中风化岩层中地连墙施工技术研究

邵晓辉

目前在深基坑施工中，地连墙作为一种高可靠性的围护结构形式已被越来越广泛地运用。马鞍山综合客运中心项目配套工程作为远期规划地铁2号线的土建预留工程，围护体系采用地下连续墙+内支撑形式，不同的是地连墙需进入中风化岩层，通过勘察报告反映出中风化岩层强度高，地连墙成槽存在一定的难度。

众所周知，常规的液压型抓斗成槽机对普通的软土具有很好的成槽效果，且效率高，但对强度较高的基岩具有一定的局限性。上述问题导致在高强度中风化基岩中成槽，选择不同的机械及工艺方法直接导致工期、成本及安全质量的差异较大。需要对高强度中风化岩层中地连墙成槽的工艺及机械选型进行研究。

一、岩层中常用成槽工艺

结合工程实际及施工经验，多方面收集地下连续墙在岩层中成槽的工艺，并咨询行业相关专家，整理出以下四种成槽工艺。

1.冲抓法成槽

根据同类地层冲抓施工经验，进行分层冲抓施工，每层厚度0.5m为宜；因圆锤直径为0.76m，每幅长6m，再考虑锁扣管直径，即每层需10点位相切冲击。

（1）第一步：SG60成槽机抓取岩层以上土体。

（2）第二步：采用手拉式70冲击钻机配直径0.76m圆锤按岩层厚度0.5m冲孔。

（3）第三步：采用手拉式70冲击钻机配方锤（型号0.76×1.20m）按岩层0.5m整修槽壁。

（4）第四步：SG60成槽机清槽，抓取岩层冲击后的碎渣。

（5）第五步：以上第二步至第四步按岩层每0.5m循环，直至成槽至设计底标高。

2.潜孔锤引孔+冲击钻冲孔成槽

（1）第一步：SG60成槽机抓取岩层以上土体。

（2）第二步：潜孔锤引主孔，标准幅为5个。

（3）第三步：采用手拉式70冲击钻机配直径0.76m圆锤按岩层厚度0.5m冲副孔，标准幅为5个。

（4）第四步：采用手拉式70冲击钻机配方锤（型号0.76×1.20m）按岩层厚度0.5m整修槽壁。

（5）第五步：SG60成槽机清槽，抓取岩层冲击后碎渣。

（6）第六步：以上第三步至第五步按岩层每0.5m循环，直至成槽至设计底标高。

3.铣槽机成槽

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。

（1）第一步：SG60成槽机抓取强风化岩层以上土体。

（2）第二步：宝峨BC25铣槽机铣岩层，直至终槽。铣槽机单孔铣槽尺寸2.8m，每个一期槽段先铣两端，再铣中间剩余部分。

4.旋挖引孔+冲击钻冲孔成槽

（1）第一步：SG60成槽机抓取岩层以上土体。

（2）第二步：旋挖引主孔，标准幅为5个。

（3）第三步：采用手拉式70冲击钻机配直径0.76m圆锤按岩层厚度0.5m冲副孔，标准幅为5个。

（4）第四步：采用手拉式70冲击钻机配方锤（型号0.76×1.20m）按岩层厚度0.5m整修槽壁。

（5）第五步：SG60成槽机清槽，抓取岩层冲击后碎渣。

（6）第六步：以上第三步至第五步按岩层每0.5m循环，直至成槽至设计底标高。

二、成槽工艺对比及选型

对地连墙在岩层中成槽四种工艺进行对比分析，同时结合项目实际，采用旋挖引孔+冲击钻冲孔成槽工艺，无论从工期上还是造价成本上相对合适。四种成槽工艺对比分析如表1。

表1 四种成槽工艺对比分析表

三、旋挖引孔+冲击钻冲孔成槽施工工艺原理

本项目大部分地连墙墙底位于强风化层，裂隙发育，强烈破碎。仅SW-28/SW-29两幅墙区域揭示出现透镜体，风化程度弱，岩石强度高，针对该层的力学性能，采用冲击钻机，对夹层硬岩先冲击成孔破坏原有岩层，再利用抓斗成槽机的机械切削能力进行夹层段部分的成槽整形，并施工至设计要求标高。针对成槽机抓至强风化层，抓斗进尺困难、强风化岩层较硬的墙幅，采用旋挖机进行引孔，再利用抓斗成槽机施工至设计要求标高。

四、结语

综上所述，在中风化岩层中进行地连墙成槽，寻找到行之有效的施工工艺十分关键，直接决定施工任务能否顺利完成。坚硬的岩层中成槽，关键之处在于如何将岩体破碎，本项目通过中风化岩层中地连墙成槽工艺的研究及选型，选择适用于项目本身的旋挖引孔+冲击钻冲孔成槽施工技术，既解决了地连墙施工的难题，同时保证了施工质量，顺利推动了工程进展。