浅论灰岩地层中地下连续墙施工技术

赵晖

（广东华隧建设股份有限公司，广东 广州 510620）

随着地下连续墙在各类工程中的运用，已成功解决了在各种地层中高程建筑物地下室、地铁车站、盾构工作竖井加固施工止水难题，但是长期运用中发现，在灰岩地层中地下连续墙施工是施工中一大难题。由于灰岩地层中溶土洞发育及岩面的走向与分布特点，如何确定地下连续墙范围内溶土洞具体特征及处理；在分槽段幅宽范围内如何调整并适应岩面分布情况；如何在有效加快施工工期并减少冲槽造成震害的前提下，嵌入微风化岩层并保证工程质量；如何采取有效的安全应急措施预防施工过程中可能出现的各类风险，这些都是在灰岩地层中地下连续墙施工中的难点。

灰岩地层中地下连续墙施工技术是针对在灰岩地层地下连续墙施工时容易出现坍塌、漏水、整体性差等问题提出了一套切实可行的技术及应急措施，保证地下连续墙施工质量及安全。下文介绍其主要技术特点。

一、地下连续墙施工范围内溶（土）洞处理技术

1地下连续墙周边溶（土）洞探测在岩溶处理施工前，须根据岩溶（土）洞处理原则进行连续墙槽段超前钻及补充勘探，勘探点位布置的原则为：

（1）地下连续墙根据结合各次勘察的情况，进行补勘加密钻探，保证每5m钻1孔（每槽段一钻），以达到加密探测的效果。

（2）若发现较大溶洞（洞高 H>2m），需探查溶洞边界的，在处理施工阶段在原钻孔周边按照2m×2m进行布置探查钻孔，探查的范围至结构外边线外3m；

（3）探测确定溶（土）的填充性，如全填充、半填充或未填充。

2处理原则

（1)基坑范围内、基坑底面以下的所有土洞均应处理；

（2)基坑底板以下5m范围内的所有溶洞、溶蚀槽均处理；

（3）基坑底板下5m～10m范围，岩面土层为砂层时，以下的溶洞需处理：

①无充填和半充填溶洞；

②溶蚀沟、槽；

③需要处理的多层溶洞，仅处理最上一层溶洞。

（4）围护结构地下连续墙内外3m，墙（桩）底下的溶洞顶板厚度小于3.0m的溶洞必须处理。围护结构成槽（孔）时，若地下连续墙内外3m范围内有流塑或软塑土层时，应根据实际情况综合判断是否需要加固处理。

（5）上述原则有交叉处，按照较深的处理深度确定。

（6）对不在上述处理范围内的溶（土）洞，应根据其埋深、顶板厚度、充填状况、岩面覆盖情况等综合判定是否需要进行处理。

3处理措施

对于溶洞、土洞的处理采用注浆工艺，注浆采用袖阀管注浆。对于全填充溶(土)洞、半填充溶(土)洞、未填充溶（土）洞、溶蚀槽采用纯水泥浆及水泥、水玻璃双液浆注浆充填。

（1）施工步骤

①钻机成孔

对于钻探发现的溶土洞，按照2m×2m方格状布置钻孔查找洞体边界，查找范围至溶土洞边界，由已揭露溶洞的钻孔向周围扩散布孔探查。在查找洞体边界时，若外围钻孔未发现溶、土洞，则暂时不处理，采用回填处理。在钻孔过程中揭露的溶、土洞要做好记录，以供注浆作业参考。

②下注浆管

根据详勘、超前钻及洞体边界探查取得的洞体数据，在溶、土洞顶板以上的部位用实管，在溶、土洞范围内使用花管，注浆管底部加下闷盖。溶洞注浆管下至溶洞底。

③注浆浆液配制

根据溶洞面积及高度估算预配制浆液的体积，按水灰比计算出所需的水泥和水的用量，在搅拌机内加入计算好的用水量，边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆池内备用。

④注浆

开注前先进行注水试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管；灌浆量按拌浆桶桶数进行计量。

对于注浆压力的控制应注意以下情况：

a外围孔采用双液浆注浆时，初期采用小压力注浆慢速注浆，并采用间歇往复注浆，以有效控制浆液流失。

b内排孔主要以压力控制终孔，灌至注浆压力后稳压10min为止。若孔内注浆量已达到设计值但注浆压力仍无明显上升时，停注单液浆，改注水泥浆+水玻璃双液浆。

（2）施工控制要点

①溶（土）洞处理的施工顺序应遵循：探边界-注浆充填-注浆效果监测。

②注浆施工时，应先做外排止水、止浆帷幕，将处理范围内溶（土）洞与外界洞体隔离，再处理中间区域。若在周边孔注第一次浆时，注浆量已较多，压力达不到设计要求时，周边孔与中央孔可交替注浆；

③发现浆液流失严重时添加水玻璃速凝剂，以确保注浆效果；

④中央区域注浆孔应跳跃施工，以防止跑浆，窜浆现象；

⑤对于需处理的纵向多层分布的溶洞，由深至浅依次充填处理。

图1 钻孔探孔揭示岩面连线

图2 先开塞水下混凝土量计算

4处理效果检测

注浆加固效果检测可采用钻孔抽芯法，做抗压试验，要求28d无侧限抗压强度≥0.2MPa；或采用随机原位标贯试验，标贯击数应不小于10击，并利用检测钻孔检测注浆的充盈程度。如采用钻孔抽芯法进行检测，检测数量为注浆孔数量的1%，且每个溶洞、土洞检测数量不少于3处。如采用原位标贯试验检测，检测数量为注浆孔数量的1%，且每个溶洞、土洞检测数量不少于3处。采用抽芯钻孔和标贯钻孔检查溶（土）洞的充盈程度，要求洞内全填充，达不到要求应补充注浆。

二、地下连续墙分台阶成槽技术

1灰岩地层岩面特征

灰岩地质条件极为复杂，其基岩为碳质灰岩，同时溶洞发育强烈，大多墙的地质勘察钻孔揭示微风化岩面上直接覆盖为砂层。根据地下连续墙两侧岩溶注浆处理的钻孔探查，我们可对钻孔情况进行岩面连线。根据连线图揭示，在同一连续墙槽段幅宽范围的基岩面变化较大，岩面凹凸起伏极无规律，而且部分相邻点位岩面高差也非常大（图1）。

从上图可看出，同一幅宽范围内的位置岩面标高差异较大。

2地下连续墙分台阶成槽终孔原则

在地下连续墙施工过程中，按准确地下连续墙位置，提前运用三个导向孔判别槽底岩面走向及分布情况，岩面的情况大致可分为四种形式：山峰状、单边倾斜变坡状、山谷状、平底状（即常规地下连续墙成槽方式）。为满足施工的可操作性，结合实际经验，具体成槽方式如下：

（1）对山峰状和单边倾斜变坡状的情况，可按照2.5m半幅墙的两个导向孔岩面标高，取低者为标准进行嵌岩控制；两个半幅墙（2.5m+2.5m）从整体上合并为一个槽段看，其槽底两个标高则形成为一个台阶。

每级台阶的终孔原则根据对应的两个导向孔中最低岩面结合按上述地下连续墙墙底终孔原则进行终孔，以减少冲岩的时间及其带来的不良影响。

（2）对山谷状的情况，因岩面最深孔在中间，对其两侧的成槽均取控制作用，遵照上述原则，按此最深岩面满足嵌固要求控制，最终形成平底状槽段。

3槽底先高后底反循环清孔

在槽段按前述标高要求终孔后，应进行清孔工作。具体方法为：对分台阶的两个槽底标高情况，要从槽底较高的半幅开始清孔，往较低的半幅推进。清孔时，采用空气吸泥反循环清槽，来确保清槽后槽底沉渣厚度满足要求。

4异步开塞浇筑水下混凝土

我们根据槽段底的异标高情况，先计算出两根竖管的长度，并分别下到其各自半幅槽孔的底部，然后对水下混凝土的施工采用分序异步开塞浇灌的方法。

在进行浇筑混凝土前应先计算先开塞部分的混凝土体积V（图2），并在浇筑混凝土的过程中由施工员做好记录。当先开塞部分浇筑的混凝土累计体积达到V，同时实测混凝土面达到上台阶后，再进行另1根竖管的开塞施工，之后2根竖管同时浇筑水下混凝土。

三、地下连续墙与岩面缝隙封堵技术

由于在灰岩地层中施工时往往会遭遇硬岩，地下连续墙冲槽（孔）时无法按设计要求进入岩面，易造成地下连续墙直接坐落在岩面上，无法有效阻隔基坑与外界的渗水通道，造成基坑开挖时渗水、涌水等灾害，严重时甚至会淹没基坑，造成巨大经济损失。

为避免由于地下连续墙没有入岩而对后续土方开挖和结构施工造成严重后果，采用在地下连续墙内预埋注浆管对地下连续墙与岩面缝隙进行补充注浆，阻隔基坑内与外界的渗水通道。地下连续墙预埋注浆管布置图如下所示：

四、总结

该技术主要包括以下几点：

1在地下连续墙施工前，采用一槽一钻探明连续墙施工范围是否存在溶（土）洞，对探到的溶（土）洞采用加密探测点的方式对其大小、形态、范围进行全面的了解，采取单双液交替注浆的方式并依据溶（土）洞处理的原则对已揭露溶（土）洞进行全面的处理，处理后对并处理效果进行检测。

2在分槽段幅宽范围内，提前运用三个导向孔判别槽底岩面走向及分布情况，连续墙槽底深度根据岩面走向及分布情况进行适当调整，实行分台阶终孔工艺。

3在地下连续墙施工时采取预埋注浆管的方式用于预防连续墙施工时局部无法入岩而产生缝隙渗漏水的风险，当后续基坑开挖时发现渗漏水险情时可通过预埋注浆管进行补充注浆封堵。

[1]地下连续墙的设计施工与应用[M].北京：水利水电出版社，2002.

[2]地下连续墙文集[M].冶金部建筑研究总院技术情报研究室，1985.

[3]张凤祥,焦家训，张玉莉 .水泥土连续墙新技术与实例[M].北京：建筑工业出版社，2009.