关键词 极硬岩地层 地下连续墙 双轮铣 成槽技术
0引言
在城市地铁施工中，地下连续墙工艺被广泛应用于基坑支护体系中，双轮铣成槽机是目前世界上非常先进的地下连续墙施工专用设备，在复杂地层条件下的钻进能力强、适应性强、功效高、精度高、成槽质量好的特点，本文以武汉轨道交通5号线复兴路车站项目为依托，通过实践，采用液压抓斗成工艺配合双轮铣施工，取得良好效果，为类似地层地下连续墙成槽提供借鉴。
1工程背景
1.1 工程概况
武汉轨道交通复兴路站为11号线三期首开段工程第一座车站，设计为地下两层岛式站台车站。车站共设置4个出入口、2组风亭、3个疏散出入口，本站为地下二层单柱梯形岛式站台车站（其中地下一层为站厅层，地下二层为站台层），计算站台长度140m，站台中心里程处宽度13m，车站外包总长243.71m，标准段中心里程处外包总宽22.42m，基坑最大开挖宽度为47m（与5号线共基坑区段），最大开挖深度为23.88m，工程采用地下连续墙，明挖法施工（局部设置盖挖临时路面盖板）。端头井区域地下连续墙厚度1.2m，其余段为0.8m，地连墙深度29m～39.2m，地连墙采用落底设计，入岩深度2.5m。
车站基坑围护结构地下连续墙单元槽段共238幅，其中采用“一”字型槽段211幅，“T”型槽段4幅，“斜”型槽段4幅，“Z”型槽段15幅，以复兴路站1-8轴地下连续墙成槽为研究对象，分布情况如下图所示：
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地连墙布置图（1-8轴）
1.2 工程地质及水文地质
根据勘探揭示，复兴路站上部由近代人工填土层（Qml/）、第四系全新统冲积（Q/4al/）、冲洪积（Q/4al+pl/）淤泥质黏土、黏土、淤泥质粉质黏土夹粉土、粉砂，粉砂粉土与粉质黏土互层；古河道中第四系中更新统冲洪积层（Q2al+pl）中细砂混粉质黏土，第四系下更新统冲洪积层（Q/1al+pl/）中粗砂混砾卵石；下伏基岩为志留系中统坟头组（S/2f）泥质粉砂岩、泥岩。其中复兴路站1-8轴地层较为复杂，揭示自上至下地层为：素填土、黏土、淤泥质粉砂质黏土夹粉土、粉质黏土夹粉土、中风化石英砂岩，如下图所示。
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地质剖面图（1-8轴）
拟建场地地下水按赋存条件，可分为上层滞水、孔隙承压水，上层滞水分布于沿线人工填土层中，主要接受地表排水与大气降水的补给，另外老城区中较早的污水管渠及供水管的渗漏亦是其重要的补给源；孔隙承压水主要赋存于（3-5）层粉质黏土、粉土、粉砂互层（竖直向渗透系数远小于水平向），（11-2）层、（12）层砂土层中，该场地地下承压水水位埋深为7.30m（地面标高22.81m）。
2成槽机液压抓斗+双轮铣成槽技术
2.1施工流程及工艺
根据岩土工程勘察报告显示，中风化灰岩平均强度达60mpa，最高强度达84mpa，属于较硬岩层，采用常规的成槽机无法成槽，若采用成槽机+冲击钻施工，若遇到岩溶极易造成卡钻等问题，经过多方方案必选，最终确定采用成槽机液压抓斗+双轮铣成槽工艺进行本站地连墙成槽施工。
该组合方式为中风化石英砂岩以上地层先用液压抓斗施工，中风化石英砂岩及以下采用双轮铣成槽机接力施工，本项目液压抓斗采用目前国内最大的抓力的金泰SG-70成槽机，液压抓斗是依靠抓斗自身质量对岩土体产生冲击作用，在满足钢丝绳、提引器等承载力的要求下，通过增加抓斗自重、加装高性能耐磨斗齿、增大抓斗冲击力度和速度等手段来提高工作效率。在土层、全风化花岗岩中速度效率较高，在强风化花岗岩中效率效率开始降低。双轮铣成槽机采用上海金泰SX40-A型，双轮铣在土层、砂层等软弱地层中施工进度相对于传统的液压抓斗和冲孔机优势并非十分明显，甚至成槽效率低于液压抓斗；在淤泥质地层液压抓斗效率约为 3m/h，双轮铣成槽速度单刀效率为 2.5m/h。但是在进入中风化岩层后，液压抓斗无法施工，而双轮铣优势尤为明显，在中风化岩层中( ＜60MPa)施工效率可达0． 5～1．0m/h。
本项目中，地下连续墙身在38m左右，入中风化石英砂岩约3-5m，石英砂岩以上采用液压抓斗成槽机，成槽至中风化石英砂岩层约24h，换双轮铣继续施工，约12h，可成槽一幅，两台设备交叉使用，可保证一天内成槽一幅，效率大大提高。
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双轮铣成槽施工流程
双轮铣成槽施工照片
2.2泥浆制备及循环
2.2.1泥浆系统施工工艺
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2.2.2泥浆性能
根据武汉地铁复兴路站的地质情况，施工用泥浆采用了自来水和钠基膨润土进行搅拌。泥浆性能指标要求详见下表：.png)
施工工程中泥浆通过循环泵送设备循环利用，泥浆中的泥沙使用滤砂器进行分离，时刻监测浆液的指标，保持泥浆的高性能。
2.2.3 泥浆施工管理
成槽施工过程中，保持泥浆液面在成槽设备入槽下挖时的不溢出最高位，同时保证泥浆最低液面高出地下水位1m以上，成槽因故停止或成槽完成，泥浆面不应低于导墙顶面50cm。
2.3 刷壁
地连墙成槽完成后，为确保地连墙接头处抗渗及抗剪的性能，连续墙的接头处对先施工完成幅地连墙接缝进行刷壁清洗；反复刷洗直至刷壁上没有明显的块泥出现，然后进行墙槽清孔。。
2.4钢筋笼吊放
墙槽清孔及泥浆置换达到施工要求后，开始吊放已报验合格的地连墙钢筋笼，为确保地连墙钢筋笼起吊安全，复兴路站地连墙钢筋笼吊装采用一台250t履带吊为主吊及一台150t履带吊为副吊配合作业，完成钢筋笼吊装。
2.5 灌注混凝土
2.5.1本段连续墙采用C35P8水下混凝土，混凝土的坍落度应为180mm～220mm。
2.5.2钢筋笼就位并验收合格后，及时进行水下混凝土的灌注施工。
2.5.3每一槽段灌注混凝土前，混凝土漏斗及混凝土运输车内应储备充足的混凝土，以确保混凝土漏斗开塞后能达到0.5m以上的底部混凝土埋管深度,并进行混凝土连续灌注，在灌注过程中，保持导管插入混凝土深度在2～5m。连续墙混凝土灌注详见地下连续墙混凝土灌注示意图。
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2.5.4因施工段地连墙为6米每幅，所以浇注时同一槽段时采用采用两根导管同时进行灌注，两导管之间间隔为3米，导管布置在距接头1.5m处，灌注地连墙混凝土两个导管要同步灌注，确保两导管处的混凝土顶面高差过大。
3结语
武汉轨道交通5号线复兴路站围护结构地连墙采用双轮铣+液压抓斗成槽施工，不仅提高了地连墙施工质量，而且大大提高了工效、节约了大量的人力物力，并体现出良好的经济效益。
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论文作者:孙和顺
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第3期
论文发表时间:2020/4/22
标签：双轮论文; 抓斗论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 液压论文; 地下论文; 黏土论文; 《工程管理前沿》2020年1月第3期论文;