超深地下连续墙新旧搭接施工技术.pdf

文章编号:()收稿日期:网络首发日期:基金项目:中国铁建股份有限公司科技研发计划项目()作者简介:张国永()男河南南阳人高级工程师主要研究方向为地下空间工程:.引文格式:张国永孙浩林刘永林 等.超深地下连续墙新旧搭接施工技术.铁道建筑技术():.超深地下连续墙新旧搭接施工技术张国永 孙浩林 刘永林 陈 昕(.中铁十一局集团第一工程有限公司 湖北襄阳 .四川兴蜀公路建设发展有限责任公司 四川成都)摘 要:根据目前城市地下空间发展现状结合南京江北新区地下空间工程二期工程地铁 线滨江站超深地连墙施工研究了新旧地连墙搭接方法按、型接头分别进行了方案设计通过全回旋钻孔引孔削切既有地连墙保护层提升新旧地连墙搭接面的粘结效果并针对接缝止水采用了素墙维护的方式形成了新旧地连墙搭接施工关键技术与新旧地连墙接头防渗漏处理技术经现场应用及超声波监测接头施作质量满足设计及规范要求为今后类似工程提供了可解决经验关键词:地下连续墙 接头 搭接 防渗 防漏中图分类号:.文献标识码:./.(.):.:引言目前城市地下空间的开发利用进入了一个高速发展期利用地下空间完善城市功能、推进智慧城市建设、实现城市可持续发展是未来城市发展的必然选择而城市地下空间工程除去“水、软、变形”三大技术难题外 还面临着与既有构筑物的近接、临近相互影响以及分期实施的新旧结构搭接等技术难题 若这些问题在施工过程中未能及时得到解决将会对后期地下空间的使用及开发埋下安全隐患 工程概况南京市江北新区中心区地下空间二期工程地铁 线滨江站为、线三线换乘站 车站位于横江大道与胜利路之间与 线滨江站平行设置与沿南北向规划路道路上方 线交汇设置 线滨江站地下 层为配套开发层地下 层为三线站厅层车站中部为公共区 为地下 层侧式站轨面埋深.开挖深度达 是目前国内地下空间综合体开挖最深的基坑详见图 地铁 线滨江站所在区域为长江漫滩区冲积平原淤泥质地层较厚地铁滨江站地下连续墙距离长江大堤仅 且本站一期、二期各施工一部分分期交叉施工界面多在地连墙施工过程中需克服淤泥质地层成槽难、槽壁垂直度控制难、钢筋笼吊装难及与未预留接头既有地连墙连接等一系列难题铁道建筑技术 ()张国永 等:超深地下连续墙新旧搭接施工技术图 线滨江站平面图本工程地下连续墙墙厚 合计 幅槽深.幅宽.地下连续墙混凝土设计强度等级为水下 抗渗等级为 地下连续墙竖向主筋保护层厚度迎土面 迎坑面为 施工采用抓铣结合工艺浅层采用液压抓斗式成槽机施工进入岩层后采用铣槽机施工.与 地块相接处 幅地连墙接头地下空间三区 段 地块地连墙未预留滨江站基坑地连墙 型接头 二期滨江站地连墙在与地块既有地连墙相接时计划 首开、连接、套铣成槽但在 型钢肥槽回填碎石时可能会造成挤压钢筋笼向 槽段偏移导致套铣接头的富余量被消耗.与 地块相接处 幅地连墙接头地下空间三区 段 地块地连墙未预留滨江站基坑地连墙 型接头二期滨江站地连墙在与 地块既有地连墙相接时为平面连接(冷缝)其既有墙面靠刷壁器清理墙面泥皮或土块杂物 若既有地连墙产生鼓包、缩孔等现象致使墙面不平整泥皮或泥块很难清理干净后期与之相接的地连墙混凝土很难与既有墙面密贴形成空洞产生涌水通道 方案设计本工程面临与一期地下连续墙相接的问题一期地下连续墙并未预留二期地下连续墙接头且在二期地下连续墙施工时一期已经进行开挖 这些外在因素大大增加了二期地下连续墙与一期地下连续墙新旧搭接的施工难度.幅地连墙 型搭接方案采用 全回转套管切削机分别切除一期、二期地下连续墙 以上封口筋外侧混凝土以便铣槽机切剩余不多的混凝土与槽内部分土体时减少斗架体晃动减少铣轮碰到封口筋的频率能够更好地控制垂直度减少铣到封口筋数量 详见图 图 与 地块新旧地连墙 型搭接示意.幅地连墙 型搭接方案为保证新旧地连墙混凝土的有效连接防止因既有墙面不平整造成接缝夹泥夹砂后期形成空洞产生涌水通道采用全回转钻机分别在既有地下连续墙墙身引 个深度为 的导向孔其中新旧地下连续墙相接处引孔直径为.止水素墙处引孔直径为 切除现有地下连续墙墙体 (保护层 )以及墙面鼓包等形成竖直的圆弧段凹面 引孔完成后采用铣槽机从地连墙墙顶往下铣槽直至成槽 详见图 图 与 地块新旧地连墙 型搭接示意.接缝防渗漏处理方案为确保地连墙接缝止水效果在新旧地连墙接缝部位外围增设一圈 厚地下连续墙素墙 墙深.(进入中风化岩层)素墙呈 型长边为 短边为 地下连续墙素墙围设新老地连墙分别不少于 幅阻隔滨江站基坑与长江水系 在新旧地连墙以及素墙冷缝位置采用 高压旋喷桩进行加固止水处理因接缝处夹泥夹砂形成的涌水通道详见图 图 与 地块新旧地连墙接缝防渗漏示意铁道建筑技术 ()张国永 等:超深地下连续墙新旧搭接施工技术 新旧地连墙搭接施工关键技术.设备选型 槽段为地下空间地块与线滨江站相邻地下连续墙混凝土凿出封口筋后距离 分幅点 槽段混凝土凿后封口筋距离 分幅点为 封口筋与封口筋之间间距为.现场使用徐工/铣槽机斗体宽度为.考虑到铣槽机铣混凝土及岩层时铣槽机斗架体会产生晃动铣槽时设备会频繁铣到封口筋导致卡轮需多次上下拉起斗架体对铣槽机上卡住钢筋进行清理同时对损伤齿轮箱进行更换 故采用 全回转套管切削机切除 以上封口筋外侧混凝土以便铣槽机切剩余不多的混凝土与槽内部分土体时减少斗架体晃动减少铣轮碰到封口筋的频率能够更好地控制垂直度减少铣到封口筋数量而对于 地块处地连墙为保证新旧地连墙混凝土的有效连接需要对旧地连墙表面进行处理处理掉因一期前期施工地连墙出现的墙面侵蚀情况且 地块目前正在进行基坑开挖一期地连墙作为基坑共用地连墙为了减少开挖基坑的影响增加渗流路径长度及避免产生夹泥夹砂产生涌水通道先用全套筒全回旋钻机引孔(切掉既有地连墙墙面 厚混凝土)形成竖直的圆弧凹面.全回转钻机测量放样依据业主提供的设计蓝图进行放线 新旧地连墙相接位置全回转钻机放样根据图纸确定一期地下连续墙位置后通过全站仪测量出全回转引孔位置确保该位置引孔能够切除既有地下连续墙 厚的保护层.引孔采用 的套管 一节将第一节套管起吊至桩位并开始运转全套管全回转钻机实现套管下放 下放时要不断从 及 两个轴线方向利用测锤配合经纬仪(全站仪)检测套管垂直度 第一节套管下放到底后续接第二节套管按以上方法继续进行下放直至下放至设计深度取土工序一直伴随套管下放工序进行 砂土地层采用预留抓土法即套管先行入土 时再利用冲抓斗在套管内部进行取土取土过程中钻机也同时带动套管下放保证套管下放深度始终超前于抓土深度套管入岩后根据岩石特性采用勤取土或重锤超前取土方式进行直到完成设计孔底标高(处)完成引孔后进行灌浆取管成孔填充是一个重要的施工环节孔填充质量的好坏将严重影响到周边土体后期的沉降情况和后期工序的施工回填采用比重.、黏度 左右的泥浆进行填充 灌浆取管时先进行泥浆的灌注泥浆灌注至孔口以下约 后进行套管的拆除 防止下部出现因拆除套管引起塌孔.铣槽机铣槽全回转施工完成后铣槽机根据全回转导向将剩余的混凝土与土体铣切直至完成 过程中如果有钢筋卡斗将斗提出清理后继续施工如果钢筋掉入槽内则使用旋挖将钢筋捞出后继续铣槽.控制要点.孔口定位控制桩位孔口的定位位置决定咬合效果孔口定位误差的允许值可参考表 进行 同时第一节套管施工时要经常监测调整使套管与定位圆孔四周间隙保持均匀表 孔口定位误差允许值咬合量孔深 以下 以上.成孔垂直度控制垂直度允许值/成孔过程中的垂直度允许误差为()套管自身垂直度检测在平整的场地上测放出两条相互平行的直线将套管放置在两条直线之间然后用线锤和直尺进行检验要求套管垂直度控制在 以内()成孔过程中桩的垂直度检测在套管四周选取两个相互垂直的方向(及 两个轴线方向)采用测锤配合经纬仪不断校核套管的垂直度 同时在每一节套管对接前需要用直尺及线锤进行孔内垂直度检查()纠偏措施通过调整全套管全回转钻机支腿油缸来确保套管垂直(此时必须用经纬仪进行检测)当偏斜现象过于严重时需将套管起拔至上步套管垂直处进行基坑内回填后重新下放()地下障碍物处理遇到较大的障碍物不能正常施工时可以先将冲抓斗换成十字重锤击碎障碍物将其清除.成孔及成槽检测成孔检测采用超声探头居中下放成槽检测采用超声探头距槽壁 位置下放 由图、图 的超声波成孔检验图可知全回转钻机成孔效果良好能够满铁道建筑技术 ()张国永 等:超深地下连续墙新旧搭接施工技术足后续铣槽机进行剩余土体以及混凝土的铣除 由图 的超声波成槽检验图可知 幅西侧成槽槽壁效果良好垂直度满足要求由图 的超声波成槽检验图可知 幅东侧成槽槽壁在 以上有些许偏差(偏差在 以内小于 /的比例)但能满足施工要求图 靠近一期侧成孔检验图 靠近 侧成孔检验图 幅西侧成槽检验图 幅东侧成槽检验 新旧地连墙接头防渗处理技术.地连墙素墙施工为了进一步止水二期地下连续墙施工完成后在新旧地下连续墙接头处设置 厚混凝土素墙对长江水系进行隔绝 素墙与既有一期地连墙为 型搭铁道建筑技术 ()张国永 等:超深地下连续墙新旧搭接施工技术接施工时先用全套筒全回旋钻机引出.、深度 的圆孔并切掉既有地连墙墙面 厚混凝土形成竖直的圆弧凹面提升搭接效果 引孔完成后采用成槽机及铣槽机抓铣结合方式成槽之后进行清底及素混凝土的浇筑 素墙混凝土浇筑应该连续进行防止素墙出现夹泥夹砂、断层等质量问题.高压旋喷桩进行加固止水在新、旧地连墙以及素墙冷缝位置采用 的 高压旋喷桩进行加固止水防止因接缝处夹泥夹砂形成的涌水通道渗漏进一步阻隔外部水系进入基坑内部.控制要点()拔管速度、旋转速度及注浆量适配适当根据固结体的形状及桩身匀质性调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量()喷浆前先进行压浆压气试验一切正常后方可配浆准备喷射保证连续进行配浆时必须用筛过滤()对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射(不提升)或复喷的扩大桩径办法()针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快和提升旋转速度()旋喷长度比设计长.或在旋喷桩施工完毕将固结体顶部凿去部分在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液或在旋喷注浆完成后在固体的顶部.范围内再钻进.在原位提杆再注浆复喷一次加强防止出现顶部下凹现象 结论()邻接既有超深地连墙无预留接头成槽技术利用全回转钻机在既有地下连续墙墙身切割引孔形成竖直的圆弧段凹面解决了既有地下连续墙接头混凝土绕流、接缝止水、地连墙垂直度的难题()新旧超深地连墙接缝止水技术通过设置地下连续墙混凝土素墙以及接缝处加固止水措施解决地下连续墙接缝处渗漏水的风险南京市江北新区中心区地下空间二期工程地铁 线滨江站面临诸多建设难题新旧地连墙搭接只是其中一项后续结合工程进度需要进一步展开研究系统解决城市地下空间新旧结构连接难题建设高品质的地下空间工程参考文献 陈湘生付艳斌陈曦等.地下空间施工技术进展及数智化技术现状.中国公路学报():.曾国华汤志立.城市地下空间一体化发展的内涵、路径及建议.地下空间与工程学报():.雷升祥孙嘉良张文丽.专利视角下的城市地下空间发展现状和趋势.地下空间与工程学报():.刘志春雷升祥李国良等.城市地下空间网络化拓建扰动评价方法及应用.浙江大学学报(工学版)():.范宏宇.地铁车站和地下空间开发一体化设计研究.铁道工程学报():.李庆.城市地下空间“五维规划管控”体系构想.现代隧道技术():.贾学强苏陈朱娜.地下连续墙硬岩成槽的钻铣组合工法探讨.钻探工程():.邓文涛.复杂地层地铁超深基坑地连墙成槽施工技术.铁道建筑技术():.张福多宋青峰张思佳.地下连续墙施工障碍处理措施施工技术 杂志社亚太建设科技信息研究院有限公司.年全国土木工程施工技术交流会论文集(中册).北京:施工技术(中英文)编辑部:.高子建.地下连续墙环钻与潜孔锤双动力破岩施工技术.施工技术(中英文)():.周占学李海涛曹玉红.秦皇岛港煤码头工程地连墙漏水分析及处理措施.中国港湾建设():.何应道.地连墙深度对强渗透基坑变形规律与稳定性的影响研究.铁道建筑技术():.(上接第 页)参考文献 油新华.我国城市综合管廊建设发展现状与未来发展趋势.隧道建设(中英文)():.油新华华东王恒栋.综合管廊绿色建造的有效途径.隧道建设(中英文)():.伍军王孟钧.基于方法论的综合管廊施工方案比选.铁道科学与工程学报():.吴利民.城市地下综合管廊明挖法施工关键技术研究.铁道建筑技术():.张凯.大型综合管廊早拆模架快速施工方法及效果评价.铁道建筑技术():.余地华周杰刚黄晓程等.管廊分离式钢模台车循环递进无间歇施工技术.建筑技术():.姚再峰郭小红耿冬青等.地下综合管廊施工技术研究.施工技术():.黎伟.城市综合管廊施工模板应用的比较分析.科技创新与应用():.胡柏波何美怡王德新.综合管廊模板台车技术.施工技术():.向国涛罗丁湛楠等.综合管廊铝合金模板体系设计与施工.施工技术():.吴同昌李昌泽何震华.铝合金模板在现浇地下综合管廊结构施工中的应用.施工技术():.周鹏华周杰刚邓运生等.液压钢模台车在城市综合管廊施工中的应用.建筑技术():.铁道建筑技术 ()