超深地下连续入岩导墙施工要点浅谈

周开挥

1 工程简介

本工程为武汉市轨道交通二号线一期工程循礼门站地铁车站。车站位于武汉市解放大道与京汉大道之间的江汉路下方,车站西端为解放大道及循礼门下穿地道,东端为京汉大道和已建成的轻轨一号线,本站为地铁二号线车站,与已建成的轻轨一号线江汉路站换乘。车站为标准地下两层车站,地下一层为站厅层;地下二层为站台层。车站总长183 m,站台为地下两层岛式站台,主体建筑面积为10 191.1 m2,出入口通道、风道(风亭)建筑面积为3 272.2 m2,车站总建筑面积约为13 463.3 m2。施工的部分为车站基坑围护结构工程,基坑围护结构采用地下连续墙,墙体深度约为46.5 m～53.5 m之间,要求连续墙墙底入岩1.5 m,墙体之间采用三管悬喷桩止水。此类工程在武汉市政工程建设上尚算首次,工程施工难度大,不可预见情况多,如何提高地下连续墙入岩成墙的速度是重中之重。

2 施工准备

2.1 场地平整

场地开工2 d内开始初步测量放线,用白灰和旗杆圈出各高压旋喷桩和地下连续墙施工范围。然后对场地内现有混凝土地面,采用一台啄木鸟配合一台反铲挖掘机进行破除工作,并随时用自卸翻斗车装运出场。

2.2 排水沟布置

在已破除的场地内,靠近混凝土道路内侧两侧设置300 mm×300 mm排水沟一道,保证破除地面内不积水,沟尽头设集水井,用潜水泵将积水抽排至市政排水管网。

2.3 泥浆制备与管理

1)泥浆制备。泥浆搅拌采用2台ZL-400型高速回转式搅拌机。配制方法:先配制CMC溶液静置5 h,按配合比在搅拌筒内加水,加膨润土,搅拌3 min后,再加入CMC溶液。搅拌10 min,再加入纯碱,搅拌均匀后,放入储浆池内,待24 h后,膨润土颗粒充分水化膨胀,即可泵入循环池,以备使用。2)泥浆质量管理。泥浆制作所用原料符合技术性能要求,制备时符合制备的配合比。泥浆制作中每班进行两次质量指标检测,新拌泥浆应存放24 h后方可使用,并在泥浆池中不断用泥浆泵搅拌。混凝土置换出的泥浆,应进行净化调整到需要的指标,与新鲜泥浆混合循环使用,无法调净的泥浆排放到废浆池,用泥浆罐车运输出场。

3 主要施工要点

3.1 导墙施工

1)具体方法。沟槽土方开挖采用挖掘机开挖,人工配合。导墙开挖尺寸及结构图如图1所示。导墙钢筋在加工场加工,现场绑扎。模板按照图1中的尺寸安装,混凝土采用C25商品混凝土溜槽输送入模,人工分层浇筑,插入式振捣器分层振捣密实,模板采用组合钢模。导墙钢筋混凝土分段施工,每段长度约30 m,分段施工缝与连续墙的分段接头错开0.5 m以上。2)导墙施工工艺流程。测量放线→开挖导墙沟土体→夯实导墙基础→垫层施工→钢筋绑扎→立侧墙模板→浇筑底板及侧墙混凝土→侧墙拆模→墙背夯实回填黏土→浇筑面板混凝土→拆模及内支撑安设→混凝土养生。3)导墙施工技术措施。a.导墙沟槽土方开挖设临时排水系统,防止槽坑积水。b.本车站导墙坐落于杂填土层上,导墙基础较好,采用原土夯实的基础上进行导墙的修筑。如局部遇松软土体、块状回填物或少量杂填土,先进行换填黏土处理,必要时用三合土回填改良地基,避免成槽时基础坍塌、导墙变形,甚至埋笼事故发生。c.导墙在拆模后及时沿其纵向每隔2 m设上、下两道内支撑,将两片导墙支撑起来,以防导墙壁位移。上、下两道均采用直径为100 mm质地坚硬圆木。d.导墙强度达到10 MPa并架设好支撑后,墙背用黏土分层回填夯实,夯填时两侧对称均匀回填夯实,防止墙体产生水平位移。e.导墙达到设计强度以前严禁重型机械在附近行走、停置或作业,以防导墙变形。f.考虑基坑开挖时地下连续墙在外侧土压力作用下会向内位移和变形,为确保后期基坑结构的净空符合要求,地下连续墙施工时中心轴线外放100 mm。导墙施工时同理轴线外放100 mm。4)导墙施工注意事项。a.导墙不得以杂填土为基底,遇到填土须挖出,若挖出以后土方超深,则此处的导墙加深,遇其他障碍物时按上述方法处理,若遇软弱地质面积较大,深度较深,采取地基加固的措施。b.导墙施工接头应与地下连续墙接头位置错开。槽壁段施工时,为确保槽壁稳定必须严格控制槽壁附近的堆载,不允许车辆在上面行驶和碰撞。c.导墙拆模后,及时进行墙间支撑安设,支撑按每2 m设上下两道的原则设置木支撑(直径100 mm),导墙两侧回填土时,选用优质黏性土回填并夯实。d.导墙施工时必须特别注意导墙的内孔尺寸,严防混凝土浇筑时胀模造成槽宽减小,进而妨碍抓斗、圆锤及方锤成槽施工。

3.2 连续墙成槽施工

1)土层成槽的施工顺序确定。土层成槽采取分块抓法。分块抓法即先抓两侧块,再抓中间块,这样可避免抓斗挖槽时发生侧倾,可保证抓槽精度。抓槽顺序如图2所示。液压抓斗的冲击力和闭合力足以抓起强风化岩以上各层,在成槽过程中,严格控制抓斗的垂直度及平面位置,尤其是开槽阶段。仔细观察监测系统,X,Y轴任一方向偏差超过允许值时,立即进行纠偏。抓斗沿地连墙中心轴线入槽,机械操作要平稳,并及时补入泥浆,维持导墙中泥浆液面稳定。2)岩层成槽的施工要点。当土层成槽至约40 m,如遇抓斗进尺困难时,可初步判断进至岩层面层。通过观察泥浆排出的泥渣内是否含有岩块,判断是否进入岩层。如判断见中风化岩层,则抓斗挖槽机移机至下个槽段施工。冲击钻机通过吊车配合移至该槽段进行施工。冲击钻机由冲击锤、机架、卷扬机组成。冲击锤使用加工的φ 800实芯锤头,重量1.5 t。成槽冲孔时,用测绳测量见岩深度,做好记录,并在钢丝绳上做好标记,然后开始进行冲击。在初见岩层时冲击采取低提锤轻打,避免因锤头提高,对槽段造成破坏。随着深度加深,沉速减慢,起锤高度可渐增,控制在1.5 m。到达成槽深度1.5 m,钻机移至下个冲击点。冲击点按照锤宽1 000 mm间距控制,以保证槽底平整,保证钢筋笼平整放至槽底。3)防止槽壁坍塌措施。成槽过程中,淤泥层和粉砂层易产生坍塌,针对此地质条件,制定以下措施:a.减轻地表荷载:槽壁附近堆载不超过20 kN/m2,起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5 m。b.控制机械操作:成槽机械操作要平稳,不能猛起猛落,防止槽内形成负压区,产生槽坍。c.强化泥浆工艺:采用优质膨润土制备泥浆,配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥皮止水护壁,以重晶石适当提高泥浆比重,保持好槽内泥浆水头高度,并高于地下水位1 m以上。在漏失地段可掺入防漏剂。d.缩短裸槽时间:抓好工序间的衔接,使成槽至浇灌完混凝土的时间控制在24 h以内。

4 结语

该工程利用了国内普通的设备解决了入岩问题,有效的确保施工质量及止水效果。同时又作为建筑物的永久性承重结构,降低了结构的工程造价,大大缩短了工期,取得了良好的社会效益与经济效益。

[1] 巫 环.双轮铣槽机和冲孔钻机在地下连续墙施工中的联合应用[J].西部探矿工程,2009(5):55-56.

[2] 王蕴华,李志波.底部为岩石的地下连续墙冲抓破岩成槽施工[J].港工技术,2007(2):112-113.

[3] 刘宪成,张 南.地铁地下连续墙施工成槽技术[J].中国建设信息,2002(15):36-37.