深圳地鐵3號線地下連續(xù)墻施工方案

深圳地鐵3號線地下連續(xù)墻施工方案

1項目總結(jié)1.1地下連續(xù)墻圍護長度深圳地鐵3號線位于深圳湖廣古城翠竹路中心?；訃o結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻,車站長504m,地下連續(xù)墻平面圍護長度共計1071m,按6m寬分幅,采用工字鋼接頭,共分195幅墻施工,墻體厚800mm。地下連續(xù)墻最大深度為27.61m,入巖深度2.5~8.5m。1.2地層及構(gòu)造地層各土層情況如下:①1人工填土厚0.45~5.6m;③1淤泥質(zhì)土、黏土埋深4.4~7.9m,厚0.3~6.8m,不連續(xù)分布;③2粉砂、細(xì)砂埋深4.9~9.7m,厚0.8~4.0m,斷續(xù)分布于①1或③1層下;⑥2粉質(zhì)黏土(Qel)鉆探揭示該層埋深6.0~23.5m,厚1.1~16.7m,平均厚度5.76m,場地內(nèi)呈層狀分布于(11)1之上;(11)1全風(fēng)化花崗片麻巖埋深2.7~27.0m,層狀分布于殘積土層之下;(11)2強風(fēng)化花崗片麻巖單軸飽和抗壓強度Rc=26.5~34.2MPa,鉆探揭示該層埋深7.6~39.0m,不連續(xù)分布;(11)3中等風(fēng)化花崗片麻巖青灰、片麻構(gòu)造,單軸飽和抗壓強度Rc=56.31~70.80MPa,鉆探揭示埋深15.9~45.1m,巖石堅硬;(11)4微風(fēng)化花崗片麻巖青灰、片麻構(gòu)造,巖石裂隙發(fā)育,裂隙面有鐵質(zhì)浸染,巖芯以塊狀為主、少量短柱狀,巖石礦物成分主要為長石、石英、云母,巖塊斷面較新鮮,錘擊聲較脆,單軸飽和抗壓強度Rc=58.671~90.80MPa,巖石堅硬。2設(shè)計溝槽施工2.1雙輪銑方案比選結(jié)合田貝站的地質(zhì)條件、場地條件、工期要求及文明施工標(biāo)準(zhǔn),機械設(shè)備選型主要考慮如下方面:①雙輪銑槽機設(shè)備龐大,對場地要求較高;機械配套設(shè)備較多,場地需用面積較大;雙輪銑為進口設(shè)備,如在使用過程中關(guān)鍵配件損壞,必須從國外進口,對工程進度將產(chǎn)生重大影響;巖石強度達到90MPa時,雙輪銑能否滿足施工要求,無相關(guān)經(jīng)驗可循,決定放棄雙輪銑槽機方案。②完全采用沖擊錘成槽方案是成本最低的方案,但該方案工效較低、施工速度慢;施工過程中產(chǎn)生的泥漿過多,對場容、場貌影響較大,很難滿足文明施工要求。基于上述理由,最終選擇抓斗成槽機配合沖樁機施工方案。2.2沖孔機成孔后的基本特征抓斗成槽機配合沖樁機成槽方案為“沖抓沖法”施工。即導(dǎo)墻施工完畢后,先采用手控沖樁機施工導(dǎo)向孔。每幅地下連續(xù)墻先在墻體左、中、右部位施工3個導(dǎo)向孔,每孔沖孔至設(shè)計標(biāo)高,導(dǎo)向孔主要有兩方面作用:①為地下連續(xù)墻墻體垂直度提供保障;②提高抓斗成槽機作業(yè)工效。當(dāng)采用重錘垂直向下沖擊成孔時,完全在重力作用下作業(yè),孔的垂直度可得到較好保證。當(dāng)沖孔形成后,QUY50B型抓斗沿導(dǎo)向孔進行抓土作業(yè),控制成槽垂直度;提高抓斗作業(yè)工效主要表現(xiàn)在沖孔為抓斗抓土作業(yè)提供了一個臨空面,提高了抓斗的抓土能力;3個導(dǎo)向孔成孔后,土體在孔內(nèi)泥漿的浸泡下使得土體強度降低,提高抓斗的可挖深度,加快了施工進度。抓斗成槽深度視土體強度確定,通常施工至中風(fēng)化地層后,因巖石強度較高,抓斗無法繼續(xù)作業(yè),改由沖樁機施工下部入巖部分地下連續(xù)墻。入巖部分地下連續(xù)墻全部采用沖擊錘跳孔施工,先采用圓錘沖至設(shè)計標(biāo)高后,再采用方錘修孔,即先沖孔、再抓槽、最后再沖擊成槽,即為“沖抓沖法”施工。3施工過程中的問題解決方案3.1b型導(dǎo)墻的設(shè)計原設(shè)計導(dǎo)墻為L形,施工過程中沖樁機必須在導(dǎo)墻上進行作業(yè)。在進入巖層施工階段,日進尺緩慢,入巖較深的墻幅要施工30d左右才能完成成槽作業(yè)。由于導(dǎo)墻背后及下部土體較松散,導(dǎo)墻在沖樁機長時間反復(fù)沖擊振動下,部分導(dǎo)墻背后土體出現(xiàn)坍塌,導(dǎo)致導(dǎo)墻出現(xiàn)下沉、變形,而對變形的導(dǎo)墻進行糾正非常困難。為增強導(dǎo)墻剛度及墻體背后土體的穩(wěn)定性,經(jīng)反復(fù)研究,決定將原設(shè)計的L形導(dǎo)墻改為C形導(dǎo)墻,如圖1所示。導(dǎo)墻底部及背后填土分層夯實,有效解決了導(dǎo)墻變形問題,為地下連續(xù)墻的正常施工提供了保證。3.2m重錘施工。在錘頭沖擊下降低了裝復(fù)人員的厚度,最終達到設(shè)計要求在施工過程中,車站東側(cè)墻中部有6幅地下連續(xù)墻成孔垂直度出現(xiàn)較大偏差。后經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),這6幅地下連續(xù)墻施工至17m深時,下部巖面向基坑內(nèi)側(cè)傾斜。通過對巖樣進行分析認(rèn)為,槽底已進入微風(fēng)化花崗片麻巖,此時槽底距設(shè)計標(biāo)高還有5.5m。由于巖面較斜且強度較高(>90MPa),沖錘在沖擊作業(yè)過程中不斷向基坑內(nèi)位移,導(dǎo)致垂直度不能滿足設(shè)計要求。為糾正偏斜,采取向孔內(nèi)拋填高強度片石后重新沖擊,但該措施糾偏效果不佳,不僅進度緩慢,仍然沒有起到糾偏作用。隨后采取在錘頭部位加焊合金鋼,提高錘頭硬度,施工過程采用低沖程沖擊巖面。但仍然無效。一個槽段經(jīng)過40d的作業(yè),成槽后偏斜40cm,墻體侵入車站結(jié)構(gòu)嚴(yán)重,不得不將該槽段回填。由于巖石強度高,目前我國現(xiàn)有的機械設(shè)備性能不能滿足要求,要通過傳統(tǒng)的辦法來解決問題。通過對該地段已成槽地下連續(xù)墻傾斜角度計算得出,要保證槽體在傾斜情況下,做到地下連續(xù)墻主筋不侵入車站主體結(jié)構(gòu),地下連續(xù)墻墻體混凝土有效厚度滿足設(shè)計要求,只要槽厚變更到1.2m,即便槽體傾斜,也可滿足地下連續(xù)墻的設(shè)計受力要求(見圖2)。墻體多余部分可在土方開挖過程中進行剔鑿處理。最終決定采用?1.2m重錘成孔。?1.2m重錘施工過程中發(fā)現(xiàn),不僅工程進度明顯加快,同時由于加大錘頭直徑,降低沖孔過程中錘體擺動,較大改進了垂直度。成孔后雖有傾斜,但較小直徑錘頭改善了許多,成孔后鋼筋籠可順利下放至設(shè)計位置,地下連續(xù)墻有效厚度及主筋位置均能滿足設(shè)計要求。保證斜巖面部位的地下連續(xù)墻順利完成。3.3錘擊事件的處理入硬巖深度超過3m后,施工過程中較容易卡錘,曾多次因沖錘被卡在槽段內(nèi)而影響施工。分析原因如下:①操作方面在沖錘沖程過大,錘頭出現(xiàn)較大擺動后,沖入槽段較狹窄的槽壁突起部位而被卡住;②機具方面圓錘頭磨損后直徑變小,與方錘頭的厚度不匹配,導(dǎo)致方錘修槽時經(jīng)常出現(xiàn)卡錘現(xiàn)象;③地質(zhì)方面由于地質(zhì)的不均勻性以及巖面的傾斜,導(dǎo)致密排沖孔在垂直方向有差異,即孔位不在一條線上,致使有效槽寬小于800mm,在方錘進行修孔時出現(xiàn)卡錘。針對上述問題,提出如下處理意見:在入巖較深的槽段二期沖孔作業(yè)過程中必須做到小沖程,錘體出現(xiàn)擺動時要及時停止操作,待錘頭穩(wěn)定后再行沖擊。另外要經(jīng)常檢查、加焊圓錘頭,保證直徑尺寸,嚴(yán)格控制密排沖孔的垂直度。方錘厚度尺寸較圓錘直徑小20mm,保證方錘修槽時有一定的余量。地質(zhì)不均勻及斜巖面導(dǎo)致沖孔傾斜時,可采用較大直徑?jīng)_錘施工。錘頭被卡后可用另一鉆機錘頭沖擊,松動后逐步吊起,或用兩臺沖樁機同時起吊大錘。若仍不能吊出,可采用千斤頂頂升拔出。吊鉤在泥漿中很難打撈錘頭,通常派潛水員潛入槽底將鋼絲繩系于錘體?？ㄥN要及時處理,時間越久,沉淀物越厚,處理難度會越大。3.4微風(fēng)化花崗片麻巖造林的實踐施工初期采用抓斗撈渣清底配合空氣吸泥法,該方法要求現(xiàn)場必須有泥漿池對抽上來的泥漿進行沉淀,沉淀后泥漿返回地下連續(xù)墻槽內(nèi),沉渣經(jīng)風(fēng)干晾曬后隨土方清除、外運,該清槽方法存在如下問題。1)該方法必須在地下連續(xù)墻附近砌筑泥漿沉淀池,隨著工程的進展,施工場地越來越小,可修建泥漿池的條件受到限制,有一些槽段根本無法修建泥漿池。2)由于該地下連續(xù)墻底部進入微風(fēng)化花崗片麻巖,由重錘沖擊后形成的石屑粒徑大、數(shù)量多,石屑在泥漿中下沉速度較快,極易在槽段底部板結(jié),給清槽帶來許多不便,混凝土澆筑前平均每槽段(泥漿量約110m3)要經(jīng)過約24h連續(xù)清槽,泥漿指標(biāo)方能達到水下混凝土澆筑要求,施工工效低,同時還帶來其他不利因素:①由于清槽時間過長,增加了地下連續(xù)墻槽段坍孔的風(fēng)險;②必須砌筑泥漿池進行泥漿沉淀,場地占用大,給施工場地布置及文明施工帶來了負(fù)面影響;③沉淀池內(nèi)的淤泥外運成本較高,對社會環(huán)境影響較大。結(jié)合現(xiàn)場實際情況,提出采用泥漿凈化機配合潛水泥砂泵的方案(見圖3)。在導(dǎo)墻上安裝泥漿凈化機,入口通過?100mm鋼管連接至NSQ60-30-15潛水泥砂泵出口。用吊車起吊泥砂泵將其放置至槽底,直接將槽底含石屑的濃泥漿抽出至泥漿凈化機。通過凈化機旋流分離作用,將泥漿排放回槽段內(nèi),石屑經(jīng)過凈化機振動篩排至地面,石屑經(jīng)分離作用,含水量及含泥量均較低,可直接裝車外運。有效應(yīng)用方案后,改善了現(xiàn)場文明施工條件,而且降低了泥漿外運及泥漿消納對環(huán)境的污染;節(jié)省了泥漿外運費用;提高了泥漿循環(huán)利用率;同