富水复合地层地下连续墙快速施工技术——以长沙地铁某车站围护结构施工为例

刘 翔

长沙市轨道交通集团有限公司，湖南 长沙 410000

目前，地铁已成为缓解城市交通压力的主要方式。因受地理位置和周边环境的影响，传统的放坡开挖、桩基施工已不能完全适用于当前的施工需要，地下连续墙施工成为地铁围护施工的首选方式。对于地下连续墙施工，传统的抓斗结合冲击钻施工方法无论是在安全性、工期保障上，还是在材料成本控制上，都存在明显的不足，如何快速、安全地进行地下连续墙施工已成为一个研究课题。

1 工程概况

以长沙地铁某车站围护结构施工为例进行分析。该车站位于老城区内，场区狭小受限，基坑离周边房屋距离较近。基坑总面积为9088m2，长156m，最大宽度达65.1m；基坑为坑中坑形式，基坑开挖深度物业部分约为21.4m，车站部位开挖深度最大为29.7m。车站部位连续墙设计深度为35.7m，物业部分连续墙设计深度为28.2m。其他地区施工根据场地情况、地质情况、周边环境情况而略有不同。

2 工艺流程及操作要点

2.1 工艺原理

抓铣施工技术是充分利用了各机械之间的特性，抓斗施工软弱土层，双轮铣施工坚硬岩层，将各类机械利用最大化，提高施工的效率。

2.2 工艺流程

地下连续墙抓铣成槽施工工艺流程如图1所示。

图1 地下连续墙抓铣成槽施工工艺流程

2.3 操作要点

（1）施工准备。①熟悉施工图纸，设计、检算地基承载力，准备连续墙施工及双轮铣拼装等技术交底并现场交底、培训。②做好现场劳动力组织，进场1台双轮铣（XTC80/90）和1台成槽机（XG600E）、1台挖机、2台履带吊（QUY180T、QUY80T）等机械设备，组织相关人员检查设备机况，保证施工机械的完好率。

（2）导墙施工。导墙施工工艺流程如图2所示。

图2 导墙施工工艺流程图

（3）地连墙施工。该车站以黏土层、砂层、中风化泥质粉砂岩地层为主，且地下水比较丰富。通过对该车站施工工期的把控和对地质条件的分析，以及对地下连续墙施工设备的选型进行的分析，决定在中风化岩上部地连墙采用成槽机抓槽取土，剩余部分采用双轮铣槽机铣削岩体成槽的方法。

（4）泥浆护壁。为了达到最佳的护壁效果，根据工程地质实际情况及以往的施工经验，实际试验确定选用膨润土泥浆。膨润土泥浆以膨润土、CMC、纯碱（Na2CO3，分散剂）、水（pH值接近中性）等原料制备，拟采用的重量配合比为水∶膨润土∶CMC∶纯碱=1000∶80∶1∶10。

（5）成槽施工。①进行试成槽。为了指导地下连续墙后续施工，施工地下连续墙前应进行试成槽施工，通过试成槽确定成槽施工中的仪器、设备及相关的施工参数。②槽段划分。根据设计图纸对地下连续墙进行槽段划分，分幅跳槽施工。现场施工过程中应用红漆将每一幅地下连续墙的分幅宽度标记在导墙顶面，以便进行铣槽控制。③槽段开挖方法。根据地质情况，该工程采用成槽机+双轮铣槽机相结合的方法成槽。中风化岩层以上部分由成槽机抓土成槽，剩余部分采用铣槽机成槽，铣槽机施工采用三段成槽的形式施工。铣槽机单孔铣槽尺寸为2.8m，每一个槽段先铣两端，再铣中间剩余部分。具体成槽工艺如图3所示。

图3 地连墙铣槽工艺（单位：mm）

（6）成槽检查。①成槽至标高后，连接幅、闭合幅先刷壁，保证接头基本无夹泥。检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度合格后，进行清槽换浆。②每段槽均需进行检测，主要检查铣槽机自带的检测设备上的数据。③清底及接头处理。完全清除土渣和泥皮的标准是，经清水冲洗的刷壁器最后一次刷壁后，其刷壁钢丝上没有任何土渣和泥皮。④清底换浆。采用反循环置换法清底换浆，在成槽完毕后进行。当槽底沉渣已经清除干净时即时换浆，保证槽底沉渣不大于100mm及槽底泥浆比重≤1.15g/cm3。清底换浆施工要点如下：第一，泥浆泵不能一次到底，需先在距槽底1～2m处进行试吸，防止槽底沉渣造成泥浆泵堵塞；第二，清底时，泥浆要由浅入深，在槽段全长范围内往复移动作业，直到滤沙基本完成；清底换浆时，要及时向槽内补充优质泥浆，保持浆面基本平衡。

3 效益分析

根据现场施工数据总结可知，单幅6m宽、28m深（岩层深7m）连续墙采用传统冲抓成槽工法，成槽时间约为21h；采取抓铣结合快速成槽工法，成槽时间约为17.8h。从工期效益方面可看出，抓铣结合快速成槽工法更具效益，同时不容易造成长时间的扬尘及噪声污染，对周围环境和居民不会造成过大的影响。冲击钻的一般消耗系数为12%，综合考虑，冲抓结合施工混凝土消耗系数为8%。该车站连续墙混凝土设计方量为13108m3，实际浇筑方量为13185m3，混凝土总节约971.64cm3，混凝土等级为C35水下，按570元/m3考虑，混凝土约节约553834元。

4 结论

（1）采用抓铣工法的目的在于避免围护结构施工中产生扰动，导致槽壁坍塌，从而避免周边房屋产生不均匀沉降，导致房屋开裂。通过使用抓铣成槽，能够确保连续墙的成槽质量，降低施工风险。

（2）抓铣结合施工技术充分利用了各机械之间的特性，抓斗施工软弱土层，双轮铣施工坚硬岩层，将各类机械利用最大化，不仅安全可靠，能缩短工期、提高施工效率，而且能节约混凝土材料，不存在噪声污染、扬尘等环保问题，更加适合城市中心地铁车站的地下连续墙施工。