Ⅴ级微风化板岩层车站主体围护结构施工工艺

孙智锋 石 振 廖纪明 冯金龙

(中建五局土木工程有限公司，湖南 长沙 410000)



Ⅴ级微风化板岩层车站主体围护结构施工工艺

孙智锋 石 振 廖纪明 冯金龙

(中建五局土木工程有限公司，湖南 长沙 410000)

分析了Ⅴ级微风化板岩层车站主体围护结构的施工工艺现状，并以长沙市某地铁车站为例，介绍了地下连续墙的优化设计方案，并阐述了S60A成槽机+冲击钻成孔的施工工艺，提出了沉渣的控制措施，达到了预期的施工效果。

车站，围护结构，地下连续墙，成槽机，施工工艺

长沙市轨道交通4号线某车站，主体围护结构地下连续墙深入微风化板岩层最深处达到15 m，天然强度平均值达到56.09 MPa，弱透水。采用双轮铣成槽成本太高，主要采用成槽机+冲击钻成孔施工工艺，如何更好更快的成槽，并做好垂直度及泥浆控制无疑为施工的重要控制点。

1 Ⅴ级微风化板岩层车站主体围护结构施工工艺现状

现阶段，地下连续墙成槽深度主要是在粘土层及中风化土层中，岩土抗压强度相对较低，采用一般的S40A成槽机施工。针对长沙的部分特殊地质情况，围护结构深入微风化土层15 m，成槽施工工艺复杂，垂直度控制难度大，沉渣清理工艺复杂，采用成槽机+冲击钻成孔施工工艺国内相关的文献数据较少，本文总结了微风化板岩层地下连续墙施工经验，供后续地下连续墙施工参考。

2 工程概况

长沙地铁某车站，为岛式地下3层明挖车站，两端接盾构区间，盾构过站。车站外包全长142.5 m，标准段外包总宽21.9 m，车站施工时基坑深约29.60 m。围护结构为地下连续墙，800 mm宽，标准段6 m，盾构井位置为7.5 m。

本站地貌主要湘江Ⅰ级～Ⅲ级侵蚀堆积阶地，车站场地范围地层复杂，基底位于微风化板岩层。地下水主要分为上层滞水(稳定水位埋深1.7 m～5.6 m)、潜水(稳定水位埋深3.2 m～5.2 m)和基岩裂缝水(稳定水位埋深12.6 m～18.5 m)。工程地质情况见图1。

3 地下连续墙设计优化

原设计方案地下连续墙嵌入底板下2.5 m，需穿越较厚的中风化板岩、微风化板岩，采用液压抓斗成槽机、旋挖钻机等机械很难入岩成槽。而采用常规冲孔钻机，入岩钻进较慢，在不能保证夜间连续施工的情况下，成槽作业时间过长，地连墙槽段塌孔的风险很大。

采用“吊脚墙”方案，即围护结构上部为地下连续墙，下部为锁脚锚杆，加内支撑的支护形式：上部为800 mm厚C35地下连续墙，墙体外扩1 m以预留墙底踢脚，墙底嵌入中风化岩不小于2.5 m，嵌入微风化岩不小于1.5 m。地连墙底部以上1.5 m处设置锁脚锚杆。基坑第一道支撑采用800 mm×1 000 mm混凝土支撑，第2道、第3道支撑采用φ609，t=16的钢支撑。围护结构(地连墙)下部设置锚喷段。

若采用原方案进行围护结构施工，地连墙需穿越14 m～20 m的中风化和微风化岩层，成槽施工困难，进度较慢，存在扰民阻工等不可确定因素，工期风险很大；而采用吊脚墙方案，大大减小了入岩深度，基坑下部取消钢支撑支护，提高了主体施工的工效，加快了施工进度，预计可节省工期约2个月～3个月。优化后的地下连续墙深度BIM图见图2。

图2中标准段优化为吊脚墙，端头井限于盾构机始发或接收必须深入底板以下2 m。

4 吊脚墙主要施工工艺

吊脚连续墙由于入岩深度较大，采用S40A成槽机液压抓斗很难成槽，而采用先进的铣槽机施工成本又太高，因此一般采用冲孔钻机进行冲孔，利用重锤的重量将岩石冲开成槽。

根据地质情况，地下连续墙采用冲抓结合的施工工艺。上部较软土层采用液压抓斗成槽机引槽，较硬土层(岩层)采用旋挖钻机或者冲击钻机成孔，最后使用方锤进行修孔成槽。

施工期间每幅槽段安排两台冲击钻施工，先主孔后辅孔，最后终孔，跳孔施工。岩层段可采用成槽机配合清渣。冲击钻入岩成孔时，采用勤松绳，勤掏渣，根据不同土层调整冲程，冲击过程中，随时检查连结冲锤和钢丝绳的锤环，防止锤环磨损过大造成斜孔和掉锤。地层变化处采用低锤轻击、间断冲击的方法小心通过。

1)抓斗抓土：利用S40A成槽机液压抓斗引孔并将中风化以上土层抓走。

2)冲导向孔：开挖至中风化土层，在槽段两端及中部各施工1个导向孔。导向孔即采用冲孔桩的圆锤进行冲击形成，连续墙槽段一般不超过6 m，在槽段两端及中部各施工1个导向孔，由于在槽段范围内岩面也有起伏，一般根据3个导向孔的深度来确定连续墙的成槽深度(见图3)。

3)冲孔：利用冲孔桩基的圆锤对下部岩层进行冲孔施工，有时为了加快进度，采用2台冲孔桩基从两端到中间的方式进行冲孔(见图4)。

4)方锤修孔：在圆锤冲孔完成后，孔孔之间有部分岩石未完全冲掉，因此采用方锤进行修孔，将凸出槽段内的岩石冲掉(见图5)。

5)成槽机修孔及垂直度控制：方锤修孔完成后，采用液压抓斗成槽机修孔及垂直度修正，满足要求后进入下一步施工。

5 优化后施工工艺

成槽S40A基本上可以抓到中风化板岩层，后采用三台冲击钻冲击成槽，整体功效4 h/20 cm。考虑到进度要求，改进施工机械，中风化板岩层采用冲击钻引孔后，采用S40D成槽机抓取成槽，减少了噪声污染及对周边建构筑物的影响。

在施工时发现，基本上可以成槽到微风化土层顶。优化后采用S60A成槽机，通过冲击钻机成孔，可以抓到微风化土层。

6 沉渣控制

由于在成槽过程中，主要使用冲击钻机引孔，微风化板岩层被冲击成粉状石屑，经测定，直径在0.1 mm～1 mm之间，冲击桩机引孔时，沉渣对冲击锤阻力偏大。在实际冲击过程中，每2 h换浆一次，以减少成渣对冲击锤的阻力。锤太低时，工效太低。太高时，易造成扩孔，偏锤。经现场测定，锤冲程1.5 m～2 m，重3 t～4 t，成孔效果很好。

前期在施工过程，终孔后下放钢筋笼进行换渣，由于在下放钢筋笼和浇筑混凝土之间存在近4 h间隙，浇筑混凝土前有3 m～4 m的沉渣，只能用专业的空气泵吸渣，成本较高。

通过施工过程中工序优化，在终孔后，静止1 d待沉渣沉淀完全，采用成槽机清槽换浆，当泥浆比重、含砂率、粘度等满足要求时下放钢筋笼并浇筑混凝土。浇筑混凝土前，沉渣仅10 mm～20 mm，满足规范要求不大于100 mm，远远达到预期效果。

[1] 康 钟.车站围护结构地下连续墙遇微风化岩施工技术研究及应用[J].科技视野，2015(23)：96-97.

[2] 王修春.吊脚连续墙在深基坑中的应用[J].广东土木与建筑，2013，5(5):23-25.

The construction technology of station main retaining structure of Ⅴ level weak weathering rock stratum

Sun Zhifeng Shi Zhen Liao Jiming Feng Jinlong

(CivilCompany,ChinaConstructionFifthEngineeringBureauLimitedCompany,Changsha410000,China)

This paper analyzed the construction technology situation of station main retaining structure of Ⅴ level weak weathering rock stratum,and taking a subway station in Changsha as an example,introduced the optimization design scheme of underground continuous wall,and elaborated the construction technology of S60A slot machine + impact drill bore,put forward the sediment control measures,achieved expected construction effect.

station,retaining structure,underground continuous wall,forming slot machine,construction technology

1009-6825(2016)29-0067-03

2016-08-05

孙智锋(1989- )，男，助理工程师； 石 振(1983- )，男，高级工程师； 廖纪明(1973- )，男，高级工程师；

冯金龙(1988- )，男，助理工程师

TU921

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