絞吸式地下連續(xù)墻施工技術及應用

1、絞吸式地下連續(xù)墻施工技術及應用【內容提要】針對天津地鐵6號線水上東路站地連墻施工中有四幅地下連續(xù)墻在220KV超高壓供電電纜下，為保護超高壓供電電纜的安全，此四幅地連墻采取絞吸式地連墻成槽工法，本文主要闡述了絞吸式地連墻成槽工法（又稱潛水鉆機氣舉反循環(huán)成槽工法）的施工及在實際施工中的應用。【關 鍵 詞】絞吸式地下連續(xù)墻、氣舉反循環(huán)工法、鋼筋籠加工、質量控制、施工技術、超高壓電纜保護、應用1.基本原理及工藝流程本該工藝所用設備的主要部分由噴導管及以該管為導向滑道的潛水鉆組成。噴導管用直徑273mm的無縫圓管制成，其長度大于槽深2米。該導管下端插入先導孔內，下端為土、石的入口，上端為露出地面的噴出

2、口。利用空氣壓縮機向管底輸送高壓空氣，管子入口與出口間產生巨大壓差將土、石噴出地面，因此該法又稱“潛水鉆氣舉反循環(huán)成槽工法”。工藝流程見絞吸式地連墻成槽工法施工流程圖。2.主要施工方法2.1管線剖驗、導墻施工、槽段劃分沿連續(xù)墻位置進行人工刨驗、開挖導墻。開挖導墻時，采用人工清除電纜槽頂及周邊的回填土，聯(lián)系電力管線保護單位對其進行懸吊保護后，然后再進行導墻施工。電纜溝懸吊的范圍要比導墻寬出至少1m，以方便導墻施工，電纜溝周圍采用與導墻同標號的素混凝土回填，并且電纜槽與混凝土之間采用隔離膜隔離，方便以后對此部分混凝土的破除。為便于地下管線的保護以及鋼筋籠下放后位置調整，導墻寬度適當加大，深度根據(jù)管

3、線埋深不同進行調整，對有管線的地方，加鋼管或型鋼對管線進行加固保護，以保證施工時不被碰壞。按照施工圖中的要求結合現(xiàn)場實際情況合理劃分槽段。劃分原則如下：地連墻結構整體剛性相對減弱，基坑開挖時應采取架設腰梁措施來保證結構的整體剛度，并加強基坑監(jiān)測;為加強地連墻的整體剛度及保證接頭的止水效果，特殊段地連墻接頭方式采用十字鋼板;為保證特殊段地連墻成槽時間和成槽質量，槽段長度應控制在9m以內;管線間距較大的地方盡量安排正常幅段;槽段分幅要相對一致，以便于施工和保證施工安全; 為保證鉆頭的下放不會對管線造成損害，槽段分界點距管線至少為1.31.4m;為保證接頭的處理質量，與正常段地連墻的接頭處距管線應控

4、制在2.53.0m。絞吸式地連墻成槽工法施工流程圖2.2泥漿攪拌泥漿的主要作用是護壁、攜渣、冷卻鉆具，要具有一定的密度和粘度，在槽內有一定的靜水壓力，同時能滲入土壁形成不透水的泥皮，從而穩(wěn)定槽壁穩(wěn)定。根據(jù)工程的特點及以往施工經(jīng)驗，現(xiàn)場利用粘土造漿，特殊土質的采用膨潤土加纖維素造漿。通過鉆機成槽時打碎、攪拌地層中的黏性土形成泥漿，并通過反循環(huán)成槽機、泥漿泵、泥漿池使泥漿在成槽過程中循環(huán)，灌注混凝土時，將廢棄漿置換外運。2.3施工機具選擇潛水鉆孔成槽機1臺、3PN泥漿泵3臺、6m3空壓機1臺及其他配套設備。2.4成槽2.4.1先行導槽施工以槽寬為6M的槽段為例，220KV高壓供電電路懸吊架寬為1.

5、5m。首先，在相鄰段地連墻接頭與220KV高壓供電電纜懸吊架兩側用液壓抓斗抓出2m寬導槽，作為插噴導管的先行導槽。先行導槽施工時注意垂直度的檢查，以保證潛水鉆機施工的垂直度。2.4.2鉆孔成槽先行導槽完成后，將潛水鉆孔成槽機就位，并將噴導管插入先行導槽中，采用單管抱管反循環(huán)鉆孔成槽。鉆孔成槽時，在架頭放置一個泥渣斗，啟動反循環(huán)系統(tǒng)和鉆機，讓鉆機沿噴導管向下鉆，鉆進過程中鉆頭切削泥塊掉入槽底，利用氣舉反循環(huán)氣柱，將渣土隨泥漿通過噴導管排到渣斗里。渣土沉淀后，分流的泥漿流回槽內，泥漿可重復利用。在成槽過程中，渣斗充滿后應及時換空斗。當單鉆抱管成槽完成一鉆時，將鉆機提升，使鉆頭靠近懸吊架下并鉆頭高過

6、未鉆的土面。同時將噴導管提升至離槽底面50-100cm，而后移動成槽架，準備下一鉆施工，前后兩鉆位置重疊1/3鉆頭直徑，根據(jù)底層特點，每次水平進尺控制在30cm內，從單元槽段的一頭向懸吊架方向鉆進，直到完成懸吊架一側的成槽鉆孔完成，而后施工另一側，一側最少完成5-6鉆，直到完成整個槽段的成槽施工。鉆孔成槽施工順序如成槽施工示意圖。成槽過程中，應隨時用線錘對鉆機的鋼絲繩和噴導管進行測試，垂直度應符合規(guī)范要求，入不滿足要求，及時調整，以保證地連墻的垂直度。成槽施工過程中仔細復核鉆頭、鉆具的磨損情況，入磨損嚴重不能到達設計槽寬要求必須及時更換。為防止墻體出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，因此在成槽過程中應加強泥漿性能的

7、控制，根據(jù)不同地質情況，及時調整泥漿的性能指標，同時還要嚴格控制槽內泥漿液面不得低于導墻地面30cm。施工過程中，特別是在鉆機越來越向靠近懸吊架方向時，堅決避免磕碰懸吊架，以免發(fā)生重大事故。成槽施工示意圖2.4.3修槽當懸吊架兩側成槽完畢后，拆下鉆機，換上液壓抓斗修槽。首先將抓斗放入槽內，使抓斗降到懸吊架以下；然后水平移動抓斗機，使抓斗向懸吊架下方移動，然后利用抓斗的自身重力向下切削槽壁上鉆孔過程中沒有削掉的土，到槽底后，液壓抓斗機反方向移動，提升抓斗，避免在提升中磕碰懸吊架，反復修正幾次以保證槽壁平整；每一次修槽必須到達地連墻設計深度。修槽一側完成后，在修理另一側。直至將掉入槽底的泥塊被清理

8、干凈。2.4.4清槽換漿槽段修理完成后，啟動反循環(huán)系統(tǒng)，用噴導管在一次對槽底沉渣進行清理。清槽時均從槽段兩端向懸吊架方向移動進行，每次移動30-40cm，每位置停留5分鐘，讓槽底的沉渣從噴導管中充分排除。對槽底沉渣清理至少3遍，使沉渣厚道滿足規(guī)范與設計要求為止。在對槽底清理的同時根據(jù)槽內泥漿情況，進行泥漿置換，置換后泥漿比重控制在1.05-1.2。根據(jù)底層特點，若遇到砂層施工是，為防止砂子沉淀過快，砼澆筑前泥漿比重適當增大。清槽完成后，測量槽深、槽厚、沉渣厚度等均滿足設計要求時并經(jīng)監(jiān)理驗收合格后進行下一道工序。清槽換漿完畢后，必須及時安裝鋼筋籠和灌注混凝土，停留時間過長易造成槽段坍塌。2.5鋼

9、筋籠加工與安裝2.5.1鋼筋籠加工由于220KV高壓供電電纜的限制，以懸吊架的中心為界將鋼筋籠的加工成兩個部分。鋼筋籠分兩部分加工，兩部分采取公母對接形式，在對接的夾縫外側布置8根14的通長筋，防止在鋼筋籠安裝時，在咬合部分卡住鋼筋籠。懸吊架在地連墻導墻施工，埋置在導墻混凝土內。加工鋼筋籠如下圖：鋼筋籠公母對接俯瞰剖面圖鋼筋籠對接示意圖2.5c.2鋼筋籠拼、安裝鋼筋籠分兩部分安裝，每側鋼筋籠在懸吊架下方的寬度1m左右，提前在導墻與鋼筋籠頂部均做好標記（兩標記重合時說明鋼筋籠到位），在鋼筋籠下放時，控制鋼筋籠進入懸吊架下方的位置，以免兩部分隼接沒有對接完全，影響整幅地連墻的剛度。首先吊起鋼筋籠的

10、一半，緩慢放入一側先行導槽內，在開口最底部下放到懸吊架最底部以下30cm時，吊車水平移動，讓鋼筋籠向懸吊架方向移動，直到兩標記完全重合時，固定鋼筋籠，擔杠架于導墻上；然后吊裝另一半鋼筋籠，安裝同上一半籠子，完成對整幅籠子的對接。鋼筋籠安裝完成后，在鋼筋網(wǎng)片預留導管倉位置下放導管。用兩根導管灌注砼同時受懸吊架影響，導管間間距控制在3.0m范圍內，導管距離槽段端部位置不宜大于1.5m，保證混凝土灌注的質量。2.5混凝土灌注混凝土灌注同液壓抓斗成槽地連墻混凝土灌注，此處不作敘述。3.質量控制措施成槽過程中，每隔30分鐘檢查一次泥漿指標，確保泥漿質量，防止塌槽。隨時用線錘對鉆機的鋼絲繩和噴導管進行測試

11、，垂直度應符合規(guī)范要求。在導墻上做好分幅線的標記，兩片鋼筋籠合并后的總寬度應等于幅寬。鋼筋籠下放后，在H型鋼外側用石料回填，防止灌注混凝土時繞流或因混凝土擠壓導致兩片鋼筋籠分離。4. 安全保證措施成槽時，鉆桿至少要距離電纜保護箱30cm，嚴禁碰撞保護箱。修槽時，抓斗剛好進入電纜保護箱底時，在鋼絲繩上做個標記，上抬時按照標記平移抓斗，防止抬撞電纜保護箱。吊裝鋼筋籠時，派專人量測鋼筋籠距電纜保護箱的尺寸，確保不碰撞電纜保護架?；炷翝仓跹b導管時，嚴禁導管在晃動時碰撞電纜保護架，并組織專人看護全過程，確保電纜線的萬無一失。5.在工程中的延伸應用根據(jù)氣舉反循環(huán)工法的施工特點可大量應用于較困難的工程施

12、工之中，例如：重要或遷改困難的管線橫跨地下連續(xù)墻的施工，即可保證管線的安全暢通，又可保證地下連續(xù)墻的正常施工（本工程就是鮮明的案例）。異型地下連續(xù)墻，特別是Z型異型墻的施工，由于受液壓抓斗寬度限制時，此工法中主要的動力設備潛孔鉆可調整角度施工，克服了因異型地連墻的寬度限制而導致常用液壓抓斗不能施工或者需調整槽寬的方法施工（加寬槽寬導致經(jīng)濟受損失）的難題。復雜地質條件加之孔樁或地下連續(xù)墻的深度較深， 傳統(tǒng)的清孔方法很難達到規(guī)范的要求導致質量諸多隱患。該工法利用壓縮空氣經(jīng)輸氣管道進入空氣擴散室，經(jīng)進氣孔與反循環(huán)泥漿管內泥漿混合且體積膨脹，在進氣孔以上的泥漿管內（簡稱泥漿混合室）產生比重較小的氣、漿混合流，而泥漿管外的泥漿由于沒有摻入空氣因此比重較大，這樣混合室內外泥漿由于比重不同而產生壓力差，在此壓