井筒式地下连续墙深基础施工技术

祝全兵 谢强 李东福

文章全面阐述了井筒式地下连续墙深基础快速成槽施工技术的适用范围、技术原理、技术特点、工艺流程、操作要点及效益分析，为类似工程施工提供了实用的参考。

水资源配置; 井筒式; 地下连续墙; 施工技术

TU476+.3B

[定稿日期]2021-08-16

[作者简介]祝全兵（1975～），男，本科，高级工程师，一级建造师，从事水利水电、市政工程施工技术管理工作;谢强（1988～），男，本科，高级工程师，一级建造师，从事水利水电、市政工程施工技术管理工作;李东福（1983～），男，本科，高级工程师，二级建造师，从事水利水电、市政工程施工技术管理工作。

珠三角水资源配置工程输水线路穿越珠三角核心城市群，该工程全线采用地下深埋盾构方式在地下空间建造，盾构埋深平均纵深40～60 m，最大限度保护粤港澳大湾湾区生态环境，为未来发展预留宝贵地表和浅层地下空间。

作为盾构始发及接收的工作井设计为直径35.9 m的超大竖井，工作井支护体系采用地下连续墙深基础+内衬墙形式。

为确保盾构工作井井筒式地下连续墙深基础安全施工和质量、进度，经实践研究总结的井筒式地下连续墙深基础快速成槽施工技术具有适用性强、操作性强、施工效率高等特点。

1 技术工艺原理

井筒式地下连续墙深基础快速成槽施工技术原理是：地下连续墙基础是利用构造接头把地下连续墙的墙段连接成一个外形为圆环形的整体结构。

综合考虑施工工期、成槽设备性能，按设计轴线划分出数个槽段单元，并划分出施工次序，成槽施工时依据槽段的施工次序进行施工。

在成槽施工前先对软弱覆盖层进行加固后与导向槽一体化浇筑;槽孔成槽施工时先挖主孔后挖副孔;根据地质情况和基岩强度采取组合成槽工法，形成流水作业，发挥设备最大效率，优质高效完成施工。

2 技术特点

（1）地下连续墙两侧的淤泥质黏土及泥质细砂采用超前水泥搅拌法加固与“┙┗”型导墙一体浇筑技术。水泥搅拌法是使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。有效避免成槽过程中容易出现的塌孔现象。

（2）根据不同的地层特性，有针对性地选用高效的成槽方法。覆盖层采用液压抓斗取土施工;强风化及更高强度的岩层利用液压双轮铣槽机高效成槽，特殊情况下液压双轮铣槽机与旋挖钻机组合的“旋挖引孔+铣槽”结合施工，旋挖钻机配合铣槽机形成流水作业提高成槽效率。

（3）槽内淤泥質黏土具有孔内造浆功能，很好地起到护壁的作用，通过泥浆制备、循环净化系统，实现固壁泥浆循环应用，槽内渣土进行资源化利用，在保护施工生态环境的同时也降低了施工成本。

3 施工技术流程

井筒式地下连续墙施工技术流程如图1所示：

4 技术要点

4.1 施工准备

施工准备主要包括对施工区域进行通水、通电、进场道路建设及场地整平硬化，设备安装、测量放线等。

4.2 上部软塑性土加固

为加强对导墙基底自稳能力差、透水性强、工程地质条件较差的软塑性土的处理，避免在成槽过程中地下连续墙槽壁出现坍塌，超前采用水泥搅拌法进行加固。其技术要点有：

（1）水泥土搅拌法施工前应根据设计进行工艺性试桩，试桩桩位可选择设计原桩位处。

（2）揽拌采用“四搅三喷”工艺，钻头每转一圈的提升（或下沉）量以1.0～1.5 cm为宜。

（3）桩位的偏差不得大于20 mm，垂直偏差不得超过0.5 %。

（4）桩长达到12 m或桩底嵌入全风化层0.5 m。

（5）水泥土搅拌桩选用强度等级42.5及以上的通用硅酸盐水泥，水泥掺量取天然土质量15 %，28 d无侧限抗压强度不小于0.8 MPa。

4.3 导墙施工

（1）导墙设计为“┙┗”型。 导墙基础及背后开挖范围内必须回填、夯实，压实度不小于0.9。

（2）导墙的基底应与原状土面及搅拌桩桩体密贴，以防槽内泥浆渗入导墙后面。

（3）导墙拆模后，应在导墙间加设支撑，可用上下三道槽钢或木撑，支撑竖向间距1 m，水平间距2 m。

4.4 成槽施工

（1）槽段根据设计确定的施工次序，先进行一次序槽，再施工二次序槽，当两个相邻同一次序槽施工完成后，可进行其间槽段的施工。

（2）上覆土层施工。液压抓斗“三抓法”成槽，即在同一单元槽段内，先抓挖槽段两端的单孔，后抓槽段中间的单孔。

（3）旋挖钻引孔辅助成槽施工。根据地层情况，为提高施工效率，采用旋挖钻机先钻进引孔，引孔完成后使用双轮铣槽机修孔。

（4）双轮铣铣削基岩施工。双轮铣槽机是一个带有液压和电气控制系统的钢制框架，底部安装3个液压马达，水平向排列，两边马达分别带动两个装有铣齿的滚筒。铣槽时，两个滚筒低速转动，方向相反，其铣齿将地层围岩铣削破碎，中间液压马达驱动泥浆泵，通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆排到地面泥浆站进行集中处理后返回槽段内，如此往复循环，直至终孔成槽。铣槽机的垂直度应与槽段轴线一致，并由两个独立的测斜仪监测，其数据由驾驶室内的电脑处理并显示在液晶屏上，从而驾驶员可随时监控并通过改变铣槽机的转速来实现对铣槽机垂直度的调整。

4.5 槽段连接

在槽段搭接处采用双轮铣槽机轮毂开挖出锯齿状的外形，在二期槽浇灌时会形成波纹型的防水层，形成良好的止水效果更好。

4.6 槽段清孔

单个槽段开挖至设计深度后，先采用液压导板抓斗清理槽内的大粒径沉渣，然后采用双轮铣槽机依次对单个槽孔进行清孔，循环槽内浆液。槽段与槽段间连接部位使用特制刷壁器清除连接部位的凝胶物和泥皮。

清孔完成后对孔深、孔型、槽内泥浆性能等进行验收，合格后下设钢筋笼。

4.7 钢筋笼制作及下设

4.7.1 钢筋笼制作

钢筋笼在專用制作平台上进行加工，每一节钢筋笼均在同一平台上一次加工成型。在钢筋笼加工平台上整体制作、对接、分节吊装，钢筋笼主筋使用直螺纹套筒进行连接，水平向钢筋采用单面焊接方式连接。

4.7.2 钢筋笼下设

（1）钢筋笼采用“铁扁担”，双钩起吊。钢筋笼平移时，用两台吊装设备共同将钢筋笼水平吊起，离地面30 cm左右时，检查吊点及钢筋笼的平衡情况，确认正常后同步移动两台起重设备，将钢筋笼运输至槽孔前的施工平台上。

（2）在钢筋笼下设时，对准槽段中心轴线，吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁。下节钢筋笼下到孔口时，用型钢将钢筋笼架立在导墙上。然后起吊上节钢筋笼，竖直后，调整笼体形态，使上下节钢筋笼主筋一一对应，拧紧对接直螺纹套筒，完成钢筋笼连接后缓慢下设至设计标高。

4.8 混凝土浇筑

槽段墙体混凝土浇筑，采用“水下直升导管法”施工工艺。根据单槽长度下设不少于两套直径300 mm的浇筑导管，拌和系统集中供料，混凝土罐车运输至槽口入仓或使用混凝土输送泵入仓浇筑。

4.9 接缝防渗

为确保槽段与槽段连接处的防渗效果，在槽段连接处迎水面梅花型布置三根600 mm，间距400 mm的高压旋喷桩形成具有一定强度的止水幕墙。

4.10 完工清场

地下连续墙工程施工完成后，清理工作面，移交下一工序。

5 结束语

（1）基于对工程项目地质特性的仔细研究，有针对性地选用与地层相适应的设备及成槽工法，对优质高效完成地下连续墙施工，尤为重要。

（2）根据复杂地质情况精准施策，覆盖层采取液压导板抓斗挖槽工法施工。强度较高的基岩采用双轮铣槽机与旋挖钻机结合的旋挖钻钻孔法及水平多轴回转钻进工法成槽，集成多种设备及施工工法，配合形成流水作业，成槽效率大幅提高。地下连续墙施工工效在相同深度条件下由3.9 d/幅提高到了1.85 d/幅。

（3）珠江三角洲水资源配置工程地下连续墙顺利成功地完成施工，标志着此施工工法在复杂地层中是可行的，具有较强的可操作性;同时该工程实例也为今后在类似地层中地下连续墙建造提供了施工依据和参考。

参考文献

[1] 丛蔼森， 等.深基坑防渗体的设计施工与应用[M]. 北京：知识产权出版社，2012.

[2] 高钟璞，大坝基础防渗墙[M].北京：中国电力出版社，2000.

[3] SL 174-2014 水电水利工程混凝土防渗墙施工规范[S].

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