浅析地连墙技术在邦山水闸重建工程中的运用

刘文涛

（江苏淮阴水利建设有限公司，223002，淮安）

地下连续墙（简称地连墙）施工技术是住建部重点推荐采用的《建筑业10项新技术》之一。地连墙具有承重、挡土或截水防渗等作用。本文以广东省惠来县邦山水闸重建工程中的地连墙为例，对地连墙施工工艺进行分析，提出了施工的重点和难点。

一、工程概况

惠来县邦山水闸重建工程为大（2）型拦河闸，共12孔，每孔净宽12m，最大过闸流量为4602 m3/s。工程左岸1～4号闸孔砂砾石地基是先采用高压旋喷桩，然后施打PHC管桩方法进行加固处理，以此提高复合地基承载力。但左侧闸前15～20 m处有6 m深的沟槽，存在旋流和渗流，容易带走桩间土的颗粒而降低复合地基的密实度、单桩承载力或复合地基承载力，造成拦河闸主体不均匀沉降甚至工程失事。为此，在上游铺盖前沿采用地下连续墙结构，起到垂直截水防渗目的，以此确保复合地基稳定，保证拦河闸安全。

二、地连墙施工工艺

地连墙施工工艺包括施工准备、测量放样、导墙制作、泥浆制备、成槽施工、吊装钢筋笼、水下混凝土浇筑、接头施工、墙底注浆等工序。

1.施工准备

施工前，对施工现场的地质等情况进行复核。检查、复核基线和水准点。准备地连墙施工需要的材料、机械设备等各种物资。

对主材、半成品等产品进行检验，并进行成槽试验，确定、验证施工机械、泥浆配比和施工工艺等。

2.测量放样

对业主提供的高程控制点和坐标控制点进行复核无误后，在现场测设形成地连墙施工控制网。

3.导墙制作

导墙作用是为成槽设备提供导向、存储泥浆、稳定泥浆液位、维持两侧土体稳定、控制地连墙的轴线和标高等。本工程导墙采用C30、结构形式为“┓┏”形现浇钢筋混凝土结构，钢筋配筋形式为Φ14@200。导墙单侧水平尺寸为1.0 m，垂直方向为1.5 m，厚度为0.2 m。导墙顶高于地面10 cm。

导墙施工前用全站仪放出地连墙轴线并放出导墙位置，采用小型挖掘机开挖，基底夯实后浇筑C15混凝土垫层，厚度为50 mm。

墙身混凝土浇筑时从导墙两侧对称进行，使用插入式振动器分层均匀振捣，每层厚度不超过30 cm。振捣棒不得触及钢筋和模板，不得有漏振或过振现象。为避免导沟产生位移、变形，作业机械与导沟保持5 m以上安全距离。

混凝土强度达到100%后开始拆模。拆模后做好混凝土养护并采用100 mm×100 mm方木支撑，支撑横向间距为2 m，竖向两层梅花形布置。导墙顶面两侧4 m外设栏杆加以围护。

4.泥浆配制与循环

泥浆生产设备主要有：泥浆搅拌机、泥浆泵、振动筛、旋流器、挖掘机及泥浆运输车等。在施工现场需设置一套泥浆配制系统，一套泥浆输送回收系统，主要有新泥浆池、循环池、沉淀池及废浆池。

（1）泥浆配合比

泥浆采用优良的膨润土、纯碱、高纯度的CMC和自来水作原料，通过清浆冲拌、混合搅拌、两次拌和而成。首先按设计配合比进行泥浆试配，检测泥浆各项指标；然后经过成槽试验后，确定泥浆施工配合比。泥浆设计配合比如表1所示。

表1 泥浆配合比(1 m3浆液)

（2）泥浆配制与循环

泥浆配制时，先配制1.5%CMC溶液，静止5小时，按配合比加水、纯碱、膨润土，采用螺旋式搅拌机搅拌3分钟以后加入CMC溶液，再搅拌数分钟，存放24小时后使用。

在地连墙施工中，利用贮浆池中的泥浆泵将泥浆泵入开挖槽段，保持槽段中泥浆液面高于地下水水位1 m以上且不低于导墙面下0.3 m。

泥浆不断经分离、净化、回收等环节进行循环使用。施工过程中配备专人对泥浆进行检测与管理，确保泥浆质量和环保达标。检测指标主要包括泥浆比重、黏度、含砂率、pH值等。

对于沉淀池下部废浆、泥砂等杂质应集中存放，采用挖掘机或泥浆泵清理、密闭式罐装车运输，不得影响环境。

5.成槽施工

成槽采用1台液压成槽机、2台汽车吊进行。

本工程中地连墙为“一”字形，长度60 m，宽度 800 mm，深度 8 m，每段长6 m，共10个槽段。每槽段采用“跳抓法”成槽，整体采用“三序”法成槽，即采用“先两侧、后中间”成槽顺序。

开始成槽时，按照导墙上的槽段标号顺序，液压成槽机就位于导墙外侧，使抓斗平行于导墙面、抓斗中心线与导沟的中心线重合，闭斗下放、开挖时张开。入槽、出槽时要缓慢、稳定、两侧均衡成槽并根据成槽机的仪表及实测的垂直度及时纠偏。

单元槽段每抓挖到设计槽底标高以上0.5 m时停挖，待全槽达到此标高后，由一端向另一端用抓斗细抓、扫槽、清底至设计标高。

成槽后，采用超声波对槽壁垂直度、槽位、槽深、槽宽、沉渣厚度等指标进行检测并做好记录。

清槽采用液压成槽机、冲击转机或旋挖转机对槽段进行。清基主要采用捞抓法，抓斗慢放、轻抓，逐步清除槽底淤泥及杂质。

刷槽采用吊车配合专用的刷壁器，在接头上自上而下反复清刷，深度至槽段底部，要保证槽段接头干净，不夹泥砂。在钢筋笼吊装完成后检测沉渣厚度，若沉渣厚度大于10 cm时，利用泥浆置换法进行二次清孔，直到沉渣厚度小于10 cm，并在4小时内开始浇筑混凝土。

6.接头施工

单元槽段成槽完成后，安放接头管。接头管为直径800mm、壁厚20 mm的钢管。

接头管采用汽车吊吊装。起吊时，要保证接头管中心与地连墙中心线重合。缓慢、垂直安放接头管，垂直度控制在1/300以内。接头管高于导墙顶面1.5～2.0 m，管底部插入槽底30～50 cm。

接头管拔出采用额定顶拔力为300 t拔管机进行。根据混凝土初凝时间、终凝时间等确定动管和拔出时间。

7.钢筋笼制作与吊装

为加快制作速度、保证质量，在钢筋笼正式制作前，构建钢筋笼加工平台。设置纵向标架、横向桁架和剪刀撑等构造加强钢筋笼的整体刚度；在钢筋笼内设置的衔架满足吊装的强度、刚度要求。要保证钢筋笼主筋保护层厚度、位置、数量符合设计要求；钢筋笼预埋件、声测管、注浆管等部件的安装符合设计要求并安装牢固、位置准确；钢筋笼制作偏差、焊接质量符合规范要求。

钢筋笼制作完成后，钢筋笼需经试拼装，验收合格后，按照施工先后顺序堆放，并在钢筋笼上标明其上下头、里外面、单元槽段编号。

钢筋笼整体吊装前，先进行钢筋笼试吊，然后进行正式吊装。

8.水下混凝土浇筑

混凝土采用C35 P8商品混凝土，坍落度为200±20 mm。混凝土浇筑开始时间控制在清槽后4小时以内。浇筑前，检查槽深及泥浆各项指标合格后，开始浇筑混凝土。

混凝土浇筑采用导管法灌注，导管使用前进行预拼接，并做打压试验，试水压力为 0.6～1.0 MPa。采用混凝土灌车将混凝土运至槽口，分别送入二套灌注导管。开浇时在导管内正确安放隔水塞。中途浇筑不得长时间中断。槽内混凝土面上升速度3～5 m/h,保持浇筑同步上升且保持混凝土面呈水平状态上升，定时测量槽内混凝土面高度，保持槽内混凝土面高差不大于300 mm。导管入混凝土深度控制在2.0～6.0 m。灌注结束时,混凝土浇筑顶面比地连墙设计顶标高超高0.5 m。

9.墙底注浆

墙底注浆是对地连墙的墙底、沉渣、泥皮、墙侧等范围内混凝土、土体进行注浆加固。

施工中注浆管采用管径50 mm、壁厚3 mm钢管，施工中与声测管共享，先检测后灌浆。注浆管安装在钢筋内侧与钢筋笼主筋绑扎或焊接固定。

墙底注浆按“先深后浅、分次进行”原则进行。注浆前进行注浆试验，确定施工方案、浆液配比和注浆参数。注浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,浆液水灰比为0.5～0.6。分次注浆时符合下列要求：①初始注浆在成墙2～3天后开始。注浆时严格控制注浆压力、注浆量和注浆速度，注浆流量为30～50 L/min，最大注浆流量不超过75 L/min，初始注浆量为设计总量的80%；②第二次注浆在初始注浆完成3小时后进行，注浆流量为15～30 L/min，最大注浆流量不超过50 L/min。

注浆终止标准采用注浆量与注浆压力双控标准，以注浆量控制为主、注浆压力控制为辅。当注浆量达到设计要求时终止注浆；当注浆压力大于2 MPa持荷3分钟且注浆量达到设计注浆量80%时终止注浆。

三、质量检测

1.成槽检测

地连墙成槽后对槽宽、槽深、垂直度、泥浆、沉渣厚度等进行检测。检测方法为超声波透射法和测锤法。

2.完整性检测

地连墙混凝土达到设计强度后，先采用声波透射法对墙身混凝土质量进行检测，验证墙身缺陷的位置、范围和程度。当墙身疑似存在质量不合格时，采用钻心法进行验证。

四、施工重点和难点

1.槽段垂直度和塌方控制

造成槽壁垂直度不合格原因包括成槽机控制不到位、周围震动、成槽顺序等。垂直度控制措施有：①保持成槽机水平、平稳；②液压抓斗垂直槽段，缓慢入槽抓土；③利用成槽机测斜装置，发现槽壁倾斜立即纠偏；④严格按“三序”成槽法施工；⑤避免周围震动源存在。

2.混凝土夹层防治

因首批混凝土量不足、导管接头不严密、混凝土浇筑间断、局部塌方等因素易形成夹层。可采取预防措施有：①槽段浇筑时，设2个导管同时浇筑；②导管接头设橡胶密闭圈密闭；③首批灌入混凝土量要充分且有一定的冲击量；④保持混凝土浇筑连续；⑤遇塌方时，将沉积在混凝土上的泥土吸出。

3.接头漏水防治

接头漏水主要原因是接头清理质量差、混凝土导管拔空、混凝土的质量差、供应速度慢等。预防措施有：①施工时，用接头刷多次上下刷槽段接头，直到无泥为止；②严格控制导管埋入深度，防止发生导管拔空；③保证混凝土的供应量和质量；④如发现接头有渗漏现象，采用双快早强水泥、软管引流、化学灌浆等方法进行堵漏。

4.混凝土绕流

混凝土绕流主要产生原因有：①槽壁坍塌；②接头管未下放到槽底；③接头管起拔时间过早；④接头管背后回填料不密实。绕流防治措施有：①挖槽过程中专人控制槽内泥浆液面高度；②选择合适的泥浆确保护壁效果；③严格控制槽壁和钢筋笼垂直度；④严格控制成槽深度和接头管插入深度；⑤在接头管背后，分两次填筑黏土，先将回填土填至墙身一半处，待混凝土浇筑至该位置后再进行第二次回填。