硬岩地质条件下冲抓法连续墙成槽施工探讨

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1、硬岩地质条件下冲抓法连续墙成槽施工探讨邱浩文（中铁隧道集团有限公司文冲项目部）摘要地下连续墙在地铁工程中应用越来越广泛，本文通过广州地铁五号线文冲站连续墙施 工实例，介绍了硬岩地质条件下冲抓法连续墙成槽施工工艺，以供各位同行参考。关键词冲抓法硬岩地质连续墙成槽刖言中铁隧道集团在参加上海地铁施工时，积累了丰富的软土地质连续墙成槽施 工经验，对硬岩条件下的连续墙施工接触较少。此次广州地铁五号线文冲站连续 墙施工所遇地层为混合花岗岩中风化带，采用冲孔桩机与液压槽壁机相结合的方 法施工取得了较好的效果，现将施工经验总结如下，请大家批评指正。一、工程概况本工程位于广州市黄埔区大沙地东路和石化南一街正下方

2、，与石化路正交。 文冲站设计起讫里程为YDK31+561.898YDK31+796.098,全长234.2m；明挖站前 折返线（渡线）起讫里程为YDK31+518.098YDK31+561.898，全长43.8m；明挖站 后折返线起讫里程为YDK31+796.098YDK31+908.833，全长112.735m（含竖井兼 轨排井在内）。明挖基坑围护结构采用800mm厚连续墙，标准幅长为6m，主要穿 越以下地层：人工填土层：主要为第四系全新人工填筑的杂填土、少量素填土及耕植 土。人工填土呈褐黄红、褐黄、灰褐等色，多呈松散状态，部分已固结且不均匀， 主要由粘性土、建筑垃圾或少量砂砾组成。顶部局部

3、为00.7m厚的混凝土路面， 耕植土为灰黑色、褐色等，主要为粘性土含植物根系，分布在文园山一带，素填 土、杂填土主要分布在除文园山一带的地段。层厚0.34.5m，平均厚1.85m。淤泥质粉质粘性土：深灰、灰黑色，呈饱和、软塑状。含有少量的有 机质、腐殖质，局部夹有薄层粉细砂。摇振无反应，光泽反应稍有光滑，十强度 及韧度较高。层厚0.86.1m，平均厚2.24m；顶面埋深1.510.7m，平均埋深 4.88m。淤泥质中砂：褐灰灰黑色，局部灰黄色，呈饱和、松散状态，不均 匀含有淤泥520%。层厚0.955.1m,平均2.23m；顶面埋深2.57m,平均 4.8m。粉质粘土：褐黄、浅灰黄、浅灰白、浅

4、灰绿等色，呈湿、可塑状，局 部质较纯，不均匀含有1020%砂，摇振无反应，光泽反应稍有光滑，十强度及 韧性中等。层厚0.83.8m，平均1.84m；顶面埋藏深度1.97.0m，平均4.21m.中粗砂：灰白、灰黄色，呈饱和、松散稍密状态，主要成分为石英 质，不均匀混有1020粘性土。层厚0.82.2m，平均1.91m，顶面埋深10.1 14.0m，平均 12.19m。粉质粘土：浅黄色、褐黄红、灰等色，呈湿、硬塑可塑状，局部质 较纯或具斑状构造，不均匀含砂530%，摇振无反应，光泽反应稍有光滑，十 强度及韧性中等。层厚1.15.6m，平均2.75m ；顶面埋深3.211.8m，平均7.58m。淤泥

5、质粉质粘土：深灰、灰黑色，呈很湿，可塑软塑状，含少量腐 植物，摇振无反应，光泽反应稍有光滑（局部光滑），干强度及韧性较高。层厚 0.81.5m，平均1.07m，顶面埋深5.05.9m，平均5.43m。粉质粘土：褐黄、褐黄红色，呈稍湿，硬塑状，局部可塑状，不均匀 含石英砂和碎石525%。摇振无反应，光泽反应稍有光滑，十强度及韧性中等。 层厚1.04.8m，平均2.68m，顶面埋深0.36.8m，平均1.43m。硬塑状粉质粘土：由垩系砂岩风化残积形成，紫褐、褐红色，局部黄 褐色；呈稍湿，硬塑状。遇水易软化、崩解。摇振无反应，光泽反应稍有光滑， 十强度及韧性中等。层厚0.54.1m，平均2.11m，

6、顶面埋深0.015.6m。硬塑状砂质粘性土：由震旦系混合花岗岩风化而成，黄褐、褐黄红、 灰红等色，呈稍湿，硬塑状，不均匀含石英砂525%，遇水易软化、崩解。摇 振无反应，光泽反应稍有光滑，十强度及韧性中等。层厚0.810.85m，平均3.7m， 顶面埋深0.515.0m。全风化混合花岗岩：紫褐、褐红、褐黄色，原岩组织结构已基本破坏， 但尚可辩认，岩芯呈坚硬土柱状，遇水易软化、崩解。层厚1.55.6m，平均3.1m， 顶面埋深2.517.2m。强风化混合花岗岩：黄褐、褐红、紫褐色，原岩组织结构已大部分破 坏、但结构清晰，岩芯呈碎块状、块状，岩块用于可折断，岩石风化节理裂隙很 发育，遇水易软化、崩

7、解。层厚1.210.0m,平均3.89m，顶面埋深0.526.6m。中风化混合花岗岩：灰绿色，局部黄褐色，中细粒结构，块状构造， 主要成分为石英、长石，节理裂隙发育，裂隙面少见褐色铁、锰质浸染，受构造 影响，局部岩芯见不同程度不同的绿泥石化镜面、擦痕等构造特征，岩质较坚硬， 岩芯多呈碎块块状，少量呈柱状，锤击声较脆。层厚1.227.5m，平均11.01m， 顶面埋深2.546.8m。二、施工设备配备抓斗设备:ZLD80地下连续墙液压抓斗，由抚顺挖掘机厂制造，它采用QUY50B 履带挖掘机作为主机，最大挖掘深度50m，主要技术参数如下表。ZLD80地下连续墙抓斗主要技术参数项目名称单位参数项目名

8、称单位参数挖掘宽度mm800闭斗力矩KN380开斗长度mm2500抓斗油缸缸径mm250挖掘深度m0-50系统工作压力Mpa25抓斗重量Kg8100发动机型号F6L912抓斗容量m31发动机额定功率/转速KW/rpm95/2150配套主机Q UY50B主要技术参数项目名称单位参数项目名称单位参数最大额定起重量t50回转速度r/min3主臂长度m13-52行走速度km/h1.1主臂变幅角度度30-80发动机额定输出功率kw117.6提升钢绳速度m/min25-50履带接地比压Mpa0.069下降钢绳速度m/min35-50爬坡能力%40起重壁上升钢绳速度m/min45整机重量t50起重壁下降钢绳

9、速度m/min45主机尺寸（长*宽*高）mm6745*3300*3080冲击设备：采用CZ-30-1冲击钻机。泥浆处理设备：宜昌生产的ZX-250泥浆净化装置，泥浆处理能力达250m3/h。除砂率大于90%。三、施工方法1、施工工艺流程2、施工方法(1) 导墙施工导墙主要作用在于导向及提供冲击钻机操作平台，采用20cm厚钢筋混凝土 制作，一般采用“刁厂”型或“”型。导墙净宽应比连续墙宽度大46cm, 便于施工。施工时注意墙背回填密实，否则易造成成槽过程中墙背土方坍塌，导 墙失稳，影响连续墙施工。(2) 测量放线为方便施工，在导墙面板上放出连续墙分幅线位置并测量导墙顶板标高，以 控制连续墙位置及

10、深度。(3) 泥浆制备地下连续墙成槽过程中，为保持开挖沟槽壁的稳定，要不间断地向槽中供给 优质泥浆。 泥浆性能指标泥浆由膨润土、水和一些外加剂配制而成。制备泥浆的水选用纯净的自来水。泥浆的配制、管理性能指标见下表所示。制备泥浆的性能指标表泥浆性能新配制循环泥浆废弃泥浆检验粘性土砂性土,粘性土砂性土粘性土砂性土1方法比重（g/cm3）1.041.051.061.081.101.251.35比重计粘度（S）202425301 255060|漏斗计含砂率（%）34148111洗砂瓶PH值8989881414试纸 泥浆的制备和使用根据一次同时开挖槽段的大小、泥浆的各种损失及制备和回收处理泥浆的机 械能

11、力确定所需的泥浆数量，一般储存新浆及经处理后的回收浆的泥浆池其容量 为槽段方量的1.52倍，废浆池的容量为槽段方量的22.5倍。泥浆的再生处理采用泥浆分离机处理后，除去较大土渣，处理后的泥浆经沉 淀后可用于槽段循环。无法再回收使用的劣质泥浆，采用泥浆车运走。施工场地周边做好集水井和排水沟，以防地表水流入槽内，破坏泥浆性能。施工期间，控制槽内泥浆面在导墙下20cm，并高出地下水位1m，以防造成 槽壁坍塌。 清槽后的泥浆性能在清槽过程中不断置换泥浆，清槽后，槽底以上0.21m处的泥浆比重小于1.15，含砂率不大于8%，粘度不大于22s。（4）槽壁机抓槽槽壁机抓土成槽：标准槽段采取三序成槽，先挖两边

12、，再挖中间。开挖过程 中要实测垂直度，并及时纠偏。槽段开挖顺序见图所示。泥浆液面槽壁机数字表示成槽顺序槽段开挖顺序图（5）冲击钻机冲槽每幅槽段一般配备2台冲击钻进行施工。根据每幅槽段长度确定一、二序孔 的数量及位置，以6m标准幅为例，一序孔共6个，二序孔5个，先用圆锤跳孔 施工，施工完单数孔再施工偶数孔，最后用方锤进行修槽。详见下图所示。（6）下钢筋笼钢筋笼为整体制作，重量达1521t，采用80t履带式起重机进行吊装，起重 机设有主副钩，钢筋笼上部采用主钩，下部采用副钩，使钢筋笼逐渐吊离地面， 通过改变其角度，直到垂直，将钢筋笼移到槽段上，对准槽段的中部缓缓入槽， 详见下图所示。钢筋笼吊放图钢

13、筋笼与用25钢筋加工成的吊环焊接并用20#槽钢作为扁担搁于导墙面 上，控制其标高。（7）浇注水下混凝土地下连续墙采用导管法灌注水下混凝土，导管由冲击钻机提升。 水下混凝土性能：设计墙体混凝土强度等级为C30，采用商品混凝土，混凝土的坍落度控制在 200 20mm。 水下混凝土灌注施工技术措施a、把导管下到距槽底15cm25cm处，导管内放入隔水栓，以便开始浇注时 把砼和泥浆隔离开。b、为保证导管底端一次性埋入水下混凝土的深度，储料斗储存量设计为 2m3。c、在浇注过程中，导管埋入砼内的深度应控制在24m，不大于6m并不 小于1m。两根导管底口的高差不大于1.52m。要保持槽内砼面高差不大于 0.30.5m。d、砼浇注需连续进行，间歇时间一般应控制在15min内，任何情况下不得 超过30min。砼上升速度不得小于3m33.5m3/h。每槽段灌注时间控制在4h以内。四、几点体会1、泥浆处理是连续墙成槽施工的关键，应确保足够的泥浆处理能力及有足够大的泥浆储存池。2、一期施工槽段与二期施工槽段的连接是采用工字钢连接，在工字钢两侧 加上20cm宽0.3mm厚的铁皮可有效防止混凝土绕流。3、冲抓法适用于上部为软土，下部为强风化中风化硬岩连续墙的施工，对 入岩8m左右的标准幅连续墙，冲抓法施工平均进度为1518天/幅。