第４０卷第８期 ２ ０ １ ４年３月 山 西 建 筑 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．８ ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨｎＥＣＴＵＲＥ Ｍａｒ．２０１４ ・６９・ 文章编号：１００９－６８２５（２０１４）０８—００６９－０２ 地下连续墙在风化岩地层中的成槽工艺 宋连河 （石家庄市轨道交通有限责任公司，河北石家庄０５００００） 摘要：以具体工程为例，阐述了在中风化为主的地层中地下连续墙成槽施工方法的选择原则，对具体的施工工艺进行了介绍，并 针对施工中遇到的孔斜、掉锤、卡钻等问题提出了解决措施，以确保地连墙成槽质量。 关键词：地下连续墙，成槽，施工，泥浆 中图分类号：ＴＵ４７６．３ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 工时间长，存在一定的安全隐患。根据其他车站类似地质情况及 某城市地铁车站总长１６７．５ ｍ，标准段宽２５．４５ ｍ，端头井宽 成槽深度，地连墙成槽工艺，全部采用冲击钻机、重锤施工的方 ２９．２ ｍ，底板埋深３０．９ ｍ一３５．６ ｍ，基坑底位于７－２＿３中风化泥质 法，该工艺较为成熟、组织施工单一，且对于本工程地质条件适 粉砂岩上，地下水位在地面以下２．２３ ｍ～４．６１ ｍ。围护结构采用 用，采用先做引孔为主孔，引孔之间做副孔，全部使用冲击而成， ｌ ０００ ｍｍ厚地下连续墙，除拐角部分，地连墙幅宽６ ｍ，深３０．９ ｍ一 相对前两种工艺而言施工时间适中、成槽质量有保障，且较为经 ３５．６ ｍ。地下连续墙进入地下１０ ｍ左右为强风化泥质粉砂岩，１２ ｍ 济。经过对工期、经济、施工组织的比较，在施工中采用全冲成槽 以下主要为中风化泥质粉砂岩，极少位置夹层１ ｍ以内的中风化 的方法在本工程中是成功的。 砾岩，中风化岩的泥质粉砂岩天然情况强度在４．２４ ＭＰａ一 ３施工工艺 １ １ ＭＰａ，中风化砾岩天然情况强度达１０ ＭＰａ。潜水位初见水位埋 ３．１ 总体施工方法 深３．２４ ｍ一６．８０ ｍ，含水地层主要以中更新统砂卵石层为主，属 地下连续墙按设计分幅，采用ＣＡ一６走管式冲击钻机，先期膨 强透水性地层。含水层顶面埋深介于地表下２．２３ ｍ～４．６１ ｍ，主 润土泥浆护壁，由于该地层含有粘性土，以及泥质粉砂岩冲击过 要由砂卵石含水层组成。 程中具备造浆功能，后期由冲孔过程中自造浆护壁，钢筋笼采用 ２施工方法的选择 两台履带吊同时起吊，整体入槽，接头采用工字钢接头止水板。 ２．１ 旋挖钻引孔、冲锤成槽 连续墙６ ｍ一幅，宽１ ｍ，采用跳槽法施工，从地面往下１０ ｍ 通过对长沙市轨道交通２号线类似地层的车站地下连续墙 左右即进入岩层。槽段先全部采用冲孔钻机冲孔，根据现场条 施工情况调查，通过采用旋挖钻机引孔作业，再使用冲击钻机成 件，能够使用２台钻机的尽量使用２台钻机同时冲孔，条件不允许 槽，由于岩层较深，特别是岩层分布不均匀、钻头重量轻，旋挖钻 的情况下采用１台钻机冲孔，钻孑Ｌ采用间隔跳做。 机在钻进过程中偏孔现象明显，引孔效果不佳，成孔质量差，虽然 成槽为全冲成槽方法，先采用４．３ ｔ的重圆锤施作主孔，再施 ￣ＪＩ：Ｅ速度快，但难以确保地连墙成槽质量。 作副孔，最后使用４．５ ｔ重的方锤修孔（或原施作的主孔及副孔不 ２．２冲锤引孔成槽机成槽 理想存在偏孔时，中间留有的土柱较多，方锤修孔困难时，采用重 对于旋挖引孔难以保证成槽的垂直度，导致成槽质量不理 ３．５ ｔ的圆锤修孔再采用方锤修孑Ｌ），修孔后采用空气升液器清孔。 想，拟采用冲锤成孔、液压抓斗成槽机成槽。施工先采用冲孔钻 ３．２施工工艺 机引孔，再采用液压抓斗成槽机，开挖引孔之间土体。通过成槽 ３．２．１ 施工流程 机开挖情况分析，地面以下１２ ｍ左右已经进入岩层，成槽机开挖 测量放线一开挖导沟一浇筑导墙一划分槽段一钻机就位一 困难。由于成槽机开挖深度较浅，且需要挪动冲击钻机，以至于 注入泥浆一冲孔作业一泥浆循环一修孔一清槽换浆。 冲击钻机需要多次就位，使得整体成槽时间长、施工效率低，容易 ３．２．２ 冲孔作业 导致槽壁不稳定，液压抓斗成槽机施工成本高。 由于侯家塘车站地质条件，大约１０ ｍ左右进入岩层，采用走 ２．３冲锤引孔冲锤成槽 管式冲击钻机成槽。先施作主孔再施作副孔，主孔与副孔全部采 由于旋挖钻引孔、冲锤成槽，成槽施工质量不能满足要求，而 用４．３ ｔ重的重型圆锤冲孔。施工期间每幅槽段安排两台冲击钻 采用冲锤引孔成槽机成槽，施工中冲击钻机重新就位次数多，施 施工，Ｉ号，３号，５号，７号跳孑Ｌ施工，主孑Ｌ完成之后再施作副孔２号， Ｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｆｉｌｌ ｄａｍ ｏｆ Ｍｉｊｉａｎｇｏｕ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ 删Ｃａｉ－ｈｕａ （２１４ｔｈ Ｂｒｉｇａｄｅ，Ｓｈａｎｎｘｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｅｏｌｏｇｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｘｉ’ａｒｔ ７１０１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ Ｍｉｊｉａｎｇｏｕ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍ ｏｆ ｕｐｐｅｒ ｓｔｒｅａｍ，ａｄｏｐｔｓ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｇｒａｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍ’８ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｂｏｄｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｌａｗ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｐｐｌｙ，ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ，ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｓｏｍｅ ｂｅｎｅｆｉｃｉｌａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｉａｌｉｎｇ ｄａｍ ｏｆ ｕｐｐｅｒ ｓｔｒｅａｍ，ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｂｏｄｙ，ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ 收稿日期：２０１４－Ｏ１—０９ 作者简介：宋连河（１９７９－），男，工程师 第４Ｏ卷第８期 ・７０・ ２ ０ １ ４年３月 山 西 建 筑 ４号。６号。冲击钻入岩成孔时，采用勤松绳；勤掏渣，冲锤高度控 预防及处理措施：回填碎石、块石，采用低冲程高频率冲钻并 制在３ ｍ～５ ｍ，并随时检查连接冲锤和钢丝绳的锤环，防止锤环 反复扫孔，直到将孔扫直，再用高冲程冲进；进入软弱不均地层 磨损过大造成斜孔和掉锤。施工过程中每进尺０．５ ｍ一１．０ ｍ测 时，低锤密击，保持孔底平整，穿过此层后再正常钻冲进；经常检 量一次钻孔垂直度，并随时纠偏。地层变化处采用低锤轻击、间 查和调整钻机底座水平度。 断冲击的方法小心通过。返浆循环出的碴及时捞起，或排到泥浆 ４．２掉锤 池沉淀后用挖机挖起，集中堆放晾干外运，多余的泥浆通过泥浆 掉锤产生的原因：钢丝绳磨损断裂，绳卡松脱，卡锤后钢丝绳 罐车外运。 被拉断。预防及处理措施：经常检查钢丝绳及绳卡等的磨损松脱 ３．２．３泥浆循环使用 情况，有破损不能继续使用时应立即更换；掉锤后用铁锚进行打 冲孔过程中，泥浆较稠时，泥浆的比重较大，在冲锤自由落体 捞，或用抓斗抓起。 进入槽段时，使得冲锤阻力加大，冲锤晃动，可能造成偏孔、卡钻 ４．３ 卡钻 等现象。在冲孔过程中，实测泥浆的性能参数及地质条件，及时调 卡钻产生的原因：冲孔不圆；冲锤钻牙刃角磨损过大未及时 整泥浆参数，进入砂卵石层，适当调大泥浆的比重及粘度，对于岩 补焊；中途停电，冲锤留在槽孔内，被泥沙埋住；上部塌落物卡住 层及粉质粘土，往槽段内加入新鲜泥浆进行置换，置换的泥浆采 冲锤；放绳太多，冲锤倾斜顶住孑Ｌ壁。预防措施：经常进行往复扫 用２５ ｋＷ的泥浆泵抽至场地内的沉淀池，采用泥浆分离器，将泥 孔；经常检查冲锤钻牙刃角磨损程度，如有磨损及时补焊或更新； 浆中的砂石、泥块使用振动筛压缩脱水分离。处理后的泥浆流入 中途停电要及时将锤提出；经常检查孔内泥浆质量，及时补充新 储浆池，通过调整泥浆参数，循环使用。 鲜泥浆，并置换掉废浆。处理措施：若孔不圆，冲锤有向下活动空 ３．２．４ 修孔 间，可使冲锤向下活动并转动，在孔径较大处提出冲锤；采用不同 主孔及副孔完成冲孔后，主、副孔之间圆锤没有冲到的位置， 的频率、拉力或不同的方向上拉冲锤；在卡锤的四周多冲几个孔， 需要采用圆锤或方锤修孔。圆锤修孔为原主孔及￣ＪＪｆ：Ｌ施工过程 将其周围土体冲掉而卡锤松脱；用抓斗直接抓至卡锤位置，将锤 中存在偏孔现象，以至于主孔与副孔之间存在较多的土柱及岩 提出；采用水下放炸药，震松被卡锤。 柱，由于方锤接触面积大，阻力大，容易偏孔，且施工效率低，此时 ４．４塌孔 先采用３．５ ｔ重的圆锤修孔，该锤与重锤的区别在于锤较轻，锤子 塌孔产生的原因：泥浆比重不够，不能形成坚韧的泥皮，起不 的空心柱采用钢板焊接，以便于插入地层，圆锤修孔完成后，再使 到护壁作用；地下水位过高，泥浆液面标高不够；在松软土层进尺 用方锤修一遍。圆锤修孔为原主孔及副孔施工过程中偏孔情况 过快，泥浆高速流动冲刷槽壁；成孔后搁置时间太长。预防措施： 少，主孔与副孔之间的土柱及岩柱少且分布均匀，直接采用方锤 加强泥浆管理，在不同土层选择合适的泥浆比重和粘度；及时向 修孔。考虑到槽壁及相邻先施工的槽段工字钢上粘有泥块及混凝 孔内补浆，提高泥浆液面，保证高于地下水位不小于１ ｍ；在松软 土，将影响钢筋笼安装及泥块污染钢筋，在方锤的一头装满装断钢 土层成孔要控制进尺，不要过快或空置时间太长；尽量缩短搁置 丝绳刷壁操作。 时间。 槽段中孔与孔之间的岩柱部分，冲孔桩机在冲岩柱时，采用 ５结语 高频率低冲程的方法来进行，圆锤修孔的冲锤控制高度在２ ｍ～ ３ ｍ，方锤冲锤控制高度１ ｍ～２ ｍ，冲完一处再移位到另一个岩柱 施工过程中还有些问题需要留意，由于岩层中冲孔成槽工艺 处进行冲孔，反复进行。 大量的泥浆需要置换，对于城市地铁建设，施工场地狭小，泥浆大 ３．２．５清槽换浆 量存储困难，为加快施工进度，需要大量外弃泥浆，泥浆处理对环 槽段冲孔至设计标高修孔完成，并经检查合格后，即可进行 境有一定的影响。 根据侯家塘站地下连续墙所处的地质环境条件，对周边车站 清槽换浆工作。清槽从槽段的一头往另一头移动进行，每次移动 类似地质情况的成槽工艺的调查，以及施工过程中成槽方法的调 ３０ ｃｍ一４０ ｃｍ，每个位置停留时间根据现场排出的泥浆含渣情况 整，经过对工期、经济、施工组织的比较，在施工中采用全冲成槽 确定，让槽底的沉渣从喷导管中充分排出。实测槽底沉碴厚度小 的方法在本工程中是成功的，为类似地下连续墙施工提供参考。 于１０ ｃｍ时，开始置换槽底部不符合质量要求的泥浆，槽内每递增 ５ ｍ所取泥浆及槽底处样点的泥浆采样数据都符合规定指标后， 参考文献： ［１］ 施仲衡，张弥，王新杰．地下铁道设计与施工［Ｍ］．西安： 清底换浆才算合格。 陕西科学技术出版社，２００６． ４施工中遇到的问题及处理措施 ［２］ 姚颖，赵炳山，张悦祥．地下连续墙的受力状态及计算图 ４．１ 孔斜 式分析［Ｊ］．水道港口，２００６，２７（１）：３６－３９． 孔斜产生的原因：当遇到块石或孤石，基岩面倾斜，土层软硬 ［３］杨隆限．谈地下连续墙施工中常见问题及处理措施［Ｊ］．山 不均，钻机底座未安置水平或发生不均匀沉陷时，会发生孔斜现象。 西建筑，２０１３，３９（３４）：１０７—１０８． Ｔｈｅ ｇｒｏｏｖｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｌｌ ｉｎ ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔａ ＳＯＮＧ Ｌｉａｎ－ｈｅ （Ｓｈ￣ｉｉａｚｈｕａｎｇ Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｓ蚰ｅｘａｍｐｌｅ．ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｌｌ ｔｒｅｎｃｈ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｓｔｒａｔａ ｍａｉｎｌｙ ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｏ］ｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｈｏｌｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ，ｄｒｏｐ ｈａｍｍｅｒ，ｓｔｉｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｇｒｏｏｖｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｌ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｌｌ，ｇｒｏｏｖｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｍａｄ