机清渣0. 54旋挖机钻主孔 7 个( 5. 5m)7 3 5冲击钻冲副孔 6 个( 2m)6 2. 55成槽机清孔0. 5 6成槽机清渣0. 56冲击钻冲副孔 6 个( 2m)6 2. 5 7冲击钻冲副孔 6 个( 1. 5m)6 2. 57成槽机清渣0. 5 8成槽机清渣0. 58冲击钻冲副孔 6 个( 2m)6 2. 5 9冲击钻冲副孔 6 个( 1. 5m)6 2. 59成槽机清孔0. 5 10成槽机清底0. 510冲击钻冲副孔 6 个( 1. 5m)6 2. 5 11成槽机清底0. 5 合计106合计87. 5 注: 本表中时间分析不含工序转换、 设备故障时间 3. 2成槽工艺优缺点对比 1) 改进后的施工工艺成槽时间较原工艺短， 成 槽效率高。 2) 改进后的工艺先使用冲击钻冲击主孔， 施作 1. 5m 深导向孔， 而后使用旋挖钻机在导向洞内向下 钻进， 极大地减小了偏孔概率， 弥补了旋挖机在岩 层中易偏孔的缺陷。 3) 将旋挖钻机的施工时间从 42h 降至 21h， 极 大地缩短了旋挖钻机的施工时间， 降低了旋挖钻机 噪声对周边环境的影响; 同时， 多个工作面同时施 工时， 缩短单幅槽段旋挖钻机的成槽时间相当于提 高了旋挖钻机的使用效率。 4结语 1) 改进后的工艺在不增加机械设备投入的情 况下， 成槽周期短， 施工效率高。 2) 增加导向洞施工工序， 改善了旋挖钻机在岩 层中易偏孔的缺陷。 3) 缩短了旋挖钻机的施工时间， 降低了旋挖钻 机噪声对周边环境的影响， 且提高旋挖钻机的使用 效率。 由此可以看出， 改进后的成槽工艺具有广泛的 推广应用价值。 参考文献: 1赵康林， 王光伟， 李志军， 等 地下入岩连续墙施工技术研究 J 隧道建设， 2013， 33( 2) : 156- 159 2刘树山 深圳地铁福民站地下连续墙入岩成槽技术J 城市 轨道交通研究， 2003( 3) : 87- 88， 90 3许剑丰 福州地铁地下连续墙成槽入岩施工技术J 山西建 筑， 2012， 38( 36) : 84- 85 4孙立宝 超深地下连续墙施工中若干问题探讨J 探矿工程 ( 岩土钻掘工程) ， 2010， 37( 2) : 51- 55 5李建高， 王长虹 超深地下连续墙槽壁稳定性分析与施工措 施J 隧道建设， 2011， 31( 1) : 57- 63 6董锋 邻近既有铁路的地下连续墙施工技术与安全控制J 建筑施工， 2011， 33( 4) : 270- 272 ( 上接第 42 页) 2) 采用预应力鱼腹梁的装配式钢支撑， 能大大 减少钢材用量， 相比于传统形式的支撑