论岩溶发育地质条件地下连续墙施工技术控制措施

郭利娜

广东省地质物探工程勘察院 510800

正文：

前言

地连墙施工技术引进国内也有几十年了，随着国内经济的飞速发展，其在深基坑围护结构方面的应用也越来越广泛，但在岩溶发育、岩面倾斜的复杂地质环境中的施工质量难以控制，这直接关系到基坑的稳定性，因此重视在复杂地质环境中加强地连墙施工工序质量控制措施就非常重要。

1 工程施工背景

本项目属城际轨道交通工程，地貌属于盆地，该区域地质条件复杂，地质由上到下依次为人工杂填土、中粗砂层、粉质粘土层、灰岩层。

（1）该地区灰岩地质段溶洞发育，根据勘探结果溶洞或土洞的大小不等，主要为无充填溶洞，部分为半充填～全充填溶洞，充填物为软塑或流塑状粉质粘土，局部夹灰岩岩块。溶洞的存在对轨道交通主体结构基础稳定性及地连墙稳定性均匀较大影响，应进行施工处理。

（2）受地质构造影响，灰岩斜岩面斜度较大、走向不规则，且灰岩硬度较大，地连墙成槽施工中易造成发生偏孔、塌孔等问题，严重影响地连墙施工质量。

2 岩溶处理施工

2.1 溶(土)洞处理原则

按照《铁路特殊路基设计规范》(TB10035-2006)，制定以下处理原则：

（1）当隧道底板处于灰岩地层时，位于隧道底板10m范围内且基底至溶洞灰岩厚度小于5.0m的溶洞，全部自地面进行充填加固处理。

（2）在围护结构外侧3m以内的溶、土洞，全部自地面进行充填加固处理。

（3）每幅地下连续墙施作2个钻孔，超前预测墙底持力层范围内的溶、土洞，钻孔深度按钻至连续墙底3m考虑。车站底板下的地层在采用水泥土墩柱进行加固处理过程中，对连续墙段的溶土洞及位于连续墙底以下2.0m范围内的已钻探出的溶土洞，全部自地面进行充填加固处理。

（4）处理串珠状溶洞时，当洞体之间的岩层厚度小于0.5m时，下层溶洞也要进行处理。

（5）上述原则有交叉范围时，按较深的处理深度确定。

2.2 溶(土)洞注浆处理

注浆孔洞平面布置：根据现场探明岩溶平面位置所遗留超前地质钻孔兼做岩溶处理注浆孔洞，孔位可根据现场实际情况进行调整。

溶(土)洞注浆施工方法

溶(土)洞处理施工应遵循先探边界→套管注水泥浆→花管压密注浆→注浆效果检测。

（1）对全填充溶洞的处理方法是采用PVC花管压密注浆的方法进行填充加固，注浆压力从低到高，间歇、反复压浆，使填充物被压溃、劈裂、挤压、水化、置换等物理填充和化学填充，达到封堵溶缝隔断水源，并将填充物转变为具有一定强度的结石体或硬塑状土；

（2）对半填充、未填充溶洞的处理方法是：对于洞径大于3m且无填充溶、土洞和半填充溶、土洞，先用φ200的PVC套管注水泥砂浆，后用PVC花管压密注浆。套管注水泥砂浆时在原钻孔附近（0.6m)补钻两个φ200的注浆孔，两注浆孔可相互作为出气孔。注浆后，PVC花管压密注浆压力从低到高，间歇、反复压浆。对洞径大于5m的特大且无填充溶、土洞和半填充溶、土洞，可采用泵送混凝土进行填充。对于小于3.0m的无填充溶、土洞和半填充溶、土洞，可以直接采用PVC花管压密注浆。溶洞填充物填满后采用静压化学灌浆法，与全填充溶洞处理方法相同。

（3）对围护结构外3m的溶(土)洞处理边界采用双液浆(纯水泥浆+水玻璃)止水墙封堵，封堵溶缝隔断水源后再处理溶洞；对于多层溶洞，先钻孔至最底层溶洞，并超过最底层溶洞0.5m，下入导管注砂浆，注浆时，自下而上，按照洞高分布规律，依次提升注浆导管，逐级灌满；对于平面尺寸比较大的溶洞，先对溶洞边界的注浆孔灌注双液浆，封堵溶缝隔断水源后再由外向内依次对内部注浆孔灌浆。注浆统一采用PVC花管注浆，充填压力需根据溶(土)洞的充填情况进行调整。

3、地连墙施工技术控制措施

3.1 地连续墙施工工艺流程

地下连续墙的主要工序包括：测量放样、导墙制作、泥浆制备、开挖成槽、清底、钢筋笼制作及吊装，水下砼灌注、成桩检测等。

3.2 导墙施工

导向墙是沿地下连续墙中心线设置的钢筋混凝土临时构筑物。

用全站仪放出地连墙轴线，导墙开挖采用小型挖掘机开挖，配以人工清底。基底夯实达标后，采用钢模板及木支撑浇筑砼，配合插入式振捣器振捣。

3.3 泥浆制备及循环

泥浆的作用是维护槽壁的稳定、悬浮岩碴和冷却、润滑钻头的作用，泥浆质量的好坏直接影响地下连续墙的质量和施工进度。采用膨润土或红黏土作为制浆材料，新浆要充分搅拌并静置24小时，待其充分溶胀后使用。在挖槽过程中，泥浆由循环池注入开挖槽段，边开挖边注入，保持泥浆液面距离导墙面约0.2米，并高于地下水位1米以上。

3.4 成槽工艺控制

根据水文地质情况，单元槽段成槽采用“抓冲结合”的方法，用液压抓斗完成软弱地层(如砂层、素填土、粉质粘土)中的成槽任务，冲击式桩机则负责入岩、修孔、清孔及冲刷接头施工。开挖过程中，既要注重对连续墙面槽壁垂直度的控制，同时也要对槽段两侧接头处壁面的垂直度偏差严格控制在0.3%以内。连续墙采用“三孔两抓”成槽。先由冲孔桩机施工导向孔至槽底，再由抓斗在软土层中直接抓土成槽至岩面以上。

3.5 清底换浆

成槽以后，用抓斗抓起槽底余土及沉渣，并用刷壁器清除已浇墙段砼接头H型钢处的凝胶物，刷壁至钢丝刷不在沾泥为止，在灌注砼前，利用导管采取泵吸反循环进行二次清底并不断置换泥浆，清槽1小时后测定槽底以上0.5m范围内的泥浆比重应小于1.15，槽底沉渣厚度小于100毫米。

3.6 钢筋笼制作与安装

钢筋笼制作应在具有足够刚度和稳定性的固定平台进行，并保持水平。钢筋笼预埋件、测量组件位置要准确，焊接与直螺纹连续满足规范要求。起吊用两台吊车水平抬起，钢筋笼负荷逐渐由副吊转移至主吊，最后完成空中翻立。钢筋笼完全垂直后，拆除副吊所有吊索及吊具，然后对准槽位，缓慢放入槽中。

3.7 接头加强施工

为加强地连墙接头部位止水效果，槽段间接头采用工字钢刚性接头，增加扰流铁皮的设置，混凝土浇筑时增大扰流路径，防止混凝土扰流，确保接头部位施工质量。二期槽段成孔后H型钢内用特制刷壁器清除渣土。每处型钢接缝处预埋20注浆管（预埋在迎土侧），围护结构施工完成后对接缝进行注浆止水。

3.8 砼灌注控制

为确保槽壁的完好性，在清槽后尽快完成钢筋笼吊装并开始灌筑混凝土。采用直升导管法，每槽配2根导管，导管直径为φ250mm，导管由吊车提升，导管使用前必须采用水压法进行气密性检测，确保混凝土浇筑质量。

水下混凝土灌注施工技术措施：导管间间距采用3米，并且导管应尽量靠近接头；钢筋笼和导管就位后，及时灌注水下混凝土。开始灌注时，隔水栓吊放的位置应临近泥浆面，导管底端到孔底的距离以顺利排出隔水栓为宜，约为0.3～0.5m。凝土灌注的上升速度按不小于2m/h控制，随着混凝土灌注面的上升，适时提升和拆卸导管，导管底部埋入混凝土灌注面以下一般保持在2～4m。水下混凝土的灌注应连续进行，不得中断。同一槽段的两根导管混凝土灌注面均匀上升，各导管处的混凝土表面的高差控制在0.5m以内。

地连墙完工后，利用预埋灌浆管对混凝土质量进行超声波检测。

3.9 地下连续墙验收标准

基坑开挖后应组织进行地下连续墙验收，并符合下列规定：

(1)砼抗压强度和抗渗压力应符合设计要求，墙面无露筋、露石和夹泥现象；

(2)墙体结构的允许偏差满足要求；

平面位置≤30mm；墙面局部突出≤100mm；垂直度≤0.3%；槽段长度≤±2.0%；1.5%≤槽段厚度≤-1.0%；接头型钢倾斜度≤0.4%；预埋件≤30mm

4 结论

总之，明挖深基坑地连墙施工技术控制措施直接关系到基坑的稳定性，对城市轨道的建设有着十分重要的作用。通过本文对岩溶发育复杂地质环境中地连墙施工技术的阐述，对其施工技术的认识进一步加深。要想提高明挖深基坑的安全性能，就必须要严格的控制和管理地连墙施工技术，特别是复杂地质环境中地连墙施工的技术控制措施，严格参照相关的标准和要求来进行施工，优化施工方案，强化施工措施。随着科学技术的快速发展，在今后的城市明挖深基坑地连墙施工技术将更加成熟和完善。