深圳地鐵福民站地下連續(xù)墻入巖成槽技術(shù)

1、深圳地鐵福民站地下連續(xù)墻入巖成槽技術(shù)摘要通過深圳地鐵福民站地下連續(xù)墻施工實例, 介紹在中、微風化花崗巖層,采用液壓抓斗結(jié)合不同類型的沖擊鉆機和利用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁的成槽施工技術(shù)。關(guān)鍵詞地下連續(xù)墻,巖層成槽,施工技術(shù)1 工程概況 深圳地鐵一期工程福民站位于深圳市金田路與福民路交叉口處,全長215. 6 m , 為雙層單柱雙跨鋼筋砼框架結(jié)構(gòu),跨度20. 3 m , 采用明挖順作法施工。基坑開挖深度16. 018. 5 m , 圍護結(jié)構(gòu)采用800 mm 厚地下連續(xù)墻和4 道600 mm 鋼管內(nèi)撐聯(lián)合支護,地下連續(xù)墻總計113 幅,深2526 m , 為國內(nèi)地鐵車站首次采用此法入巖。 施工區(qū)域的地質(zhì)情況:

2、地層依次為素回填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、中砂、礫砂、砂質(zhì)性粘土、全風化花崗巖、強風化花崗巖、中風化花崗巖、微風化花崗巖。 砂質(zhì)地下水按賦存條件分為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水,主要補給來源為大氣降水。地下水埋深1. 207. 76 m 。地下水對砼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性,對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有中等腐蝕性。該工程具有如下特點: (1) 地下連續(xù)墻嵌入中、微風化花崗巖1. 0 3. 0 m , 在入巖過程中,要維持上部淤泥質(zhì)粘土、中砂、礫砂層的穩(wěn)定。(2) 采用HS 843HD 液壓抓斗挖掘至強風化層。中風化層、微風化層利用CJF -15 沖擊反循環(huán)鉆機和2ZK-8 型簡易

3、鋼絲繩沖擊鉆機聯(lián)合成槽。(3) 采用鈉膨潤土制備泥漿護壁。2 成槽施工2. 1 泥漿制備(1) 泥漿配比:由于巖層成槽時間較長(45 天),泥漿性能的好壞直接影響成槽質(zhì)量與安全。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試的三種不同配比的泥漿,在成槽后采用DM-686 超聲波檢測儀檢測成槽質(zhì)量。經(jīng)對比后,采用以下配比: 水, 1 000 kg ; 膨潤土, 75 kg ; CMC ,1. 2 kg ; 純堿,0. 5 kg 。(2) 泥漿制備:先制備5 %CMC 溶液,讓其充分溶解56 h 后,按配合比在攪拌機內(nèi)加水、加膨潤土,攪拌6 min ; 再加入CMC 溶液,攪拌10 min ; 再加入純堿攪拌均勻后,放入儲漿池中,

4、并不斷用泥漿泵攪拌;待其24 h 后膨潤土顆粒充分水化膨脹,即可使用。2. 2 巖層成槽2. 2. 1 土層至強風化巖成槽土層至強風化巖上層,可直接用液壓抓斗成槽。抓土過程中需不斷向槽內(nèi)補充泥漿,抓斗不能進尺時,即可停止,并收底使槽底基本保持水平,為后續(xù)入巖沖孔創(chuàng)造條件,以免斜孔。2. 2. 2 中、微風化花崗巖成槽 在中、微風化花崗巖,采用CJF -15 型沖擊主孔,2ZK-8 簡易鋼絲繩沖擊鉆沖擊副孔,再以簡易鋼絲繩沖擊鉆配特制方錘,鑿除槽壁上的凸起部分,修壁成槽。 布孔:在導墻上標注出主孔與副孔的位置, 主孔中心距在1. 01. 2 m 之間,這需要根據(jù)每個槽段的長度具體布置。副孔中心位

5、于兩個主孔中心連線的中點,如圖1 所示。在槽段拐角處,要向外側(cè)多鉆半個孔位,以保證槽段的完整性,如圖2 所示。圖1 主副孔布置圖(實線為主孔,虛線為副孔) 圖2 拐角處布孔圖 主孔施工:主孔施工采用CJF -15 型沖擊反循環(huán)鉆機,充分利用其沖頻高(15 次/ min) 、出渣快(泵吸反循環(huán)出渣) 、入巖效率高(0. 51. 0 m/h) 的優(yōu)點。由于上部土層已成槽, 鉆頭直徑采用820 mm , 一則入槽時擠壓槽壁有導向作用,二則在入巖過程中可防止由于鉆頭磨損,導致巖層槽段斷面尺寸不夠。 副孔施工:副孔是在相臨兩主孔施工完畢后,采用2ZK-8 簡易鋼絲繩沖擊鉆,在槽內(nèi)泥漿正循環(huán)沖擊鉆進。此時

6、孔底呈“工”字形,由于沖擊接觸面積小,可通過人工調(diào)整沖擊頻率,使沖擊錘穩(wěn)定后再沖擊,不至于使鉆頭在擺動的情況下鉆進而導致斜孔。這樣沖擊兩側(cè)有臨空面的巖層,提高鉆進效率。 方錘掃孔:在主、副孔施工結(jié)束后,用簡易鋼絲繩沖擊鉆配備特制的方錘,從主、副孔連線的中點下鉆,修整槽壁,聯(lián)孔成槽,見圖3 所示。 方錘由六瓣沖擊錘改制而成,在其底部四周加焊4 cm 厚40 cm 高的鋼板和沖擊刃,作成梯形體。(以防止卡錘),下口尺寸(長× 寬) 為1. 2 m ×0. 8 m , 上口尺寸(長× 寬) 為1. 15 m ×0. 75 m 。2. 3 清槽 成槽后,先用液壓

7、抓斗除槽底鉆渣,再用泵吸反循環(huán)清除未被抓斗抓除的沉渣及置換泥漿。3 施工中注意的問題及處理措施(1) 在沖孔過程中,注意孔壁的垂直度,尤其是鎖口管位置。在主孔施工時,先檢測其垂直度,超標時先用簡易鋼絲繩沖擊鉆修整后,再用CJF 15 型沖擊鉆施工。(2) 在簡易沖擊鉆施工中,注意沖程的控制(沖程控制在1. 52. 0 m) ,避免放繩過多和打空錘, 以減少對槽壁的擾動。圖3 主、副孔施工后的槽壁示意圖(陰影部分為槽壁未鑿除部分) (3) 在成槽過程中,使槽內(nèi)泥漿處于循環(huán)狀態(tài), 并根據(jù)檢測的槽內(nèi)泥漿性能,及時補充新鮮泥漿。(4) 在副孔施工及方錘修整槽壁時,易產(chǎn)生卡錘,卡錘后可采用以下措施: 用吊車吊另外一沖擊錘,從被卡沖擊錘的旁側(cè)撞擊被卡的沖擊錘,提拉出槽; 另下一撈鉤,掛住錘底部,用吊車斜向吊拉, 松動卡錘,配合鉆機斜向拉起; 被卡嚴重時,可在卡錘的兩側(cè)下鉤,鉤住錘底部,利用鎖口管起拔機強行拉出。 該工藝利用不同設(shè)備的匹配,充分發(fā)揮了各套設(shè)備的特點,利用了國內(nèi)普通的設(shè)備解決了入巖問題,可適應(yīng)于各種地層,甚至在拋石層,再采用一些輔助措施也可以成槽