复杂地质条件下地下连续墙施工技术

提高冲击钻机效率 冲击钻机+ 液压铣槽机
方案二
方案三 方案四 方案五
2
3 2 4
冲击钻机+ 抓取式成槽机
抓取成槽机+ 液压铣槽机
土层、卵漂石层工效：6m/d； 砂岩层工效：1.2m/d
土层、卵漂石层工效：3m/d； 砂岩层工效：2m/d
冲击钻机+抓取式成槽 土层、卵漂石层工效：10m/d； 机+液压铣槽机 砂岩层工效：2m/d
6
李 刚
04.10
时 间：2013.4.5
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对策实施一：
与设计院沟通，根据抓取式成槽机抓取宽度合理划分槽段。
槽段宽度按两抓宽度确定，槽段数量为37个， 实施结果满足对策目标要求。
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对策实施二：
按抓取式成槽机抓取宽度合理设置引孔，提高抓取效率。
人工填土层 粉质黏土层
主要成分为卵石和漂石，卵石含量为 65～95%，漂石含量约为 5～15%， 卵石夹漂石层 该层卵石含量高、粒径大、透水性强， 成槽易塌孔，成槽质量差。 主要成分为中细砂岩、砾岩、泥质粉 砂岩等。该层地质强度较大，单轴抗 压强度为9.4 ～35.4MPa。 中风化砂岩层
强风化砂岩层
总结和下步打算 实施：
计划：
时 间：2013.9.28
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国内常用的地连墙施工技术 成槽施工是地连墙施工中最重要的工序，成槽质量决定了 地连墙的质量和后续基坑开挖的难度。
抓取式成槽机 （纯抓法） 液压铣槽机 （纯铣法） 冲击钻机 （纯钻法）
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选
冲击钻机+ 抓取式成槽机
抓取成槽机+ 液压铣槽机 冲击钻机+抓取式成槽 机+液压铣槽机
3分 4～5分
钻机10台，抓取机1台， 日租费约1.5万元
抓取机1台，铣槽机1台， 日租费约3.5万元 钻机5台，抓取机1台， 铣槽机1台，日租费约5万元
1～2分
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比
序号
较
结
果
质量 1
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1、目标效果检查
槽段号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16# 17# 18# 19# 施工时间 4.4～4.22 6.15～7.2 5.10～5.26 6.13～7.3 4.13～4.30 7.21～8.6 5.16～6.7 7.21～8.2 4.14～5.06 6.22～7.12 5.23～6.9 6.23～7.12 4.22～5.10 8.11～8.27 5.29～6.19 8.12～8.31 4.22～5.13 7.2～7.14 5.8～5.29
取得的效果如下：
1、成槽过程顺利，未发生卡钻、斜钻、塌孔等问题，证明 该方案适合当前复杂地质条件。 且全部槽段经业主指定的第 三方检测单位的超声波检查，检查均结果为 I 类 ，各项指标 也均符合规范要求。
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1、目标效果检查
2、技术效益
3、经济效益
第三方检测报告
成槽质量检查记录
题
理
由
1、抓取式成槽机（纯抓法）
不适用于砂岩层； 直接抓取施工工效较低。
2、液压铣槽机（纯铣法）
不适用于漂石、大孤石地质层。
3、冲击钻机（纯钻法）
施工工效低，且成孔为圆孔，需要二次修 孔成槽，无法满足工期要求。
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设
定
目
标
1. 成槽质量符合设规范要求； 2. 按照业主指定的工期目标要求，单个槽段成槽时间均 ≤25d。
提 出 各 种 方 案
①.提高冲击钻机效率 增加冲击钻机数量 增加作业面，多部位同时开钻 ②.钻机+铣槽机
卵漂石层能适用
铣槽机工效高 岩层能适用
优化钻孔方案，加快钻进速度
③.钻机+抓取机 抓取机成方槽
④.抓取机+铣槽机
⑤.钻机+抓取机+铣槽机 适应当前地质条件 发挥三种技术的优势 能应对疑难问题
工效快、效率高
3分 4～5分
1～2分
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对比一：成槽质量 序号 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 方案类型
对比二：施工效率
对比三：成本费用 成本费用 得分 4 2 5 3 1
提高冲击钻机效率 冲击钻机+ 液压铣槽机
需20台，日租赁费约2万元 钻机10台，铣槽机1台， 日租费约4万元
3
方案类型
效率 1
2
成本 4
2
合计 6
7
结果
方案一 提高冲击钻机效率
方案二 冲击钻机+ 液压铣槽机
方案三
方案四 方案五
冲击钻机+ 抓取式成槽机
抓取成槽机+ 液压铣槽机 冲击钻机+抓取式成 槽机+液压铣槽机
3
5 3
3
2 4
5
3 1
11
10 8
1～2分
3分
4～5分
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确 定 最 佳 方 案 采用冲击钻机和抓取式成槽机组合搭配施工，在土层和
项次
检查项目
允许偏差
检查频率
1
2 3
轴线位置（mm）
倾斜度（mm） 沉淀厚度（cm）
30
0.5%墙深 10
每槽段测2处
每槽段测1处 每槽段测1处
4
外形尺寸（mm）
+30，-0
检查一个断面
成槽质量验收标准及检查频率 （JTG/F50-2011）
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目标依据分析 人 员 QC小组人员均由教高、高工和工程师组成。技术 领导和技术人员均具有多年的专业技术知识和丰富 的施工经验，能够应对各种复杂环境。
冲击 钻机
抓取 效率低 设置引孔 槽段 布置 根据抓孔 宽度设置
成槽施 工完成
卵漂石层 易坍塌
制 图： 吴爱兵 时 间：2013.3.28
固结卵 漂石层
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根 据“5W1h”制 定 对 策 表
序号
1 2 3 4 5
主要问题
槽段划分 抓取效 率低
对策
目标
措施
负责人
陈国祥 韩胜利 陈国祥 吴爱兵 李春生
小组成员人均接受TQC知识培训时间平均在72小时以上
序号
1 2 3
姓 名
张春新 胡永生 冯 毅
性别
男 男 男
职 称
高级工程师 高级工程师 高级工程师
文化程度
大学本科 大学本科 大学本科
组内职务
顾 问 顾 问 组 长
组内分工
统筹协调 技术指导 全面负责
4
5 6 7 8 9 获奖情况
陈国祥
李艳哲 韩胜利 吴爱兵 李春生 李 刚
2014年全国工程建设优秀QC小组成果发表会资料
中铁大桥局集团宜昌庙嘴长江大桥QC小组 发 表 人： 李 刚
日
期：
2014年4月
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全 桥 概 况 宜昌市庙嘴长江大桥位于宜昌市中心城区，建设为替代葛
洲坝坝顶公路。大桥全长为3229.7m，采用主跨838m的单跨
悬索桥，其中西坝侧锚碇为重力式锚碇。
2、技术效益
合计 19d 18d 17d 21d 18d 17d 23d 13d 23d 21d 18d 20d 19d 17d 21d 20d 21d 13d 22d 槽段号 20# 21# 22# 23# 24# 25# 26# 27# 28# 29# 30# 31# 32# 33# 34# 35# 36# 37#
3
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小 组 简 介
小组名称
课题名称
地连墙施工技术研究QC小组
复杂地质条件下地连墙施工技术研究
小组人数
课题类型
9人
创新型
成立时间
活动时间
2013年3月1日
活动次数
Байду номын сангаас
14次
小组登记号
课题登记号
YCMZ-2013-002
DQYGS2013--018
2013年3月1日～2013年9月10日
小组在进行研究前收集了大量的同类工程的技术资
技 料（如鹦鹉洲桥单个槽段成槽时间为24d；阳逻桥
术
单个槽段成槽时间为27d；南京四桥单个槽段成槽
时间为29d等），具有良好的技术筹备。 公司及项目部领导非常重视，经常请桥梁专家一起 共同商讨解决办法，给予小组大量的技术支持。
组
织
8
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采用“三钻两抓法”进行施工后，单个槽段抓 孔成槽时间可缩短至1d，满足对策目标要求。
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对策实施三：
与设计院沟通在墙外设置注浆帷幕，固结卵石夹漂石层。
通过固结卵漂石层，可大幅降低该地层的透水 性和易坍塌性，满足对策目标要求。
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对策实施四：
成槽质量符合规范要求，小组设定 的目标1得以实现。
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1、目标效果检查
2、技术效益
3、经济效益
2、成槽效率：通过对全部37个槽段成槽施工时间的统计，
平均成槽时间为 19.6d 。
其中： 旋挖钻机引孔+抓取式成槽机抓孔成槽约：1d； 冲击钻机钻孔每个循环约 5.5d，共计 11d； 新型方形钻锤修孔成槽约：7.6d 。
3
3 5 3
冲击钻机+ 抓取式成槽机
抓取成槽机+ 液压铣槽机 冲击钻机+抓取式成槽 机+液压铣槽机
3分 4～5分
1～2分
10
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对比一：成槽质量 序号 方案一 方案类型
对比二：施工效率
对比三：成本费用 得分 1
施工效率 各层平均工效：2m/d 土层、卵漂石层工效：3m/d； 砂岩层工效：2m/d
大桥效果图
60m
1
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地 连 墙 概 况 西坝侧锚碇基础采用外径60m，壁厚1.2m，深26.8m的
圆形地下连续墙作为支护结构，地连墙总长184.5m。 锚碇构造图
60m
2
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地 质 概 况 地质层特点
主要成分为碎石及卵石，含量为50%， 粘土充填。
卵漂石层采用抓取式成槽机，在砂岩层采用冲击钻机。
最佳方案施工步骤图
人工填土层 地 质 层
粉质黏土层 卵石夹漂石层
抓取式成槽机
强风化砂岩层
中风化砂岩层
冲击钻机
成槽完成
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最佳方案细化分析 成圆 孔 钻孔 效率低
方锤修 孔成槽
增加机 械设备
修槽 效率低
设计新 型钻锤
抓取式 成槽机
制 表：冯 毅
时 间：2013.3.10
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活 动 计 划
阶 段
活动程序
选择课题 设定目标
活动时间 3月 4月 5～8月 9月
责任 人
张春新 胡永生 陈国祥 冯 毅
P
提出方案 确定最优方案
制定对策表 D D
A
李春生 李艳哲 韩胜利 吴爱兵
李 制 表：陈国祥 刚
对策实施 效果检查 标准化施工
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对策实施六：
结合设计事务所设计一种新型方形钻锤，提高修槽效率。
1.5m
2.7m
新型方形钻锤重量和面积较原钻锤增大80%， 单个槽段修槽只用时8d，满足对策目标的要求。
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1、目标效果检查
2、技术效益
3、经济效益
按照确定的方案和对策进行全部地连墙37个槽段成槽施工，
成槽质量好
满足工期要求
不需要修孔成槽
制 表：李春生
时 间：2013.3.18
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对比一：成槽质量 序号 方案一 方案类型
对比二：施工效率
对比三：成本费用 得分 1
成槽质量 全部需要修孔成槽
提高冲击钻机效率 冲击钻机+ 液压铣槽机
方案二
方案三 方案四 方案五
卵漂石层需要修孔
岩层需要修孔成槽 成槽质量好， 不需要修孔成槽 冲击钻机施工部分 需要修孔成槽
男
男 男 男 男 男
教授级高工
教授级高工 高级工程师 高级工程师 工 程 师 工 程 师
大学本科
大学本科 大学本科 大学本科 大学专科 大学本科
副组长
副组长 组 员 组 员 组 员 组 员
组织活动
工具应用 对策实施 质量检查 对策实施 数据统计
2014年4月荣获河南省工程建设协会2014年度QC成果发布会一等奖； 2013年12月荣获中铁大桥局第三十四次QC成果发布会一等奖。
地点
设计 院 项目 部 设计 院 施工 现场 项目 部 项目 部
完成 日期 04.05 04.05 03.28 04.18 04.10
按抓斗宽 槽段数 与设计院沟通，合 度确定 少于40 理划分槽段。 设置引孔 单槽段 按抓取宽度设置引 ≤5d 孔，由旋挖钻钻孔
卵漂石层 钻孔注浆 施工时 与设计院沟通，在 易塌孔 固结该层 不坍塌 墙外设置注浆帷幕。 冲击钻机 优化工艺 单槽段 效率低 增加设备 ≤12d 冲击钻机 方形钻锤 符合设 成圆孔 修孔成槽 计要求 修孔成槽 设计新型 单槽段 效率低 方形钻锤 ≤8d 增加机械设备，减 少单槽段循环次数 完成钻孔后，使用 方形钻锤修孔成槽 结合设计事务所， 设计一种方形钻锤 制 表：韩胜利
增加冲击钻机数量，优化工艺，提高冲击钻机施工效率。
使用三台冲击钻机分两个循环进行钻孔，单个 槽段钻进施工只用时11d，满足对策目标要求。
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对策实施五：
钻孔完成后，各孔之间尖角采用方形钻锤进行修孔成槽。
采用“五钻修孔法”进行施工后，槽壁质量 符合规范要求，满足对策目标要求。