1、2015 年 1 月上第 44 卷 第 1 期施 工 技 术CONSTUCTION TECHNOLOGY 43DOI: 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
2、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) 01-0043-03Improvement of Injection Construction Technique of Diaphragm WallDang Yajie1， Xiao Zhaoran1， Nie Bin2( 1 College of Civil Engineering， Henan U
3、niversity of Technology， Zhengzhou， Henan 450000， China;2 ECHU Co ， Ltd of China ailway Tunnel Group， Yanjiao， Hebei 101601， China)Abstract: Based on the injection construction technique of diaphragm wall in the weathering rock， andthe construction technology is explored in the Qiushui square statio
4、n， the injection construction techniqueof diaphragm wall is improved by exploring and using in the subway station of Line 2 The problem of holemisregistration in the diaphragm wall is improved greatly without any increase in mechanical equipment，and the time of grooving is reduced effectually Accord
5、ing to the comparison and analysis of the twoconstruction technologies under the same geological conditions， it is proved that the improved constructiontechnology has the popularization and application valueKey words: underground; diaphragm wall; subways; construction; optimization* 河南 工 业大学创新基金 ( 2
6、012YJCX66) 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 ，
7、 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
8、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
9、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 1 The 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. 00 23. 980 24. 270 0. 00 6. 00 局部 分 布2 素填 土0. 00 6. 00 18. 270 24. 270 4. 00 7. 10 局部分布4 淤泥 质 黏土4. 00 6. 60 17. 560 19. 980 0. 00 3. 70 局部分布1-1 粉质 黏 土5. 50 8. 70 1
10、5. 280 18. 800 0. 00 3. 00 局部分布1-2 粉质 黏 土6. 00 8. 70 15. 280 18. 270 2. 20 6. 50 全场分布3-1 含黏 性 土粉砂9. 90 12. 40 11. 530 14. 150 0. 00 5. 20 局部分布3-2 细砂10. 70 15. 10 8. 950 13. 380 0. 00 4. 20 局部分布4 中砂12. 50 17. 30 6. 860 11. 770 0. 90 6. 50 全场分布5 粗砂16. 40 20. 00 7. 680 10. 630 1. 80 3. 20 全场分布6-1 砾砂19.
11、 30 22. 20 1. 980 5. 000 0. 00 2. 85 局部分布2-1 强风 化 砂砾岩20. 90 22. 20 1. 980 2. 280 0. 00 1. 90 局部分布2-2s 中风 化 砂砾岩上段21. 80 23. 40 1. 580 2. 470 0. 20 11. 70 全场分布2-2x 中风 化 砂砾岩下段22. 00 34. 10 10. 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
12、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
13、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
14、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Fig1 Layout of the holes2. 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
15、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 20
16、h， 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 No1 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 2 Comparison 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 /h1 成槽机抓上部 10m 砂层 2 1 成槽机抓砂层至基岩 ( 20m) 52 旋挖机钻主孔 7 个至设计标高 ( 17m) 7 6 2 冲击钻冲主孔 7 个 ( 1.
17、5m) 7 23 冲击钻冲副孔 6 个 ( 2m) 6 2. 5 3 成槽机清渣 0. 54 成槽机清渣 0. 5 4 旋挖机钻主孔 7 个 ( 5. 5m) 7 35 冲击钻冲副孔 6 个 ( 2m) 6 2. 5 5 成槽机清孔 0. 56 成槽机清渣 0. 5 6 冲击钻冲副孔 6 个 ( 2m) 6 2. 57 冲击钻冲副孔 6 个 ( 1. 5m) 6 2. 5 7 成槽机清渣 0. 58 成槽机清渣 0. 5 8 冲击钻冲副孔 6 个 ( 2m) 6 2. 59 冲击钻冲副孔 6 个 ( 1. 5m) 6 2. 5 9 成槽机清孔 0. 510 成槽机清底 0. 5 10 冲击钻冲
18、副孔 6 个 ( 1. 5m) 6 2. 511 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
19、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) : 156-1592 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
20、 ， 2003( 3) : 87-88， 903 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) : 84-854 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) : 51-555 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) : 57-636 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
21、少钢材用量 ， 相比于传统形式的支撑 ， 能降低支护结构工程造价 。此外 ， 支撑对基坑开挖空间的占据量也大幅减少 ， 方便施工 、缩短工期 。3) 旋喷搅拌加劲桩相比于传统的土层锚杆 ， 其锚固力大大提高 ， 同时可以解决土层锚杆在软弱土层中的成孔困难及在砂土层施工中遇到的管涌 、颈缩和渗流等问题 。此外 ， 采用锚筋可回收技术 ， 又可以突破斜向旋喷搅拌加劲桩使用不得超过建筑红线的限制 ， 施工结束后 ， 只要将锚筋抽出 ， 将不产生地下障碍物 。4) 上述两种较新的支护结构锚固形式 ， 是基坑支护技术的重要改进 ， 如能再结合其他较新的支护工程技术 ， 如 SMW 工法桩 、钻孔咬合桩等
22、 ， 得到进一步的推广应用 ， 无疑对提高支护结构的安全性和降低围护工程造价有着十分重要的作用 。参考 文 献 :1 应惠 清 深基坑支护结构和施 工新技术 J 施工技术 ，2013， 42( 13) : 1-52 黄建军 浅谈基坑工程技术的 发展现状 J 华东公路 ，2011( 2) : 83-843 徐希萍 ， 杨 永卿 深基坑支护技术的现状与发展趋势 J 福建建筑 ， 2008( 2) : 34-364 陈建国 ， 胡 文发 深基坑支护技术的现状及其应用前景 J 城市道桥与防洪 ， 2011( 1) : 91-94， 95 应惠清 我国基坑工程技术发 展二十年 J 施工技术 ，2012， 41( 19) : 1-5， 22 6 北京交 通大学隧道与岩土工程研究所 CECS147 2004 加筋水泥土桩锚支护技术规程 S 北京 : 中国计划出版社 ， 2004
