南太湖流域复杂地质条件下地下连续墙施工技术研究

章晓铭

（中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，北京 101100）

0 引言

由于地下连续墙具有施工振动小、墙体刚度大、整体性好、止水性能好、对周边环境影响小安全性高等诸多优点，在铁路深基坑围护结构中得到广泛应用[1-2]。但在长三角南太湖流域，由于复杂的水文地质条件，地下连续墙施工过程中，存在成槽效率低，部分槽段易发生塌孔、漏浆现象，开挖后出现大面积漏浆等质量缺陷。本文以杭德市域铁路舞阳车辆段出入段线工程为例，对地下连续墙施工过程中遇到的问题进行原因分析，并提出了相应的处理措施，解决了复杂地质条件下地下连续墙施工难题。

1 工程概况

舞阳车辆段出入线区间总长450.67m，宽20.3m（盾构段宽25m）。区间标准段为地下一层双跨箱型框架结构。围护结构采用厚度为600mm的地下连续墙，地下连续墙墙趾位于31a-3中风化粉砂岩。地下连续墙接头采用工字钢接头。出入段线地下连续墙共45幅，地下连续墙深度20.50～29.75m。地基土物理力学性质见表1。

表1 地基土物理力学性质表

2 地下连续墙施工难点分析

（1）卵石层地层成槽易偏斜，且易导致泥浆流失。该工程地下连续墙穿越圆砾层卵石含量约10%～40%，砾石含量约15%～40%，粒径一般为0.2～10cm，最大粒径大于50cm，同时，卵石层缝隙中填充不均匀，致使成槽机械抓斗在本地层出现偏移。由于卵石空隙大，渗透系数大，容易引发泥浆流失，进而导致槽壁失稳塌方[3-4]。

（2）地下连续墙入岩导致成槽时间较长，在成槽过程中塌孔严重，基本无法顺利成槽，槽壁严重塌方导致墙体大量混凝土鼓包，后期需要凿除，影响支撑架设的及时性。

（3）钢筋笼入槽后，存在圆砾层再次掉落塌孔现象，清孔后沉渣厚度超标，影响截断承压水，后期可能会造成地下连续墙沉降。

（4）在灌注混凝土过程中槽壁垮塌，塌体如果被挤到地下连续墙墙面会产生地下连续墙表面夹泥导致严重露筋；如果被裹在地下连续墙混凝土墙体内将产生墙体夹泥空洞，导致严重漏水等质量及安全问题。

拟建场区位于浙北平原区，勘探深度范围内第四纪地层发育，主要为湖沼积淤泥质土、冲湖积圆砾。

3 施工中存在的问题及解决方法

3.1 存在的问题

（1）由于地下连续墙墙趾位于31a-3中风化粉砂岩，岩石质量指标RQD 为60%～90%，饱和单轴抗压强度范围值14.8～83.8MPa，利用成槽机+旋挖钻机引孔成槽时，受卵石地层及中风化粉砂岩影响，平均用时23h，成槽效率较低。旋挖钻引孔如图1所示。

图1 旋挖钻引孔示意图

（2）成槽采取三序成槽施工，先抓两侧后抓中间，当施工14～17.5m（圆砾层）时，出现塌孔，泥浆液面突然由导墙面下0.3m降至导墙面下2m，立即进行泥浆补充，测量槽深为15.5m（原为17.5m）。塌孔后进行泥浆检测，泥浆比重为1.06，粘度为22s。随即进行超声波检测，发现约在14m 处出现塌孔情况，最宽处约1.6m 空洞，如图2所示。

图2 槽壁监测

（3）受卵石地层影响，在灌注混凝土过程中槽壁垮塌，如果被挤到地下连续墙墙面会产生地下连续墙表面夹泥，导致该槽段钢筋笼保护层减小，出现大面积露筋。

3.2 解决方法

（1）卵石地层特殊地质渗透系数大，容易引发泥浆流失，进而导致槽壁失稳塌方。该工程地下水位高，使泥浆渗透较慢，泥皮不易形成，槽壁稳定性差，大大影响护壁泥浆的有效作用。因此需选粘度适中、密度低、失水量小，能形成韧性强的护壁泥皮的优质泥浆，并使泥浆静水压力更好地作用于槽壁上，防止槽壁脱落，经过现场试验确定槽内泥浆须满足相关指标[5-6]（见表2）。

表2 泥浆性能指标

表3 两种施工工艺效果对比

（2）引进铣槽机，采用抓铣结合的成槽工艺，由于0～15m 深度以塘泥及淤泥质土、黏土地层为主，采用成槽机进行成槽，15m 以下深度遇到强度高、成槽困难的圆砾、粉砂岩地层则引入铣槽机，采取抓铣结合的施工工艺。

（3）在钢筋笼下放过程中，在开挖侧钢筋笼表面布置彩条布，彩条布安装有效隔绝钢筋与槽壁，防止泥土塌入地下连续墙内，防止了地下连续墙出现泥土夹层及漏筋的现象[7-8]。

（4）对槽壁两侧圆砾层采用双排三重管高压旋喷桩进行槽壁加固，使槽壁保持稳定。

4 两种成槽工艺实施效果对比

4.1 成槽速度

成槽机+旋挖钻机引孔成槽工艺在0～15m 地层进尺速度约2.5m/h，平均出土12m3/h；在15m以上地层施工时进尺速度约为0.82m/h，平均出土3.94m3/h。

抓铣结合成槽工艺在0～15m 地层进尺速度与引孔成槽进尺速度相同，在15m以下地层施工时进尺速度约为1.67m/h，平均出土8.01m3/h。

抓铣结合成槽工艺的进尺速率和开挖效率明显高于成槽机+旋挖钻机引孔成槽工艺。调整后每幅地下连续墙成槽平均用时14h 左右，较引孔成槽工艺缩短9h，可缩短总工期约17d[9]。

4.2 成槽质量

超声波测壁仪检测结果显示，地下连续墙垂直度均≤1/300，其中成槽机+旋挖钻机引孔成槽工艺成槽垂直度在1/200～1/300，抓铣结合成槽工艺垂直度控制在1/100～1/220，改进后地下连续墙成槽质量显著提高，下连续墙再也没有出现过塌孔、漏浆的情况，基坑开挖后地下连续墙基面光滑平顺，没有出现鼓包、漏浆的现象。

5 结束语

结合杭德市域铁路舞阳车辆段出入段线工程，对地下连续墙施工遇到问题及控制措施进行总结，解决了南太湖流域复杂地质条件下地下连续墙的施工难题。研究结论如下：

（1）南太湖流域复杂地质条件地下连续墙在施工过程中存在的典型质量缺陷主要为成槽效率低，部分槽段易发生塌孔、漏浆现象，开挖后出现大面积漏浆等情况；

（2）地下连续墙施工要充分结合现场情况，选用合适的施工工艺及成槽设备，通过试验数据选择适当的泥浆参数，确保成槽过程中槽壁的稳定性；

（3）成槽前对槽壁两侧圆砾层进行槽壁加固，对地下连续墙施工质量控制起到决定性的作用。