深圳地鐵福民站地下連續(xù)墻入巖成槽技術(shù)
摘 要 通過(guò)深圳地鐵福民站地下連續(xù)墻施工實(shí)例, 介紹在中、微風(fēng)化花崗巖層,采用液壓抓斗結(jié)合不同類型的沖擊鉆機(jī)和利用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)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(zhǎng)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(kāi)挖深度16. 0～18. 5 m , 圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm 厚地下連續(xù)墻和4 道Φ600 mm 鋼管內(nèi)撐聯(lián)合支護(hù),地下連續(xù)墻總計(jì)113 幅,深25～26 m , 為國(guó)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: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(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)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(bǔ)給來(lái)源為大氣降水。地下水埋深1. 20～7. 76 m 。地下水對(duì)砼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性,對(duì)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(diǎn):
(1) 地下連續(xù)墻嵌入中、微風(fēng)化花崗巖1. 0～ 3. 0 m , 在入巖過(guò)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(qiáng)風(fēng)化層。中風(fēng)化層、微風(fēng)化層利用CJF -15 沖擊反循環(huán)鉆機(jī)和2ZK-8 型簡(jiǎn)易鋼絲繩沖擊鉆機(jī)聯(lián)合成槽。
(3) 采用鈉膨潤(rùn)土制備泥漿護(hù)壁。
2 成槽施工
2. 1 泥漿制備
(1) 泥漿配比:由于巖層成槽時(shí)間較長(zhǎng)(4～5 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(chǎng)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(cè)儀檢測(cè)成槽質(zhì)量。經(jīng)對(duì)比后,采用以下配比: 水, 1 000 kg ; 膨潤(rùn)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5～6 h 后,按配合比在攪拌機(jī)內(nèi)加水、加膨潤(rùn)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(chǔ)漿池中,并不斷用泥漿泵攪拌;待其24 h 后膨潤(rùn)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(qiáng)風(fēng)化巖成槽土層至強(qiáng)風(fēng)化巖上層,可直接用液壓抓斗成槽。抓土過(guò)程中需不斷向槽內(nèi)補(bǔ)充泥漿,抓斗不能進(jìn)尺時(shí),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(fēng)化花崗巖成槽
在中、微風(fēng)化花崗巖,采用CJF -15 型沖擊主孔,2ZK-8 簡(jiǎn)易鋼絲繩沖擊鉆沖擊副孔,再以簡(jiǎn)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。
① 布孔:在導(dǎo)墻上標(biāo)注出主孔與副孔的位置, 主孔中心距在1. 0～1. 2 m 之間,這需要根據(jù)每個(gè)槽段的長(zhǎng)度具體布置。副孔中心位于兩個(gè)主孔中心連線的中點(diǎn),如圖1 所示。在槽段拐角處,要向外側(cè)多鉆半個(gè)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(shí)線為主孔,虛線為副孔)
圖2 拐角處布孔圖
② 主孔施工:主孔施工采用CJF -15 型沖擊反循環(huán)鉆機(jī),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. 5～1. 0 m/h) 的優(yōu)點(diǎn)。
由于上部土層已成槽, 鉆頭直徑采用Φ820 mm , 一則入槽時(shí)擠壓槽壁有導(dǎo)向作用,二則在入巖過(guò)程中可防止由于鉆頭磨損,導(dǎo)致巖層槽段斷面尺寸不夠。
③ 副孔施工:副孔是在相臨兩主孔施工完畢后,采用2ZK-8 簡(jiǎn)易鋼絲繩沖擊鉆,在槽內(nèi)泥漿正循環(huán)沖擊鉆進(jìn)。此時(shí)孔底呈“工”字形,由于沖擊接觸面積小,可通過(guò)人工調(diào)整沖擊頻率,使沖擊錘穩(wěn)定后再?zèng)_擊,不至于使鉆頭在擺動(dòng)的情況下鉆進(jìn)而導(dǎo)致斜孔。這樣沖擊兩側(cè)有臨空面的巖層,提高鉆進(jìn)效率。
④ 方錘掃孔:在主、副孔施工結(jié)束后,用簡(jiǎn)易鋼絲繩沖擊鉆配備特制的方錘,從主、副孔連線的中點(diǎn)下鉆,修整槽壁,聯(lián)孔成槽,見(jiàn)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(zhǎng)× 寬) 為1. 2 m ×0. 8 m , 上口尺寸(長(zhǎng)× 寬) 為1. 15 m ×0. 75 m 。
2. 3 清槽
成槽后,先用液壓抓斗除槽底鉆渣,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(wèn)題及處理措施
(1) 在沖孔過(guò)程中,注意孔壁的垂直度,尤其是鎖口管位置。在主孔施工時(shí),先檢測(cè)其垂直度,超標(biāo)時(shí)先用簡(jiǎn)易鋼絲繩沖擊鉆修整后,再用CJF —15 型沖擊鉆施工。
(2) 在簡(jiǎn)易沖擊鉆施工中,注意沖程的控制(沖程控制在1. 5～2. 0 m) ,避免放繩過(guò)多和打空錘, 以減少對(duì)槽壁的擾動(dòng)。
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(guò)程中,使槽內(nèi)泥漿處于循環(huán)狀態(tài), 并根據(jù)檢測(cè)的槽內(nèi)泥漿性能,及時(shí)補(bǔ)充新鮮泥漿。
(4) 在副孔施工及方錘修整槽壁時(shí),易產(chǎn)生卡錘,卡錘后可采用以下措施:
① 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;
② 另下一撈鉤,掛住錘底部,用吊車斜向吊拉, 松動(dòng)卡錘,配合鉆機(jī)斜向拉起;
③ 被卡嚴(yán)重時(shí),可在卡錘的兩側(cè)下鉤,鉤住錘底部,利用鎖口管起拔機(jī)強(qiáng)行拉出。
該工藝?yán)貌煌O(shè)備的匹配,充分發(fā)揮了各套設(shè)備的特點(diǎn),利用了國(guó)內(nèi)普通的設(shè)備解決了入巖問(wèn)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。福民站地下連續(xù)墻入巖成槽后經(jīng)超聲波檢測(cè)及開(kāi)挖后墻體檢測(cè),該施工工藝層槽質(zhì)量較好。可見(jiàn),采用此種成槽施工技術(shù)具有很好的實(shí)用性。
參 考 文 獻(xiàn)
1 叢藹森. 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)與施工. 北京:中國(guó)水利水電出版社,2001
