砂卵砾石层连续墙法竖井施工缺陷防治技术

李胜新，张平，李泽苑

中国石油天然气管道局第四工程分公司，河北廊坊065000

砂卵砾石层连续墙法竖井施工缺陷防治技术

李胜新，张平，李泽苑

中国石油天然气管道局第四工程分公司，河北廊坊065000

在地质结构为砂卵砾石层与岩石层的穿越江河隧道的竖井施工中，多采用连续墙结构，因地层情况复杂，经常出现连续墙成槽困难、槽壁坍塌、接头夹渣和墙体接头劈叉等重大施工缺陷，因此应采取措施加以防治。文章结合工程实际，分析了连续墙施工缺陷产生的原因，并提出了相应的防治措施，最后介绍了措施实施的良好效果等。

穿越隧道竖井；连续墙；施工缺陷；防治措施

0 引言

南坦海盾构穿越隧道竖井采用连续墙法施工，竖井内径14.5m，连续墙深度32m、厚800mm，由10个槽段组成多边形近似圆结构，分一、二期各5槽段分别进行施工，槽段尺寸长5.6 m×宽0.8 m。

每个槽段采用“三冲二抓”成槽，槽段接头采用自制钢板工字钢（高650 mm、宽600 mm、板厚12 mm），内衬厚度为600 mm。地层分布为：腐植土层、淤泥层、粉砂层、砂卵砾石层、岩石层。最大地层水压0.31 MPa。计划施工工期150 d。

为规避施工风险，保证项目顺利实施，对国内类似地质情况的20多个连续墙基坑施工案例进行调查，发现在连续墙成槽过程中出现槽壁坍塌、接头夹渣和墙体接头劈叉等重大施工缺陷的案例达到16.3%。较严重时，井内开挖出土时出现涌水、涌砂，导致设备被淹、地面沉降；严重时，直接影响到人员、设备及其周围建（构）筑物的安全。为解决以上问题，需要采取冷冻法、高压旋喷、高压灌浆或多个工法的组合进行地层加固、止水，投入资金为几十万元到几百万元不等。本文对施工缺陷的成因进行分析并提出相应的防治措施。

1 施工缺陷的成因分析

1.1 连续墙成槽过程中槽壁坍塌的原因

（1）导墙周围施工设备作业区地面加固硬化不足，整体承载力偏低，受冲击钻机、液压抓斗成槽机等的作业振动，导致淤泥层段的槽壁变形与坍塌。

（2）随着泥浆使用时间的延长，泥浆的密度、黏度、抗剪切力等性能下降，失去了良好的护壁能力，导致槽壁的失稳坍塌。

（3）液压抓斗成槽机在成槽过程中强行冲击切入泥土加大了振动，导致槽壁失稳而后坍塌。

1.2 连续墙接头与墙体产生夹渣的原因

（1）一期槽段接头在混凝土浇筑前，用沙袋将槽段接头工字钢二端分层回填压实，以防止混凝土在浇筑时进入槽段接头二端，因回填沙袋时很难做到整齐码放与压实，导致出现空洞，从而使部分浇筑的混凝土进入了接头空洞内。

（2）二期槽段接头采用冲击钻进行清理，此作业受操作人员的施工经验、情绪影响极大，由于下锤冲击速度过快或冲击钻齿磨损，往往会导致接头清理不彻底，形成了倒三角形混凝土与沙袋的粘结块，这样在连续浇筑时因受其影响而形成了夹渣缺陷。

（3）在槽段的水下混凝土浇筑前，泥浆未置换，沉渣清理不彻底，这样在混凝土浇筑时因导管起拔速度超过浇筑速度或其他原因，而导致导管插入深度不足，混凝土不能有效地将沉渣顶替上来而形成夹渣。

2 防治措施

根据地质勘探资料以及专家们对连续墙施工产生缺陷原因的分析，采取了以下防治措施。

2.1 改善地面承载力的方法

2.1.1 方案比较

（1）单一采取换填建筑垃圾或碎石的措施不利于地面承载力的均匀分布和临时用地结束后的复耕。

（2）采用混凝土固化地面的方法可有效地均布地面承载力，另外临时用地结束后也利于复耕。

（3）采取换填与地面固化相结合的方法可行，但成本高，也不利于临时用地结束后的复耕。

由此可见，方案（2）比较可行。

2.1.2 方案的具体确定

按照以上的分析，并根据淤泥质地层的特性、85t液压抓斗机的自重、成槽施工的振动荷载等，确定采取以下具体方案：

（1）在原地面平整后，铺设塑料薄膜+铺设φ14 mm、300 mm×300 mm钢筋网+浇筑300 mm厚C30混凝土。

（2）固化区应满足液压抓斗机活动的最小宽度8 m的要求。

（3）地面固化处理与外导墙施工同时进行，两者形成整体结构，以提高地层的承载能力和整体结构强度。

（4）槽段出土堆放最小距离不应小于40 m并及时外运，防止局部回载，影响槽段的开挖与成槽。

2.2 泥浆护壁防止槽壁坍塌的措施

根据地质情况与施工经验，选用泥浆的配合比为：水1 000 kg、膨润土80 kg、CMC 0.3 kg、NaHCO33 kg、添加剂适量。泥浆的性能见表1。

表1 泥浆的性能

在成槽施工全过程中，泥浆性能每3～4 h检测一次，发现泥浆性能改变至接近边界值时，应及时补充、更换、调整、分离泥浆，确保在各施工阶段泥浆性能达到表1规定的要求。

3 措施的实施效果

通过对砂卵砾石层连续墙竖井施工重大缺陷的事前经验总结、原因分析，制订了切实可行的措施，该措施在本项目施工的全过程中起到了很好的预防作用，工程未发生以上较大的缺陷与风险，保证了项目的顺利实施，施工提前10 d完成。

[1]罗云峰.连续墙成槽施工中的泥浆性能研究与探讨[J].岩土工程学报，2010（S2）：447-450.

Defects Prevention and Treatment of Shaft Construction Using Diaphragm WallStructure inSand and GravelStratums

LiShengxin，Zhang Ping，LiZeyuan
FourthEngineering Company of China Petroleum Pipeline Bureau，Langfang 065000，China

Diaphragm wall structure is commonly applied in shaft construction of tunnel crossing river in sand and gravel or rock formations.Because of complex stratum conditions，the serious defects are often occurred，such as difficult trench formation，trench wall collapse，slag entrapment in joints，or split in wall joint.So corresponding measures must be taken to prevent and treat these defects.This paper，in combination with practical project，analyzes the causes of defects in diaphragm wall construction，provides countermeasures and illustrates the perfect effect of implementing the measures.

shaft of tunnel；diaphragm wall；constructiondefect；preventionand treatment measures

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.03.020

李胜新（1957-），男，江苏海门人，高级工程师，1987年毕业于河北工业大学机电专业，现从事非开挖施工及管理方面的工作。

2014-08-31