含锚索的粉细砂地层地下连续墙成槽技术

魏 辉

(中铁二十局集团第五工程有限公司 云南昆明 650200）

1 工程概况

怡心桥站为昆明轨道交通5号线的中间车站，车站为地下三层框架结构，车站长为173.4 m，标准段宽22.3 m，基坑开挖深度28.1～28.84 m，顶板覆土厚度4.03～4.28 m。车站主体结构采用半盖挖顺作法施工，设4个出入口、2组风亭。车站周边建(构）筑物密集、地下管线繁多，施工场地狭小。车站主体围护结构采用1.2 m厚地下连续墙，设计深度50 m，标准幅宽为5.5 m，非标准幅宽为4.0～5.95 m不等。

怡心桥站处于昆明陷落盆地地貌区，滇池Ⅱ级阶地。地形平坦、开阔。车站施工范围内自上而下主要地质为:第四系人工填土层、泥炭质土及粉砂地层。车站范围内地下水常水位位于地面以下1.4～2.3 m，雨季会稍有上升，承压水主要赋存于粉砂地层中。

2 锚索分布情况

怡心桥站范围内存在大量滇池国际一期基坑施工锚索。滇池国际一期施工锚索与车站平面位置关系见图1。锚索长度22～34 m，竖向共6层位于车站地面以下2～20 m范围内，横向间距2.2～3.3 m，竖向间距2.5～2.7 m，共计474根。穿越车站北侧整侧连续墙范围。

图1 锚索与车站平面位置

3 工程难点分析

(1）周边环境复杂，建(构）筑物密集，地下管线多。怡心桥站位于城市繁华地段，地下管线密集，且埋深相对较浅，管线埋深1.0～3.0 m。

(2）锚索侵入车站地下连续墙施工范围。怡心桥站范围内滇池国际地下室锚索侵入车站围护结构，处理滇池国际施工时遗留的锚索是地下连续墙施工的难点。

4 锚索处理

4.1 槽壁加固

为避免在处理锚索过程中对土体扰动大造成塌槽[1]，采用直径800@600 mm三重管高压旋喷桩提前对槽壁进行加固[2]，加固深度为自然地面以下2 m至地下连续墙墙底。

根据施工图纸、规范要求，旋喷桩正式施工前应先进行试桩试验。通过试验确定了如下技术参数:射水压力28 MPa、流量70 L/min、注浆压力1 MPa、气流压力0.5 MPa、提管速度 15 cm/min、旋转速度 20 r/min、水灰比1∶1.2等。高压旋喷桩施工工艺流程如图2所示。

图2 高压旋喷桩施工工艺

4.2 锚索处理[3]

锚索影响范围内地下连续墙施工前需采用旋挖钻拔除锚索后方可进行地下连续墙成槽施工[4]。

因本工程涉及锚索已泄力，考虑采用旋挖钻旋搅的方式。采用加焊分叉的钻头在连续墙导墙内钻孔，钻孔过程中遇到锚索，通过钻头旋搅，锚索会紧密缠绕在钻头位置，提钻头至地面割除旋搅锚索，重复钻进。

4.2.1 施工方法

本工程采用旋挖钻旋搅拔除锚索的方式进行处理，基坑内最短锚索长22 m，水平横向间距为2.2 m，垂直方向共6层，最深深度约20 m。采用旋挖钻旋搅拔除锚索，为确保锚索处理干净，采用在连续墙导墙内旋挖直径1 000 mm@800 mm咬合孔。处理时对旋搅出锚索做好记录，以便分析锚索处理效果[5]，处理一层记录一层。旋搅拔除锚索过程中随时观察垂直度，及时纠偏。待6层锚索处理完成后旋挖钻移出施工范围，进行下一道锚索处理。

在拔除锚索过程中，应注意孔内情况的变化；拔除过程要随时观察孔内浆液面，浆液要随钻随补，防止孔内缺浆引起孔壁坍塌。

为减少锚索处理对周边环境的影响，旋挖钻施工间隔6根桩成孔，锚索处理完成后及时采用5%水泥掺量的水泥土回填桩孔，回填的同时抽排孔内泥浆，确保回填质量。

5 地下连续墙成槽施工

地下连续墙的主要施工工序为:测量放样、导墙施工、制作泥浆、抓斗成槽、槽底清底、钢筋笼加工及吊装、封堵端头、浇筑混凝土等[6]。施工工艺流程见图3。

图3 地下连续墙施工工艺

5.1 泥浆制备

泥浆在地下连续墙成槽过程中主要起护壁作用，泥浆质量好坏是影响地下连续墙施工质量与安全的关键因素。施工过程中利用泥浆的切土润滑和静止式护壁两种作用保证槽壁稳定，同时提高了地下连续墙成槽质量[7]。泥浆护壁的原理是:(1）抵抗作用在连续墙槽壁上的侧压力；(2）形成不透水泥皮，平衡槽壁上静水压力；(3）通过渗透及黏附在地层一定范围土层，起到防坍塌和抗渗作用。

结合现场地质条件，现场选用失水量小、黏度大、护壁泥皮薄且韧性强的优质复合膨润土[8-9]拌制泥浆，并通过现场试验增减外加剂的剂量使泥浆达到最优的物理性能。

泥浆制备存量按每2天3幅槽段的用量进行储备。经计算，标准每幅地连墙泥浆用量约为323 m3，为确保施工的连续性，现场泥浆的储备量不小于500 m3。泥浆通过制浆池、沉淀池及储浆池三级处理，采用离心泵生产，靠重力沉降循环再生。

泥浆在成槽前、清孔后分别由试验人员用泥浆测量仪对泥浆物理性能进行测定，确保泥浆黏度、比重和含砂率符合设计要求。若发现泥浆性能不符合要求，要及时更换浆液或通过调整外加剂的剂量直至符合要求，以确保泥浆的性能最优。

成槽过程随时关注槽壁内泥浆液面，液面距离地面深度小于0.3 m。

5.2 成槽施工

(1）成槽机具

本工程地下连续墙成槽施工采用1台金泰SG60型[10]全液压成槽机。该设备具有成槽精度高、速度快等优点。

(2）槽段划分

车站地下连续墙标准槽段幅宽为5.5 m，转角处及特殊位置按设计图纸划分。如现场不具备施工条件时可与设计单位沟通，征得同意后方可进行局部调整。

(3）成槽施工

成槽施工时先挖两端后中间顺序进行，这样成槽可以使抓斗两侧均匀受力，确保了成槽垂直度。特殊槽段施工时先施工短边再施工长边，减少已成槽段暴露时间，防止塌方。

(4）成槽注意事项

①在提升抓斗进出导墙时要慢提轻放，避免泥浆因受过大冲击力在泥浆面激起波浪及抓斗碰撞导墙，从而导致导墙周边土层受到扰动。

②成槽垂直度控制:成槽机上的垂直度检测仪显示的成槽垂直度要控制在1/300以上。施工中要做好垂直度的检查，若发现垂直度偏离控制值，要及时停止成槽施工并调整抓斗的垂直度，待垂直度符合要求后方可继续成槽施工。

5.3 清槽

成槽至设计标高后，对槽底进行清槽，提高成槽质量。清槽前用刷壁器[11]对已浇完槽段接头进行上下刷动，反复几次，确保槽段接头处泥土刷除干净。清槽采用泥浆泵反循环，换浆清槽时，始终保持槽内泥浆高于地下水位不小于0.5 m。清槽至泥浆指标达标，否则清槽工作应反复进行。

5.4 槽段检测

槽段检测主要检测槽段垂直度及深度。

(1）槽段垂直度检测

本工程槽壁垂直度采用超声波测壁仪[12]进行检测，检测时在槽段内左、中、右三个位置对应扫描地下连续墙槽壁壁面，壁面最大水平变化量与深度之比即为槽段壁面垂直度。

(2）槽段深度检测

槽段深度采用测锤测量，测量时用测锤实测槽孔右、中、左三个位置的槽孔深度，三个位置的平均深度即为该幅连续墙的成槽深度。

6 结束语

本文结合昆明轨道交通5号线怡心桥站工程实例，通过槽段加固、锚索处理、泥浆护壁等一系列技术措施，科学合理地组织施工，保证了含锚索的粉细砂地层地下连续墙成槽质量，为地下连续墙的施工提供有利的条件，为今后类似工程提供了经验。