祝強-硬土層銑接法地下連續(xù)墻施工技術

1、硬土層銑接法地下連續(xù)墻關鍵技術上海隧道工程股份有限公司2013年3月第一部分：前言部分地下連續(xù)墻施工技術起源于歐洲，它是從利用泥漿護壁打石油鉆井和利用導管澆灌水下混凝土等施工技術的應用中，引伸發(fā)展起來的新技術。1950年前后開始用于地下工程，當時在意大利城市米蘭用得最多，故有“米蘭法”之稱。1920年德國首先提出地下墻專利19541963年意大利完成250萬m2地下墻1977年問世日本真砂MHL80年代日本施工深100m厚1.2m地下墻一、前言1、地下連續(xù)墻歷史一、前言2、液壓抓斗工法日本真砂液壓抓斗意大利土力液壓抓斗一、前言3、液壓抓斗成槽設備一、前言4、液壓抓斗成槽設備德國寶峨液壓抓斗上海

2、金泰液壓抓斗 成槽厚度1500mm； 成槽深度70m；德國利勃海爾HS855HS875 一、前言4、液壓抓斗成槽設備一、前言5、烏卡斯和繩索抓斗烏卡斯配繩索抓斗在水力水電防滲墻廣泛應用，最深做到了200m深。一、前言 地下連續(xù)墻發(fā)展A、地下連續(xù)墻超深，超過了70m，甚至超過100M；B、多數(shù)地下連續(xù)墻都要進入巖層，有的還進入微風化巖石層，巖石的強度甚至超過100mpa；C、地層中存在大量大塊石、鋼板、鋼筋等復雜土層的填土層中進行的地下連續(xù)墻施工等。D、地下連續(xù)墻防水及精度要求越來越高。5、液壓抓斗的局限性一、前言A、液壓抓斗成槽機成槽深度有限，70m最深。B、液壓抓斗成槽機只適用于在軟土。C、

3、液壓抓斗工法施工地下連續(xù)墻需要接頭工具，超深地下墻接頭工具的起拔或處理會非常困難，接頭防水不易保證。5、液壓抓斗的局限性1、液壓銑槽機的歷史和國內現(xiàn)狀 液壓銑槽機是由法國地基建筑公司的于1973年創(chuàng)新發(fā)明的，首先應用于法國里昂的地鐵施工?，F(xiàn)今已經(jīng)有30多年的歷史。液壓銑槽機在國內參與施工的地連墻主要有小浪底大壩防滲墻、三峽二期上游圍堰防滲墻、深圳地鐵老街站、潤揚大橋北錨碇、陽邏大橋南錨碇、四川冶勒電站防滲墻、唐山電廠、南京紫峰大廈和廣州珠江黃埔大橋錨碇、川黃引水工程、南京4橋和上海幾個項目等。 世界上生產(chǎn)液壓銑槽機的廠家主要有法國地基公司、德國寶峨公司、意大利土力、卡薩格蘭蒂公司和日本利根公司

4、。日本利根公司已經(jīng)倒閉，現(xiàn)今的銑槽機制造廠家主要集中在法國地基、德國寶峨和意大利土力。國內現(xiàn)有的銑槽機均采購自德國寶峨。 二、銑槽機施工技術現(xiàn)狀銑槽機的出現(xiàn)解決了液壓抓斗無法做到的難題。用戶名稱型號最大挖深1廣東水電二局（從三峽總公司購買的二手設備）德國BC30（寶峨BS110底盤）80米2中國水電基礎局德國CBC25/MBC30（寶峨BS100底盤）80米中國水電基礎局德國BC40（HS883底盤配HTS60）60米4上?；A公司德國BC32 (BS6100底盤配HTS56）56米5上?；A公司德國CBC3360米6上?；A公司德國BC40（HS885底盤配HDS80）80米7中鐵一局德國B

5、C36（HS883底盤配HTS46）46米8葛洲壩集團基礎工程有限公司德國BC32（配HS885底盤，HTS60卷管系統(tǒng)）60米9上海遠方（劉中池）意大利土力80米10上海隧道股份BC40（配HS885底盤）130米二、銑槽機施工技術現(xiàn)狀2、國內銑槽機擁有情況介紹二、銑槽機施工技術現(xiàn)狀2、國內銑槽機擁有情況介紹中水基礎局擁有2臺銑槽機二、銑槽機施工技術現(xiàn)狀2、國內銑槽機擁有情況介紹BC40上海隧道和上海建工各擁有一臺上海建工擁有一臺CBC32上海建工擁有一臺CBC33法國地基公司的HF系列銑槽機152、國內銑槽機擁有情況介紹二、銑槽機施工技術現(xiàn)狀液 壓 銑 槽 機二、銑槽機施工技術現(xiàn)狀第二部分

6、：硬土層銑接法地下連續(xù)墻施工技術一、項目背景香港昂船洲污水處理廠超深地下墻工程采用銑槽機施工該工程53幅64m深，厚1.5m，穿越土層包括強風化微風化巖石的超深地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻接頭采用銑接法施工接頭，基坑開挖深度41m。二、涉及的主要施工技術不同類型、強度的硬巖中成槽技術；地下連續(xù)墻銑接接頭工藝地下連續(xù)墻混凝土接頭切割工藝 地下墻接頭防水技術； 從液壓銑槽機操作上、施工工藝上、確保切割地下墻接頭混凝土精度，保證地下墻質量和防水要求。泥漿系統(tǒng)運作及泥漿指標控制； 無焊接鋼筋籠制作和吊裝施工技術三、主要施工工藝及關鍵技術香港渠務署淨化海港計劃第二期昂船洲污水廠設施工程業(yè)主為香港渠務署建造兩個連

7、續(xù)牆井大型泵水井工作井中國建築基礎及上海隧聯(lián)營公司包括預連續(xù)牆、灌漿及其有關測試1、概況地盤1、概況工程位置三、主要施工工藝及關鍵技術1、概況工程照片三、主要施工工藝及關鍵技術1、概況工程內容工程內容包括主泵房主體結構分為工作井（接收井）和進水泵站（泵房井），平面尺寸分別是17m12m的矩形，以及內徑為55m的圓形。三、主要施工工藝及關鍵技術1、概況工程內容泵房井56m，地下墻厚度1.5m，深度58m64m,采用液壓銑槽機施工，銑接法接頭，劃分53個槽段。三、主要施工工藝及關鍵技術1、概況工程內容始發(fā)井始發(fā)井距離泵房井和接收井約200m，始發(fā)井為圓形結構，地下連續(xù)墻厚度1m，共計劃分22個槽段

8、，地下連續(xù)墻平均深度46m，采用銑槽機施工，銑接法接頭。三、主要施工工藝及關鍵技術2、銑槽機施工地下墻的施工工藝銑槽機工作原理采用在機體底部的兩套液壓驅動的銑輪相對旋轉，通過安裝在銑輪上的刀具切削地層。切削下來的渣土與膨潤土泥漿混合，用安裝在銑輪上部的泥漿泵泵送出槽孔，至泥漿凈化系統(tǒng)將膨潤土泥漿和渣土分離。三、主要施工工藝及關鍵技術銑接法工藝銑槽機“套銑”工藝(Overlap Cutting Joint) 在兩個已經(jīng)完成的先行幅中間做一個嵌幅，在兩幅中間形成止水的接縫。2、銑槽機施工地下墻的施工工藝三、主要施工工藝及關鍵技術2、銑槽機施工地下墻的施工工藝銑接法工藝三、主要施工工藝及關鍵技術銑槽

9、機成槽銑槽機需保持兩邊壓力平衡，以控制槽的垂直度。需保持兩邊銑刀盡可能在同種介質里工作，如:土-土，混凝土-混凝土，泥漿-泥漿土-土混凝土-混凝土泥漿-泥漿2、銑槽機施工地下墻的施工工藝三、主要施工工藝及關鍵技術三、工程應用及關鍵技術2、銑槽機施工地下墻的施工工藝槽段劃分一期槽（一銑或三銑）銑槽機每銑的成槽寬度為2.8m，所以三銑成槽的槽段劃分寬度最合適應為6.47m（一期槽成槽實際寬度）三、工程應用及關鍵技術2、銑槽機施工地下墻的施工工藝槽段劃分二期槽（銑削混凝土，形成套銑接頭，封閉地下墻）二期槽分幅寬度為2.8m，其中包含切割兩側一期槽接頭混凝土，每邊切割寬度1530CM，標準切割寬度為2

10、0cm1、開挖先行幅（第1孔和第2孔）2、開挖先行幅（第3孔）三、工程應用及關鍵技術2、銑槽機施工地下墻的施工工藝施工流程3、下放鋼筋籠4、澆搗混凝土三、工程應用及關鍵技術5、開挖嵌幅6、刷壁三、工程應用及關鍵技術7、下放鋼筋籠8、澆搗混凝土三、工程應用及關鍵技術三、工程應用及關鍵技術2、銑槽機施工地下墻的施工工藝施工流程三、工程應用及關鍵技術施工難點1、微風化巖石，巖石強度超過100mpa。2、工程所在地為填海區(qū)域，填海層厚度達20m。3、最深64m地下墻要求精度1/500，地下土質情況復雜，巖石強度非常高，采用單一成槽工藝很難完成。4、鋼筋籠長64m，寬度5.3m，最重達120噸，而且鋼筋

11、籠加工不能用任何焊接。三、工程應用及關鍵技術3、施工平面布置主泵房施工現(xiàn)場必須布置有鋼筋混凝土施工道路、泥漿系統(tǒng)、鋼筋籠制作平臺、成槽作業(yè)平臺、鋼筋堆場、臨時堆土場地、臨時辦公設施等施工設施銑槽機對地面最大壓力為774kPa三、工程應用及關鍵技術3、施工平面布置可允許的最大地面斜度上坡為5度,下坡為3度。3、施工平面布置三、工程應用及關鍵技術主泵房三、工程應用及關鍵技術3、施工平面布置始發(fā)井場地小，不設鋼筋籠平臺和堆場，鋼筋籠場外加工后運抵施工現(xiàn)場始發(fā)井三、工程應用及關鍵技術3、施工平面布置三、工程應用及關鍵技術4、預鉆PREDRILLING為確保每幅地下墻施工深度準確性，以每2幅地下墻取一個

12、孔的數(shù)量重新進行地質補勘，以確定巖層深度并確定每一幅地下墻深度和墻底灌漿的深度。三、工程應用及關鍵技術4、預鉆PREDRILLING三、工程應用及關鍵技術鋼筋三、工程應用及關鍵技術二級巖石29.531m二級巖石3757.8m二級巖石4851.8m二級巖石4348m三、工程應用及關鍵技術三、工程應用及關鍵技術5、高導墻施工 本工程導墻采用倒“L”形現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，采現(xiàn)澆混凝土予以加高，高于路面至少0.9m三、工程應用及關鍵技術開挖導墻溝人工修整扎鋼筋立模5、高導墻施工三、工程應用及關鍵技術6、泥漿工程泥漿系統(tǒng)的組成三大系統(tǒng)：1、成槽泥漿系統(tǒng)比重大2、清孔泥漿系統(tǒng)（新鮮漿筒倉）100%換漿3、

13、泥漿分離系統(tǒng)三、工程應用及關鍵技術6、泥漿工程泥漿系統(tǒng)的組成三、工程應用及關鍵技術泥漿系統(tǒng)范圍成槽泥漿系統(tǒng)（循環(huán)漿泥漿箱）儲漿液1500立方米清孔泥漿系統(tǒng)（新鮮泥漿筒倉）儲漿量1000立方米單幅槽段用漿量500立方米。5倍儲漿三、工程應用及關鍵技術6、泥漿工程清孔泥漿系統(tǒng)泥漿分離系統(tǒng)成槽泥漿系統(tǒng)泥漿材料棚臥式泵泥漿管路新鮮泥漿儲存筒倉三、工程應用及關鍵技術6、泥漿工程泥漿循環(huán)系統(tǒng)0.026mm0.06mm0.4mm6、泥漿工程泥漿分離系統(tǒng)三、工程應用及關鍵技術GTC4泥漿材料性能三、工程應用及關鍵技術6、泥漿工程泥漿材料及泥漿指標泥漿分層取樣馬氏漏斗粘度測量超聲波檢測PH檢測三、工程應用及關鍵

14、技術含砂量檢測含砂量檢測比重檢測三、工程應用及關鍵技術三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術難點（1）成槽效率低槽壁厚度1.5m，深度最深64m，穿越厚度20m厚的填海層，均為大石塊等垃圾。成槽還要穿越高微風化巖石，巖石最高強度超過100mpa。（2）垂直度控制困難，地下巖層分布不均，且地下存在老樁等障礙物。（3）土層和巖層交界面處一旦發(fā)生偏斜，容易造成卡斗事故（4）部分轉角幅分幅無法調整，成槽會在單邊有土單邊無土的狀態(tài)下銑槽。對策采取抓銑結合工藝成槽序 號名 稱型 號 規(guī) 格單位數(shù)量用 途1銑槽機德國寶峨BC40/CBC33臺2成槽作業(yè)2成槽機LIEBHERR-HS855HD臺13履帶吊LIEB

15、HERR 270T臺1吊裝作業(yè)4履帶吊KH-850 150T臺15履帶吊LIEBHERR-HS883臺2吊裝及配重鑿6超聲波測壁器DM-684-型套2槽段質檢三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽設備6、成槽技術成槽設備三、工程應用及關鍵技術利勃海爾HS855液壓抓斗成槽機利勃海爾HS883配繩索抓斗1、填土、粘土層等松土采用抓斗挖土三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽設備2、高中風化巖石采用銑槽機直接銑槽。投入第一臺BC40銑槽機三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽設備投入第二臺CBC33銑槽機2、高中風化巖石采用銑槽機直接銑槽。6、成槽技術成槽設備三、工程應用及關鍵技術3、重錘錘擊：當

16、巖石過硬，銑槽機效率降低時，當巖石強度超過50mpa時，需采用重鑿將巖石沖擊后，使巖石產(chǎn)生裂隙后再進行銑槽，這樣可以大大降低牙耗，提高銑槽效率。三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽設備泥漿分離系統(tǒng)三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽設備第一級分離：可分離0.4m可以以上的震動篩，處理能力400m3/h第二級分離：可分離0.06mm以上顆粒的振動篩和旋流器，處理能力200m3/h第三級分離：可分離0.026mm顆粒以上的旋流器三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽設備直徑50米，約60米深，厚度1.5m共53幅連續(xù)牆垂直度要求，前后1/250，左右1/500第一銑第二銑第三銑先行幅槽段劃分及

17、開挖二期槽一期槽一期槽切割部分一期槽長度6.08m二期槽長度2.8m240mm100mm切割形狀:1500mm套銑接頭三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術地下連續(xù)墻分幅設置三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術地下連續(xù)墻分幅設置三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術地下連續(xù)墻分幅設置三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術地下連續(xù)墻成槽工藝抓斗挖除淺層填海層和海泥銑槽機銑槽強風化到中風化巖石重錘錘擊微風化巖石（每次錘擊深度12m）銑槽機銑槽（銑槽深度12m）反復用重錘錘擊，每次錘擊深度12m，每次錘擊后進行銑槽直到完成第一孔成槽。三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術地下連續(xù)墻成槽工藝三、工程應用及關鍵技術6、成

18、槽技術抓斗成槽三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術抓斗成槽6、成槽技術重錘錘擊三、工程應用及關鍵技術重錘重1016噸，高度1.52m，直徑比地下墻厚度小20cm，采用利勃海爾120噸履帶吊吊重錘進行錘擊，重錘每次錘擊30分鐘1小時，錘擊深度12m，隨后銑槽機進行銑槽，銑不下去或效率降低時，再用重錘錘擊三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術銑槽機成槽銑輪選擇三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術研究銑槽機成槽普通地層選用標準輪錐齒錐齒標準齒標準齒三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術銑槽機成槽粘土層中不能用錐輪三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術銑槽機成槽標準輪的成槽速率三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽效

19、率三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術垂直度控制Rectification Plate6、成槽技術垂直度控制三、工程應用及關鍵技術三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術垂直度控制6、成槽技術垂直度控制三、工程應用及關鍵技術成槽后，糾偏后，清孔后檢測超聲波6、成槽技術成槽總結三、工程應用及關鍵技術15m以下無小墻30cm中間小墻偏斜石屎樁二級巖范圍三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽總結槽段偏斜處理三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽總結槽段偏斜處理三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽總結三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽總結特殊槽段成槽措施三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽總結卡鋼筋堵

20、管三、工程應用及關鍵技術6、成槽技術成槽總結卡 輪三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術微風化巖中用錐齒，中風化巖石用標準齒，混凝土C40三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術（1）確保地下切割混凝土的厚度Primary Panel, 6.57m, 7 Nos. 一期槽長度6.57m，7幅Secondary Panel L=2.80m, 7 Nos. 二期槽長度2.8m，7幅491mm110mmOCJ:OCJ: Overlap Cutter Joint 套銑接頭ID 18m南水北調穿黃工程350mm三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術（1）確保地下切割混凝土的厚度南京4橋三、工程應用及

21、關鍵技術7、銑接法防水技術（1）確保地下切割混凝土的厚度南京4橋三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術（1）確保地下切割混凝土的厚度三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術研究 （3）一期槽鋼筋籠定位準確（2）確保一期槽端頭垂直精度。保護層設計和成槽精度控制一期槽分幅寬度一期槽實際開挖寬度二期槽分幅寬度2、二期槽切割界限到一期槽鋼筋籠的保護層1、二期槽成槽切割混凝土25cm三、工程應用及關鍵技術（4）二期槽垂直度保證（5）要有足夠的保護層厚度 一期槽落砼抓斗放不下插入end plate二期槽開挖三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術（6）二期槽施工定位準確 插拔endplate：確保二期槽

22、垂直度，完全切割到混凝土，避免切割鋼筋三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術（7）確保清孔效果三、工程應用及關鍵技術7、銑接法防水技術新流程：清孔換漿（全部新鮮泥漿）刷壁抓斗掃孔放鋼筋籠（8）刷壁接頭防水最后一道措施一般流程：刷壁掃孔清孔換漿放鋼筋籠三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝鋼筋籠長63m，分三節(jié)吊裝，最重120噸三、工程應用及關鍵技術7、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術研鋼筋籠平臺鋼筋籠平臺吊點和鋼筋用U-B連接三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術底節(jié)鋼筋籠吊

23、具底節(jié)鋼筋籠安放到位三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術底節(jié)鋼筋籠入槽安裝保護層吊裝第二節(jié)鋼筋籠上下節(jié)鋼筋籠對接三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術拆除底節(jié)鋼筋籠吊耳拆除底節(jié)鋼筋籠吊耳三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術鋼筋籠對接完成鋼筋籠左右定位對接用U-B拆除的吊具三、工程應用及關鍵技術7、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術玻璃纖維鋼筋籠吊裝三、工程應用及關鍵技術8、無焊接超長超重鋼筋籠吊裝技術玻璃纖維鋼筋籠吊裝導管連接三、工程應用及關

24、鍵技術8、水下混凝土澆灌技術三、工程應用及關鍵技術8、水下混凝土澆灌技術二車一起澆灌混凝土三、工程應用及關鍵技術9、基坑開挖效果四、小結1、在成槽中，除了利用銑槽機自身性能外，還根據(jù)不同土層，成功的采用了“抓銑結合法”成槽工藝，在銑槽機成槽中選擇了合適的銑輪、銑輪上配備相適應的牙齒，同時采用其他輔助設備和工具配合液壓銑槽機成槽，使其最終形成高效、最快、最經(jīng)濟成槽工藝。尤其是在微風化巖石中，通過重錘錘擊、銑槽結和法的銑槽機成槽工藝研究，提高了弱風化巖石強度在100mpa以上的地下連續(xù)墻成槽效率，牙耗可控。成槽效率保持在強風化巖石中控制在3m/h10m/h，精度高于1/500，滿足各方面要求。2、

25、地下連續(xù)墻循環(huán)泥漿供排漿、清孔送漿、泥漿分離處理等泥漿系統(tǒng)運作完好，確保地下連續(xù)墻的施工質量。完善了泥漿循環(huán)系統(tǒng)，首次將成槽用泥漿和清孔用泥漿嚴格分離，成槽泥漿采用了相互之間聯(lián)通的泥漿箱系統(tǒng)，并配備泥漿臥泵和供回漿液管路布置，滿足300400立方米/小時的供回漿液輸送要求，配置了能夠分離0.026mm0.4mm顆粒的泥漿分離系統(tǒng)，確保銑槽過程中砂、土顆粒能夠完全分離，研制了專門用與儲存和回收泥漿的泥漿筒倉系統(tǒng)，大大提升了泥漿儲備率，為滿足單幅槽段100%換漿提供了保障，使沉渣厚度始終小于10cm。為確保地下連續(xù)墻質量起到了非常積極的作用。3、鋼筋籠制作無損連接技術的應用根據(jù)香港當?shù)匾?guī)范，鋼筋籠加工不得采用任何焊接或碰焊形式。在施工過程中頭一次采用無焊接、無碰焊連接重達120噸鋼筋籠吊裝，選擇合適的連接件和加固方式，經(jīng)過仔細計算，確保了100%鋼筋籠安全吊裝。4、通過銑槽機切割地下墻接頭的銑接法工藝研究，使接頭質量保證，切割速度快，防水要求高，地下連續(xù)墻接