中風(fēng)化巖層中地連墻施工技術(shù)研究

邵曉輝

目前在深基坑施工中，地連墻作為一種高可靠性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式已被越來(lái)越廣泛地運(yùn)用。馬鞍山綜合客運(yùn)中心項(xiàng)目配套工程作為遠(yuǎn)期規(guī)劃地鐵2號(hào)線(xiàn)的土建預(yù)留工程，圍護(hù)體系采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐形式，不同的是地連墻需進(jìn)入中風(fēng)化巖層，通過(guò)勘察報(bào)告反映出中風(fēng)化巖層強(qiáng)度高，地連墻成槽存在一定的難度。

眾所周知，常規(guī)的液壓型抓斗成槽機(jī)對(duì)普通的軟土具有很好的成槽效果，且效率高，但對(duì)強(qiáng)度較高的基巖具有一定的局限性。上述問(wèn)題導(dǎo)致在高強(qiáng)度中風(fēng)化基巖中成槽，選擇不同的機(jī)械及工藝方法直接導(dǎo)致工期、成本及安全質(zhì)量的差異較大。需要對(duì)高強(qiáng)度中風(fēng)化巖層中地連墻成槽的工藝及機(jī)械選型進(jìn)行研究。

一、巖層中常用成槽工藝

結(jié)合工程實(shí)際及施工經(jīng)驗(yàn)，多方面收集地下連續(xù)墻在巖層中成槽的工藝，并咨詢(xún)行業(yè)相關(guān)專(zhuān)家，整理出以下四種成槽工藝。

1.沖抓法成槽

根據(jù)同類(lèi)地層沖抓施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行分層沖抓施工，每層厚度0.5m為宜；因圓錘直徑為0.76m，每幅長(zhǎng)6m，再考慮鎖扣管直徑，即每層需10點(diǎn)位相切沖擊。

（1）第一步：SG60成槽機(jī)抓取巖層以上土體。

（2）第二步：采用手拉式70沖擊鉆機(jī)配直徑0.76m圓錘按巖層厚度0.5m沖孔。

（3）第三步：采用手拉式70沖擊鉆機(jī)配方錘（型號(hào)0.76×1.20m）按巖層0.5m整修槽壁。

（4）第四步：SG60成槽機(jī)清槽，抓取巖層沖擊后的碎渣。

（5）第五步：以上第二步至第四步按巖層每0.5m循環(huán)，直至成槽至設(shè)計(jì)底標(biāo)高。

2.潛孔錘引孔+沖擊鉆沖孔成槽

（1）第一步：SG60成槽機(jī)抓取巖層以上土體。

（2）第二步：潛孔錘引主孔，標(biāo)準(zhǔn)幅為5個(gè)。

（3）第三步：采用手拉式70沖擊鉆機(jī)配直徑0.76m圓錘按巖層厚度0.5m沖副孔，標(biāo)準(zhǔn)幅為5個(gè)。

（4）第四步：采用手拉式70沖擊鉆機(jī)配方錘（型號(hào)0.76×1.20m）按巖層厚度0.5m整修槽壁。

（5）第五步：SG60成槽機(jī)清槽，抓取巖層沖擊后碎渣。

（6）第六步：以上第三步至第五步按巖層每0.5m循環(huán)，直至成槽至設(shè)計(jì)底標(biāo)高。

3.銑槽機(jī)成槽

銑槽機(jī)是一個(gè)帶有液壓和電氣控制系統(tǒng)的鋼制框架，底部安裝 3 個(gè)液壓馬達(dá)，水平向排列，兩邊馬達(dá)分別帶動(dòng)兩個(gè)裝有銑齒的滾筒。銑槽時(shí)，兩個(gè)滾筒低速轉(zhuǎn)動(dòng)，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泥漿泵，通過(guò)銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿排到地面泥漿站進(jìn)行集中處理后返回槽段內(nèi)，如此往復(fù)循環(huán)，直至終孔成槽。銑槽機(jī)的垂直度應(yīng)與槽段軸線(xiàn)一致，并由兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)，其數(shù)據(jù)由駕駛室內(nèi)的電腦處理并顯示在液晶屏上，從而駕駛員可隨時(shí)監(jiān)控并通過(guò)改變銑槽機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)銑槽機(jī)垂直度的調(diào)整。

（1）第一步：SG60成槽機(jī)抓取強(qiáng)風(fēng)化巖層以上土體。

（2）第二步：寶峨BC25銑槽機(jī)銑巖層，直至終槽。銑槽機(jī)單孔銑槽尺寸2.8m，每個(gè)一期槽段先銑兩端，再銑中間剩余部分。

4.旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽

（1）第一步：SG60成槽機(jī)抓取巖層以上土體。

（2）第二步：旋挖引主孔，標(biāo)準(zhǔn)幅為5個(gè)。

（3）第三步：采用手拉式70沖擊鉆機(jī)配直徑0.76m圓錘按巖層厚度0.5m沖副孔，標(biāo)準(zhǔn)幅為5個(gè)。

（4）第四步：采用手拉式70沖擊鉆機(jī)配方錘（型號(hào)0.76×1.20m）按巖層厚度0.5m整修槽壁。

（5）第五步：SG60成槽機(jī)清槽，抓取巖層沖擊后碎渣。

（6）第六步：以上第三步至第五步按巖層每0.5m循環(huán)，直至成槽至設(shè)計(jì)底標(biāo)高。

二、成槽工藝對(duì)比及選型

對(duì)地連墻在巖層中成槽四種工藝進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，采用旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽工藝，無(wú)論從工期上還是造價(jià)成本上相對(duì)合適。四種成槽工藝對(duì)比分析如表1。

表1 四種成槽工藝對(duì)比分析表

三、旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽施工工藝原理

本項(xiàng)目大部分地連墻墻底位于強(qiáng)風(fēng)化層，裂隙發(fā)育，強(qiáng)烈破碎。僅SW-28/SW-29兩幅墻區(qū)域揭示出現(xiàn)透鏡體，風(fēng)化程度弱，巖石強(qiáng)度高，針對(duì)該層的力學(xué)性能，采用沖擊鉆機(jī)，對(duì)夾層硬巖先沖擊成孔破壞原有巖層，再利用抓斗成槽機(jī)的機(jī)械切削能力進(jìn)行夾層段部分的成槽整形，并施工至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高。針對(duì)成槽機(jī)抓至強(qiáng)風(fēng)化層，抓斗進(jìn)尺困難、強(qiáng)風(fēng)化巖層較硬的墻幅，采用旋挖機(jī)進(jìn)行引孔，再利用抓斗成槽機(jī)施工至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在中風(fēng)化巖層中進(jìn)行地連墻成槽，尋找到行之有效的施工工藝十分關(guān)鍵，直接決定施工任務(wù)能否順利完成。堅(jiān)硬的巖層中成槽，關(guān)鍵之處在于如何將巖體破碎，本項(xiàng)目通過(guò)中風(fēng)化巖層中地連墻成槽工藝的研究及選型，選擇適用于項(xiàng)目本身的旋挖引孔+沖擊鉆沖孔成槽施工技術(shù)，既解決了地連墻施工的難題，同時(shí)保證了施工質(zhì)量，順利推動(dòng)了工程進(jìn)展。