圆形地下连续墙成槽施工技术

蒋凯歌

中铁七局集团第三工程有限公司 陕西西安 710032

摘要：通过对直径36m的圆形工作井合理的调整优化，既满足了设计分幅的要求，也满足了机械设备施工的最小需求，通过合理的安排施工顺序、节约了大型设备转换的时间，通过控制泥浆性能、达到长时间保持槽壁的稳定，极大的提高了成槽效率。

关键词：圆形工作井；槽段划分；工序衔接转换；钢筋笼制安

Absract:Through the reasonable adjustment and optimization of the circular working well with a diameter of 36m, it not only meets the requirements of design framing, but also meets the minimum requirements of mechanical equipment construction. By reasonably arranging the construction sequence, it saves the conversion time of large equipment, and by controlling the mud performance, it can maintain the stability of the groove wall for a long time, which greatly improves the groove forming efficiency.

Key words:Circular working well；Slot pision；Process connection and conversion；Fabrication and installation of reinforcement cage

1、工程概况

1.1工作井概况

工作井位于丹梓大道与启一路交叉口南侧，为盾构始发兼接收井，面积1018㎡，有效深度44.016m，基坑形状为类圆形地下二层结构，基坑上部33.150m采用内圆形吊脚地下连续墙+环框梁支护方式，基坑下部10.866m位于中~微风化花岗岩中，采用喷锚支护方式。地下连续墙共24幅、厚0.8m、幅宽4.814m，支撑结构采用1.0m×1.0m环框梁2道、1.0m×1.2m环框梁2道、1.0m×1.5m环框梁2道+1000mm×1000的竖肋。基坑采用明挖法施工。主体结构为地下二层结构，盾构施工完成后工作井覆土回填。

图1 工作井平面图

1.2工程地质

根据钻探揭示及对地层成因、年代的分析，本工点地层主要有第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系残积层（Qel）、燕山四期（γβ5K1）、燕山二期（ηγ2J3）花岗岩。

各地层岩性描述如下：

第四系全新统人工堆积层（Q4ml）

素填土：灰褐色、黄褐色、褐黄色等，可塑～硬塑，多由花岗岩残积土及黏土回填而成，混少量砂砾、碎石，松散～稍压实，稍湿。部分位于现状路面范围内的填土经压实处理，其密实程度相对较好。层厚1.00～13.50m，平均厚度4.60m。

杂填土：杂色，压实，稍湿～饱和，主要成份为建筑垃圾、生活垃圾，夹少量碎石及粗砾砂，部分区域顶部30cm为砼路面。层厚6.00～8.40m，平均厚度7.20m。

第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）

淤泥质黏性土：深灰色，灰黑色，软塑状，含有机质，稍具臭味，局部含较多砂粒。层厚0.90～5.40m，平均厚度2.68m。

粉质黏土：黄褐色、褐黄色、红褐色、褐灰色、深灰色、灰白色等，可塑，土质较均匀，含少量砂粒。层厚0.80～8.80m，平均厚度2.92m。

中粗砂：浅黄色、灰黄色等，松散～中密，饱和，主要成分为石英、长石，局部黏粒含量较高。层厚1.20～3.10m，平均厚度1.61m。

第四系残积层（Qel）

砂质黏性土：黄色、灰黄色、褐红色等，可塑～硬塑，由中细粒花岗岩、混合花岗岩风化残积形成，含10～20%左右的石英颗粒。层厚0.90～15.70m，平均厚度5.65m。

侵入岩

燕山四期（γβ5K1）花岗岩：中～粗粒结构，块状构造，主要成分为石英、长石及暗色矿物。主要分布在DK63+774～DK66+270段，根据风化程度可分为全、土状强、块状强、中等及微风化五个风化带，地层编号分别为<11-1-1>～<11-1-5>。中等风化岩石的实测单轴饱和抗压强度值12.6～78.6MPa，平均值为38.10MPa。微风化岩石的实测单轴饱和抗压强度值31.1～218.6MPa，试验统计标准值为119.44Mpa。

燕山二期（ηγ2J3）花岗岩：中粒结构，块状构造，主要成分为石英、长石及黑云母。主要分布在DK66+270～DK68+584（终点）段，根据风化程度可分为全、土状强、块状强、中等及微风化五个风化带，地层编号分别为<13-1-1>～<13-1-5>。中等风化岩石的实测单轴饱和抗压强度值12.6～78.6MPa，平均值为38.10MPa。微风化岩石的实测单轴饱和抗压强度值31.1～218.6MPa，试验统计标准值为119.44MPa。

图2 工作井剖面图

图3 工作井剖面图

1.3水文地质

松散岩类孔隙水赋存在第四系松散地层中，砂层为主要含水层，其次为残积层及全强风化岩。砂层中赋存丰富的地下水，是场地内地下水流动的主要通道，勘察成果显示不同区域含水层的厚度变化较大。松散岩类孔隙水的稳定水位略高于含水层顶板，具弱承压性。

松散岩类孔隙水的主要补给来源为大气降水，补给量受大气降雨量及入渗系数的影响，排泄方式主要有地下迳流和蒸发排泄两种形式。

基岩裂隙水分布于块状强风化～中等风化带裂隙中，透水性和富水性因基岩裂隙发育程度、贯通度以及与地表水源的连通性等情况而变化。基岩裂隙水的稳定水位高于含水层顶面，为承压水，主要由上层孔隙水补给，排泄方式为地下迳流。

本次勘察期间测得地下水位埋深1～9.9m，根据深圳地区经验，平原区的地下水位变化幅度0.5～2m，丘陵台地区的地下水位变幅约2～5m，对工程影响较小。

2、施工重难点

1.圆形地连墙直径36m，墙厚0.8m，分24幅，内周长113.10m，每幅4.713m，外周长118.12m，每幅宽4.922m，双轮铣槽机幅宽2.8m，无法满足设计图纸的分幅要求。

2.地连墙设计锚入中风化2.5m或微风化1.5m，参考地质补勘资料，中风化花岗岩石的实测单轴饱和抗压强度值12.6~78.6MPa,平均值为38.1MPa，微风化岩石实测单轴饱和抗压强度值31.1~218.6MPa，试验统计标准值为119.4MPa，岩石强度高，严重影响成槽速度，槽壁暴露时间长。

3.本工程围护结构为端承桩，沉渣厚度直接影响连续墙的成桩质量，以及后期基坑开挖围护结构的稳定性。

3、施工工艺

施工流程：导墙施工→成槽机挖取上层土→旋挖钻机引孔→铣槽机铣岩石→钢筋笼吊装→混凝土浇筑，细部流程如下图所示。

图3-1 施工流程图

3.1槽段施工要求

工作井直径36m，幅厚0.8m，按设计要求需等分为24幅，每幅内弧周长4.708m，外弧周长4.918m，铣槽机宽2.8m，需要铣两次才能成槽，外弧长度（4.918/2=2.459m）无法满足施工要求，针对此问题，在每个铣槽交接处做一个蝴蝶型外放，每侧外放0.17m，槽宽可以满足铣槽机最小宽度的2.8m（4.918/2m+0.17m+0.17m=2.80m），保证了在满足设计要求的前提下，尽量达到节约混凝土消耗量。

图3-2 地连墙分幅图

图3-3 蝴蝶型外放

3.2成槽施工

地连墙成槽施工先用成槽机将岩石面以上的土质挖除，然后采用旋挖钻引孔（视地质及入岩情况决定引孔个数），为铣槽机铣槽提供施工裂隙，加快铣槽进度。

按设计要求地连墙必须入中风化岩及微风化岩中，岩石强度大，极大地影响了成槽效率，成槽过程中，为保持开挖沟槽土壁的稳定，需要不间断地向槽中供给优质泥浆。泥浆在成槽过程中起到液体支撑的作用，在已开挖的土体平面上能迅速产生泥皮，防止地下水的渗入及槽壁坍塌；起到悬浮土渣，把渣土携带出地面；冷却和润滑切削机具等作用，其中最重要的是固壁作用，是确保成槽的关键，泥浆选用、管理的好坏，直接影响地连墙的施工质量，循环3幅将更换一次泥浆，保证泥浆的性能，能够长期的稳定槽壁。

表3-1 泥浆性能

工作井施工场地狭小，施工机械属于大型设备，施工顺序的合理安排，可以加强设备之间的连续性、避免倒换设备消耗的时间，本次施工，先用成槽机施工，挖取上层土，接着采用旋挖钻开始引孔，视地质情况决定钻孔个数，岩石强度低或岩石面距设计墙底低时钻取3个孔，岩石强度高或岩石面距设计墙底较高时取5个孔，为铣槽机增加更多的破碎接触面，通过合理安排施工工序，24幅连续墙经过36天完成，达到了1.5天/幅的进度，相比同条线路其他工地施工速度2.0天/幅加快了更多。

3.3钢筋笼制安

工作井钢筋笼为满足圆形井的要求，采用异形骨架，跳槽施工即需要满足分幅要求，也不能影响成槽的要求（考虑铣槽机的宽度），因此对钢筋笼进行微型的调整，缩小首开幅30cm，增大闭合幅成槽机的操作空间。

图3-4 钢筋笼连接

4、结论

直径36m的圆形工作井，通过合理的调整工艺工序，即达到了设计要求的分幅要求，也满足了铣槽机施工最小施工宽度的要求，通过控制泥浆，保证了长时间成槽工程中槽壁的稳定性，极大的提高了成槽效率。

参考文献

[1]周正德，孙梓栗，龚震宇，等.超深圆形地下连续墙施工关键技术研究[J].交通运输研究，2019,5（3）：64-71.

ZHOU Z D, SUN Z L, GONG Z Y, et al. Key Construction Technologies of Ultra-Deep Round Concrete Diaphragm Wall[J].Transport Research, 2019, 5(3): 64-71.

[2]彭波，张振，刘英驹，等．港口大型圆形地下连续墙施工技术[J]．探矿工程（岩土钻掘工程）,2022.47（1）：62-68．

PENG Bo，ZHANG Zhen,Lin Yingju,et al.Constrution technoloy for the large circular diaphragm wall at the port[J].Explora-tion Engineering(Rock＆Soil Deliling and Tunneling),2022,47(1):62-68.