超深地下连续墙的设计与施工090220

表４基坑计算成果表
建在地下连续墙的外侧；泥浆系统包括：库房、制浆 平台和各类浆液池。浆液池包括制浆池、调浆池、沉 淀池、废浆池、外加剂浆液池等。根据使用的设备能 力，并考虑槽孔的安全，将地下连续墙的槽孔分为 １４个。Ｉ期槽７个，槽宽２．８ｍ（地下连续墙中线 处），分别为２、４、６、８、１０、１２、１４号槽，Ⅱ期槽７个， 槽宽６．７９２ｍ（地下连续墙中线处），分别为１、３、５、 ７、９、１１、１３号槽（图７）。
（３）成槽后的质量验收：成槽后主要对槽孔宽 度、深度、开孔孔位、槽孔垂直度、孔壁变形情况等进 行验收。终孔后采用超声波测井仪进行测量，对Ⅱ 期槽也可采用重锤法进行测量。监测的所有槽孔的 平均孔斜为１．８％ｏ，满足设计的要求。
（４）清孔换浆：槽孔终孔验收合格后，采用铣槽 机进行泵吸法清孔换浆。将铣削头置入孔底并保持 铣轮旋转，铣头中的泥浆泵将孔底的泥浆输送至地面 上的ＢＥＳ００型泥浆净化机。经净化后的泥浆流回到 槽孔内，如此循环往复，直至回浆达到标准要求。在
为了减小Ⅱ期槽铣削混凝土的深度，在Ｉ期槽 钢筋笼下放完成后，在钢筋笼的两侧各下放一块接 头钢板。接头板深４６ｍ。Ｉ期槽在混凝土浇注到接 头板底部标高时，留取混凝土试件，在试件达到初凝 时采用拔管机开始向上逐节拔出接头板。
７成槽过程中的关键技术
（１）槽壁坍塌处理：在砂土层成槽时应适当加 大泥浆比重；控制泥浆液面高度；成槽时根据地质情 况选用合格泥浆，并通过动态试验确定泥浆比重；泥 浆必须采用膨润土配制，并使其充分溶胀，储存时间 满足设计要求。
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图４地下连续墙内力位移包络图 表２地下连续墙弯矩表
万方数据
图５基坑内衬变力图
岩±工程界第１２卷第２期
‘ｕｒ）Ⅲ２——ｒｌ蕊一ｒ五Ｊ ，、
一ｂｑ（１一ＩＩ，２），ｂ２＋口２
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把内衬简化为作用于一幅地下墙上的支撑，其等价
刚度为：
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（一１７９０６．２６）一－－（３４１７９．４５＞（一２５７０．４３＞～（２３０９．７６）
图６基坑内衬变力图（计算宽度为４．０３７ｍ）
５ 施工组织
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基坑开挖方法采取坑底不加固，水下开挖，水下 浇筑混凝土。开挖至井口下５５．５ｍ，坑外降水至井
成槽设备使用ＣＢＣ２５型液压铣槽机。施工场 地硬化。墙体外侧用３０ｅｒａ厚钢筋混凝土硬化出 ８．６ｍ宽的道路便于设备行走作业。泥浆系统设施
（２）槽壁失稳：采用优质的泥浆，并保持泥浆对 地层的压力满足要求；对埋深较浅的松散地层提前 进行搅拌桩加固；钢筋笼吊放时要垂直下放，避免钢
筋笼对槽孔侧壁造成影响；控制重型设备与槽孔的 距离，减轻设备自重和作业引起的侧压力；选择槽孔 的外侧停放施工设备，减轻侧压力对槽孑Ｌ的影响。
６超深地下连续墙施工要点及主要 技术措施
采用Ｃ２０钢筋混凝土，断面为“Ｌ”型，比设计墙 厚１４０ｒａｍ（图８）。 ６。１成槽施工
Ｉ期槽采用纯铣法，即采用铣槽机直接铣削成 槽，先铣削两侧主孔，再铣削中间副孔。１Ｉ期槽采用
Leabharlann Baidu万方数据
Ｉ期槽砼浇筑
ＩＩ期槽铣削施工ＩＩ期槽钢筋笼下设 ／／期槽砼浇筑
图７施工工艺流程示意图
岩土工程界第１２卷第２期 …一＿●一●●－●●－－●一●●一…－Ｉ一…●－一●－一●●一●●一●●－－●－……－…………－一●－一－●一－●－＿●一～…Ｉ…～●一●●一●－一－…………－一●
超深地下连续墙的设计与施工
摘要萎套乏冀妻堂：訾苎述二粤娈北调中线穿黄工程北岸竖井围护结构，采用目前国内最深的地下 薹鸯塑誉竺！思羔曼：苎三莹娄特点、施工方法及施工工艺，并对地下连囊蔷赢’莴豸釜荐≠孬茹套
５６ 万方数据
清孔过程中，需补加适当数量的新制泥浆。Ⅱ期槽清 孔换浆结束前，要采用专用钢丝刷子钻头自上而下分 段刷洗Ｉ期槽端头混凝土。直至刷子钻头上基本不 带泥屑，孔底淤积不再增加，清孔换浆工作结束后１ ｈ 进行清孔质量检查，确定各项参数和指标。
（５）成槽时需要注意的事项：根据设备显示和 碴土情况调整铣削方向，铣槽机上配备孔斜监测系 统，要及时采用设备自带的纠偏板进行纠偏，使施工 出的槽形符合要求。对槽孔岩面进行判别铣槽机所 铣削的地层是否与地质资料相符，是否已达到设计 的深度和地层。
＋ｕ、一１
式中，肛内衬高度；｜ｓ一计算宽度；Ｅ一内衬弹性模
量；口一竖井内衬内径；６一竖井内衬外径；Ｍ一内衬泊
淞比。基坑内直径为１８ｍ，则周长为５６．５２ｍ，地下
连续墙共分成１４幅墙，则每幅墙平均宽度为
４．０３７ｍ。取平面单元宽度为４．０３７ｍ，则各道内衬
等效支撑刚度见表３。
表３各道内衬等效支撑刚度表
壁稳定性差，施工中需采取固壁措施。地下连续墙
下部位于Ｑｓ粉质壤土层中，含有较多的钙质结核 和钙质结核富集层（图２）。
１工程概况
穿黄工程北岸竖井里程为９＋１１８．９７，冠梁顶 标高１０６·Ｏｍ，底板混凝土顶面标高５７．５ｍ。竖井 围护结构采用Ｃ３５钢筋混凝土地下连续墙，墙 深７６·６ｍ，厚度为１．５ｍ；开挖深度为５０．Ｉｍ，内 衬设计为圆形结构，外径为１８ｍ，内径为１６．４ｍ
口下２６ｍ，坑内充水至与坑外水位齐平。基坑开挖 至井口下５５．５ｍ变形见图６，计算结果见表４。通 过验算分析得出计算结果表明，基坑变形能够满足 设计要求。
（一５７．８２）…（０．００）
（０．０）一一－（０．０）
（一６４８７．５４）－－一（６９９７．２１） （一１７３５．９４）－－一（２２２１，２１）
高；下部位于Ｑｓ粉质壤土层中，含有较多的钙质结
茎———塑——箜——垦——结——核——富——集——层——。——由——于——砂—～层厚度大，７砂’性～土●槽Ｈ
３围护结构的设计 长江水利设计院对北岸竖井围护结构的设计方
万方数据
５３
ＧＥＯ广ｒＥＣＨＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＷＯＲＬＤ ＶＯＩ．．１２ Ｎｏ．２
图１ 北岸竖井地下连续墙平面结构及施工分幅示意图
２工程地质及水文地质
竖井施工区位于黄河滩地，施工处的平台高程 １０５·６ｍ，地下水位为９８—１０２ｍ。地下连续土墙墙 身通过地层上部为Ｑ４－２砂壤土、粉砂、细砂，松散一 稍密状，强度较低，工程地质性质较差；中部、底部为
？·一：中砂和Ｑ一一ｔ细砂、中砂，中密一密实，强度较
案进行了比选和论证，决定采用墙体深度７６．６ｍ，厚 度为１．５ｍ的地下连续墙。依据《建筑基坑支护技 术规程》和国家有关的现行规范计算出的土层力学 参数见表’１。
取水平方向ｌｍ的地下连续墙作为研究对象，
采用表１的地质参数，分析地下连续墙的受力情况， 从而判定地下连续墙满足强度、刚度及稳定性要求 （图３、４，表２）。通过对地下连续墙弯矩包络图变 化趋势受力数据进行分析，结果表明超深地下连续 墙受力是合理的，方案是可行的。
６．３导管下设和混凝土浇筑
采用直升导管法浇筑，导管开浇顺序为由低处 至高处。导管直径２３０ｍｍ，下设至距孑Ｌ底１５ｅｒａ左 右。在钢筋笼下设完成后，下放灌注混凝土的导管， Ｉ期槽段下设两根，Ⅱ期槽段下设一根。
灌注水下混凝土严格按配合比要求在拌合站拌
岩±工程界第１２卷第２期
制，通过混凝土泵，将混凝土直接送至槽孔口，经溜 槽进入浇筑导管。采用满管法开浇。各导管均匀进 料，混凝土面高差不大于０．３ｍ，导管埋深不小于 １．５ｍ，不宜超过６ｍ。浇筑过程中应每３０分钟测量 导管外的混凝土面，并在现场绘制浇筑图。混凝土 面平均上升速度不应小于２ｍ·ｈ～。 ６．４ 接头板下设和拔出
ｋＮ·ｍ。３
１５．４０ １６．５５ １７．４０ １７．３５ １６．１９ １６．９３ １６．７９ １５．３３ １７．０６ １５．９９ １６．７３ １５．９８
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图３地下连续墙计算图
（２）钢筋笼吊运和下放入槽：钢筋笼重量较大， 验收合格后，采用２５０ｔ吊车将钢筋笼水平吊起，缓 慢起升，１００ｔ吊车逐步前送，直至竖起后重量全部转 移到２５０ｔ吊车上，拆下副吊的吊具完成钢筋笼的竖 起。在钢筋笼下设时，对准槽段中心轴线，吊直扶 稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁。下节钢筋笼下到孔口 时，用型钢插在吊点钢板下面，将钢筋笼架立在导墙 上。然后起吊上节钢筋笼，竖直后，使上、下节各主 筋一一对上，定位后采用钢筋接驳器连接主筋，焊接 箍筋，连接预埋管等，３节钢筋笼下放、连接完成后， 每个槽孔钢筋笼下设时间力争控制在２４小时内，避 免时间过长，造成孑Ｌ底淤积超标。
单。．。要璺量多的变形进行了验算，为超深地下连续墙的施工提…供…了理…论…依。据一“…““。“开川
关键词超深地下连续墙施工技术隧道
穿黄工程北岸竖井是黄河隧洞段盾构法施工的 工作井，开挖深度达５０．Ｉｍ，围护结构采用Ｉ．５ｍ厚 的地下连续墙。由于竖井位于黄河漫滩内，地层主 要为砂层，为保证竖井安全，地下连续墙深度达到了 ７６．６ｍ，远远超过了一般地下连续墙的深度，在国内
６．２钢筋笼加工和下放入槽
（１）钢筋笼加工：地下连续墙钢筋笼长度７４ｍ， 重量大，最重达９３ｔ，另地下连续墙为圆形（施工时 为多边形），Ｉ期槽钢筋笼为与槽孔形状相同需做 成折线形。为降低施工难度，对钢筋笼分节加工制 作，在垂直向分为３节分别制作下设。３节加工长 度定为２６．５ｍ、２５．５ｍ、２２ｍ。钢筋笼保护层，两侧焊 接凸型钢片，作为定位块。笼体形状；整个钢筋笼的 外形应符合槽孔的形状，并将最下节钢筋笼的底端 ０．５ｍ做成向内以１：１０收缩的形状，以便于钢筋笼 在槽孔内下放；笼体焊接。节内竖向大直径主筋 连接采用接驳器连接。上下节钢筋笼在槽孔口对 接时，采用直螺纹套筒对接，接头位置上下左右错 开。
表５新制泥浆配合比（１ｍ３浆液）
泥浆性能指ｓ标控制标准
（２）开孔和铣削成槽：槽孔开孔采用抓斗抓出 槽孔内的碴土，深度为８ｍ。开孔后下人铣槽机进行 铣削成槽，其孔口处偏差不大于５ｅｍ。铣削时通过 地面铺设的管路将泥浆送入槽孔，铣槽机铣轮转动 铣削碴土，槽孔内的泥浆与铣削下的碴土混合并通 过铣头上的泥浆泵将混有碴土的泥浆泵到地面的分 离装置。
表１土层物理力学指标
层号
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砂壤土 粉砂 细砂 中砂 细砂 中砂 细砂
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０．６０４
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０．６１５
４基坑变形计算
按《建筑基坑支护技术规程》（ＪＧＪｌ２０—９９）采 用ｍ法计算。本工程为圆形基坑，如果计算时采用 圆形结构计算，由于空间作用，围护结构的径向变形 将非常小。由于本工程采用铣接头结构，地下连续 墙接头问连接较差，计算围护墙时取单幅墙按平面 问题计算更接近工程实际。因为内衬为每开挖一层 后一次性浇筑，要考虑空间效应，计算时采用圆形结 构计算。这样就存在把采用平面问题计算的墙单元 与采用轴对称单元计算的内衬单元偶合问题。采用 弹性力学理论可把内衬简化为等效支撑单元，可按 下面方法计算等效支撑单元刚度。圆形基坑的内衬 在受周围压力下产生的变形可以通过下式计算（图 ５）。在受到均布压力ｑ下，圆环的径向变形为：
凿铣法，即采用吊车吊重凿多点凿除Ｉ、Ⅱ期槽接头 处的部分混凝土，再下入铣槽机进行铣削槽孔。
（１）固壁泥浆和槽孑Ｌ内泥浆深度：由于地下连
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图８导墙剖面尺寸示意图 续墙通过的地层主要为透水性非常强的砂层，为了 保持槽孔壁的稳定，需采用优质的泥浆进行固壁。 泥浆配合比见表５。由于施工阶段的不同，采用不 同的控制指标和检测手段对泥浆性能进行检测，泥 浆性能控制标准见表６。