岩溶复合地层超深地下连续墙施工技术

张新宏

(中铁十八局集团市政工程有限公司，天津 300000)

随着地下连续墙在软土地层应用的越发广泛，不断出现岩溶发育地区的施工案例，岩溶的复杂性往往给连续墙施工带来很大的难度，如何有效降低岩溶复合地层的影响，提高地下连续墙的施工技术水平是施工成功与否的关键。

1 工程概况

1.1 基本情况

福州市轨道交通6号线某基坑宽度为28.2～40.6 m，基坑最大深度46.4 m。本工程连续墙厚度分别为800 mm、1 000 mm、1 200 mm、1 500 mm，连续墙最深处52 m，总计入岩1.8万m3，工字钢接头、锁口管接头(盾构洞门处)。

场区地层情况具体参数见表1。

1.2 工程难点

(1)明挖段基坑宽28.2～40.6 m、深1.5～36.8m，工作井基坑长24 m、宽50 m、深45.4 m，基坑超深、超宽。

表1 地层参数

(2)地连墙入岩最大达41 m(地面下10 m为岩层)，岩层最大强度达54 MPa，复合地层，岩面高、强度高。

(3)溶洞高0.4～3.3 m不等，一般为粉质黏土充填，含风化岩块，部分为空洞，见洞率为50%，岩溶强发育。

2 岩溶复合地层连续墙施工技术

2.1 岩溶探测方案比选

岩溶地层物探方式比较见表2。根据以往在探测岩溶分辨率方面的经验井中方法优于地面方法，井中探测效果以弹性波最佳，地质雷达CT次之，最终选用弹性波CT扫描+钻探的主要方式进行岩溶位置确认。

2.2 连续墙施工方案

本站连续墙施工计划采用一台槽壁机进行成槽。对入岩的槽段再增加冲击钻机进行成槽[1]。钢筋网片采用250 t履带式吊机和150 t履带吊配合整体吊放，砼采用双管水下灌筑。连续墙施工采取跳格施工，后施工槽段预留注浆孔外放，连续墙从车站南侧向北侧顺时针跳格施工，最后形成连续封闭墙体。

表2 岩溶探测方式对比

施工前，先清理地下障碍物和对连续墙两侧土体搅拌加固[2]，在场地硬化完成后，根据钢筋加工场地和钢筋笼大小，须提前加工好钢筋加工操作钢平台，以备施工使用。钢平台沿笼长方向横向布置槽钢，槽钢间距≤2 m，槽钢采用钢筋连接成一整体。

2.3 岩溶处理

2.3.1 岩溶对基坑施工的危害

(1)基坑易突泥涌水。

(2)破坏支撑体系。

(3)影响结构施工。

(4)影响基坑稳定性。

(5)影响周边建构筑物及管线安全。

2.3.2 对地下连续墙施工的影响

(1)易发生卡钻。

(2)围护施工易跑浆、塌孔。

(3)处理不好易渗漏水[3]。

2.3.3 施工措施

物探检测→取芯检查→钻孔注浆→物探检测→取芯检查，详细为“一槽两孔” 探洞，两侧打孔寻边界；钢花管压浆填充处理；钻孔取芯验证效果，岩溶探孔布置如图1所示。

图1 岩溶探孔布置图

2.4 地下连续墙超宽、超深影响分析

2.4.1 对施工的影响

(1)垂直度难以控制[4]。

(2)接缝质量效果差。

(3)混凝土浇筑时接头处易产生绕流问题。

2.4.2 施工措施

(1)选用对垂直度控制好的设备。

(2)施工过程中，每成槽10 m超声波检测槽段垂直度，如图2所示。

图2 人工超声波检测

(3)泡沫板填充翼板内侧，超声波检测绕流情况。

2.5 地下连续墙接头处的处理方法

地下连续墙接头采用工字形钢板接头[5]。工字形翼缘钢板长度为450 mm，施工时接头钢板与连续墙钢筋笼焊接并整体吊装入槽，保证十字钢板接头下放的垂直度≤1/300，以方便后续槽段钢筋笼下放的顺畅。

2.6 复合地层施工影响

2.6.1 对施工的影响

(1)成槽时间长，上部软土易塌孔[6]。

(2)岩面强度高，单一双轮铣效率低(1～3 m3/h)。

2.6.2 施工措施

(1)采用“抓、旋、冲、铣”结合工艺。

(2)上部软土用成槽机成槽，效率高。

(3)中间40 m以内岩石采用旋挖钻小孔和冲击钻配合成槽，10～40 m范围内岩石用旋挖钻引小孔。

(4)下部采用双轮铣、保证成槽质量，开挖深度大于40 m范围内岩石用双轮铣成槽。

2.7 环境敏感区地连墙施工

2.7.1 对施工的影响

(1)场地小、设备数量受限。

(2)部分设备施工受限(噪音等)。

(3)敏感环境要求高。

2.7.2 施工措施

(1)采用多种方式结合施工。

(2)受限时间采用不同设备。

(3)对扬尘、噪音、污水等进行控制，如在空压机周围增加隔音屏，如图3所示。

2.8 泥浆配置技术

由于场地存在复合地层，过该复合地层仍然选用槽壁机成槽，泥浆护壁[7]。地层上部槽壁的稳定性差，容易塌槽，因此除了遵守一般地段槽壁机成槽工艺及技术措施外，拟采取如下措施：

图3 噪音屏障系统

(1)严把泥浆质量关，编制泥浆生产与需求计划，做到无充足泥浆不能开槽，泥浆质量不合格不开槽，从而避免可能因泥浆原因造成塌槽事故发生。

(2)成槽过程中密切检测泥浆比重及其相应技术参数，对泥浆实施动态管理，定时利用专用取浆筒对该地层不同标高泥浆质量进行抽样检测。

(3)对该地质槽段进行实验段成槽，掌握泥浆配合比和各种指标的控制标准。

(4)提高泥浆比重，控制在1.2～1.3 g/mL之间，必要时加入适量重晶石。槽段静置时应适时补充新鲜泥浆。

2.9 成槽遇未处理溶洞技术措施

连续墙施工前，需对其影响范围内的溶(土)洞进行处理。

(1)成槽过程中遇到溶洞后，如果塌孔不严重，迅速提起钻头，回填粘土块料，填充溶洞后继续成槽。

(2)如果塌孔严重，则先提起钻头，人离开钻机，向孔内回填粘土，直至回填粘土顶面超过塌孔段0.5 m以上时，再进行成槽。

(3)如有整个孔坍塌的可能[8]，则人机远离孔位，待坍塌稳定后，用粘土回填孔内至地表，压实后进行溶洞预处理，处理方法与溶洞处理方法相同。溶洞预处理完后，再重新进行成槽。

3 安全保证措施

(1)大型作业设备回转半径内禁止人员经过、逗留。

(2)严格控制施工时间，尽量避免大型设备在施工槽段边行走。

(3)必要时缩短槽段长度，以形成土体拱效应。

(4)雷雨、大风期间，应停止机械作业。

(5)作好泥浆池、槽段防坠落、防坍塌措施，临水作业人员可佩戴充气腰带。

4 结束语

岩溶地区进行连续墙施工存在一定的风险性，在施工前需认真对揭示的溶(土)洞进行注浆处理，在施工过程中发现存在未处理完成的溶(土)需认真按技术措施中要求进行处理。现场施工时需认真控制成槽的垂直度、钢筋下放的垂直度、接头冲刷的质量等，尽量避免产生质量问题。