1、超深超厚地連墻兩鉆一抓施工工法中鐵二局股份有限公司城通公司余東洲1.前言地下連續墻開挖技術起源于歐洲，是在地面上，利用一些特種挖槽機械，借助于泥漿的護壁作用，在地下挖出窄而深的基槽，并在其內澆注適當的材料而形成的一道具有防滲、擋土和承重功能的連續的地下墻體。現階段，隨著科技的進步，地下連續墻朝著超深超厚的趨勢發展，隨著槽深的增加，下部土層、巖層的強度越來越高，單一成槽機在面對強度較高的地層時，成槽困難。土層較硬時，還會影響到地連墻成槽垂直度。“兩鉆一抓”地連墻成槽施工即先采用旋挖機引孔至設計深度，再利用成槽機成槽的方法開挖土體，本工法不僅能保證地連墻成槽的垂直度，還能保證施工效率。2.工法特點

2、1、土層或巖層較堅硬時也可成槽，保證施工可能性。2、旋挖機配合成槽時施工速度快，保證施工效率。3、利用旋挖機引孔，可保證后續成槽時槽段垂直度達到設計要求。3.適用范圍1、超深超厚地連墻的施工。2、土層或巖層較堅硬，液壓成槽機無法單獨成槽的一般性地連墻。4.工藝原理先采用旋挖機破除成槽機抓斗寬度兩側的土體或巖體，形成圓孔狀孔洞，使成槽機抓斗兩側均能放在孔洞中，保證吃土阻力均勻，從而保證地連墻成槽質量，同時提高效率。旋挖機引孔平面示意圖如下：圖4.1 引孔平面示意圖圖4.2 地連墻成槽示意圖5.施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程導墻施工泥漿系統建立地連墻成槽旋挖引孔圖5.1“兩鉆一抓”地連

3、墻施工工藝流程圖5.2導墻施工5.2.1 導墻的施工要點導墻是控制地下連續墻各項指標的基準，它起著支護槽口土體，承受地面荷載和穩定泥漿液面的作用。為了使導墻具有足夠的剛度與良好的整體性，導墻采用現澆鋼筋混凝土結構，導墻中線與地下連續墻中心線重疊，為了保證連續墻鋼筋籠順利下放，導墻寬度放寬5cm，導墻頂部高出地面10cm，厚度0.2m，深度為穿透雜填土層。導墻施工步驟 導墻施工步驟如下：1、開挖：導墻開挖采用小型挖掘機開挖，人工配合清底。根據實際地質情況，開挖穿透雜填土層即可；2、立模及澆砼：砼澆筑采用模板及鋼管支撐，插入式振搗器振搗，混凝土采用分層、對稱、平行澆筑順序，以防止因砼澆筑不均導致導

4、墻平移。3、拆模及加撐：砼澆筑2-3天后可以拆模，同時在內墻上面分層支撐150×150mm方木，防止導墻向內擠壓，方木水平間距2.0m，上下間距為2.0m。在導墻的砼達到設計強度前，禁止任何重型機械和運輸設備在其旁邊通過。5.3 泥漿護壁系統的建立5.3.1 泥漿護壁系統的一般要求制備泥漿時，應該嚴格把控制備泥漿的材料及投放比例。成槽作業過程中，槽內泥漿液面應保持在不致泥漿外溢的最高液位，泥漿面不應低于導墻頂面0.5m。1、泥漿系統工藝流程泥漿系統工藝流程圖如下：劣化泥漿施工槽段回收槽內泥漿沉淀池分離泥漿泥漿凈化裝置調整泥漿的指標劣化泥漿廢棄循環泥漿貯存新鮮泥漿貯存新鮮泥漿配置圖 泥

5、漿系統工藝流程圖2 、泥漿配制新鮮泥漿配合比如下：表5.3.1 新鮮泥漿配合比表泥漿材料膨潤土純堿CMC自來水1m3投料(kg)804.519503.、泥漿儲存按照規范，現場泥漿儲備量必須保證兩幅地連墻的使用，假設槽寬為s，槽深為h，墻厚為m，泥漿液面低于槽頂30cm，計算得出泥漿的現場儲備量Q為:（）式中 s地連墻槽寬，單位m； m地連墻墻厚，單位m；h地連墻槽深，單位m； Q泥漿池的容積，單位m3。4、泥漿循環泥漿循環采用3kw型泥漿泵在泥漿池內循環，7.5Kw型泥漿泵輸送，15Kw泥漿泵回收。泥漿循環方式挖槽時采用正循環，清槽時采用反循環。5、泥漿的分離凈化泥漿使用一個循環之后，利用泥漿

6、凈化裝置對泥漿進行分離凈化并補充新制泥漿，以提高泥漿的重復使用率。5.4 旋挖引孔 槽段劃分槽段長度劃分的基本要求是盡量減少墻段接頭，有利于快速、均衡和安全施工。實際長度的確定一般應考慮以下因素：1、地質情況：地層很不穩定時，為防止溝槽壁面坍塌，應減小槽段長度以縮短造孔時間。地下水水位高、流速大的地段槽孔宜短，反之則可長；較密實地層中的槽孔宜長，疏松、漏失地層中的槽孔宜短；含漂石較多的地段造孔時間長、泥漿漏失量大，應采用較短的槽孔長度。2、周圍環境：假使近旁有高大建筑物或較大的地面荷載，為確保溝槽的穩定，應縮減槽段長度，縮短槽壁暴露時間。3、工地具備的起重機能力：根據是否能方便地起吊鋼筋籠等重

7、物，決定槽段長度。4、單位時間內供應混凝土的能力：通常可規定每槽段長度內全部混凝土量，須在4h內澆筑完畢。即（5.4.1）5、工地所具備的泥漿槽容積：泥漿池容積一般應是每一槽段容積的2倍。5.4.2 引孔位置定位現場地連墻槽段分為首開幅、連接幅和閉合幅三種形式。根據槽段的形式、接頭的形式和抓斗的寬度（一般取2.8m），確定旋挖機的引孔位置。1、對于首開幅。槽段兩側均需要外放，根據規范，外放后槽段的總長度必須大于成槽機抓斗寬度的2倍+連接器的厚度。正常情況下，首開幅幅寬大于2倍抓斗寬度，此時首開幅需引孔4處。假設首開幅幅寬為w，厚度為h，則引孔平面位置按下圖確定。圖中紅色線條表示地連墻鋼筋籠位置

8、。圖 首開幅引孔位置2、對于連接幅。槽段一側需要外放一個接頭箱的厚度,再考慮外放，以w寬、h厚的連接幅為例，由于首開幅一端已經引孔，連接幅需引孔兩處，引孔平面位置按下圖確定。圖中紅色線條表示地連墻鋼筋籠位置。 圖 連接幅引孔位置3、對于閉合幅。槽段不需要外放,以w寬、h厚的閉合幅為例。由于閉合幅兩端均已引孔，閉合幅只需引孔一處，引孔平面位置按下圖確定。圖中紅色線條表示地連墻鋼筋籠位置。圖 閉合幅引孔位置4 現場旋挖引孔5.4.3 旋挖鉆機選型1、鉆桿的選擇根據地層及槽深，可供選擇的旋挖機鉆桿有摩阻桿和機鎖桿兩種。摩阻桿旋挖鉆機鉆開始鉆進屬于自重鉆進，不加壓，摩阻式鉆桿適用于普通軟地層鉆進。機鎖

9、桿適應鉆進硬地層。它在傳遞旋挖鉆機鉆進扭矩的同時還能傳遞足夠的給進力。根據巖層選擇鉆桿后，還需要選擇與鉆桿搭配的鉆頭，鉆頭類型及適用范圍如下表：表 螺旋鉆頭分類表序號鉆頭名稱類型適用地質1錐形螺旋鉆頭雙頭雙螺旋堅硬基巖雙頭單螺旋中硬及硬基巖單頭單螺旋風化基巖、卵石、含冰凍土等2斗齒直螺旋雙頭雙螺旋砂土、膠結差的小直徑礫石層雙頭單螺旋砂土、土層單頭單螺旋膠結差的大直徑卵石、粘性土及硬膠泥3截齒直螺旋雙螺旋、三螺旋和四螺旋中硬基巖或卵礫石4旋挖鉆斗雙開門斗范圍較寬的地層單開門斗大直徑卵石層及硬膠泥地層5筒式取芯鉆頭截齒筒鉆中硬基巖和卵礫石牙輪筒鉆堅硬基巖和大漂石6沖擊鉆頭大漂石和堅硬基巖輔助鉆進圖

10、5.4.3-1 現場使用旋挖鉆頭對于一般的土層或巖層，采用雙頭單螺旋鉆頭配合機鎖桿即可，對于特殊土質或巖質，可根據工程特點以及經濟效益選擇合理的搭配。土的工程分類如下表：表 土的工程分類土的分類土的級別土的名稱堅實系數f密度(t/m3)一類土（松軟土）I砂土、粉土、沖擊砂土層、疏松的種植土、淤泥二類土（普通土）II粉質粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵石；種植土、填土三類土（堅土）III軟及中等密實黏土；重粉質粘土、礫石土；干黃土、含有碎石卵石的黃土、粉質粘土；壓實的填土四類土（砂礫堅土）IV堅硬密實的粘性土或黃土；含碎石卵石的中等密實的粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰巖

11、1.9五類土（軟石）VVI硬質黏土；中密的頁巖、泥灰巖、白奎土；膠結不緊的礫巖；軟石灰及貝殼石灰石六類土（次堅石）VIIIX泥巖、砂巖、礫巖；堅實的頁巖、泥灰巖、密實的石灰巖；風化花崗巖、片麻巖及正長巖七類土（堅石）XXII大理石；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰巖；微風化安山巖；玄武巖八類土（特堅石）XIVXVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細粒花崗巖、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、粉巖、角閃巖上表中前三類土可采用摩阻桿旋挖機配合各種類型的鉆頭，對于后五類土，需采用機鎖桿旋挖機配合各種類型的鉆頭。 鉆機就位鉆機就位后，首先檢查樁位是否準確，利用全站儀

12、檢查鉆機的水平情況，一旦調試垂直后，及時將旋挖機垂直度顯示儀器數據調零，便于及時檢查旋挖垂直度，同時還應保證在鉆進過程中鉆機穩固和水平，不產生位移或沉陷。引孔當鉆機就位準確，垂直度良好，泥漿制備合格后即開始鉆進。值得注意的是，旋挖機引孔前，必須確保上部23m為軟土，必須清除掉上部23m土層范圍內的漂石，保證該范圍內旋挖機能夠垂直向下旋挖，起到固定旋挖機姿勢的作用。 鉆進時每回次進尺控制在60cm左右，剛開始要放慢旋挖速度，并注意放斗要穩，提斗要慢，特別是在槽口58m段旋挖過程中要注意通過控制盤來監控垂直度，如有偏差及時進行糾正，而且必須保持一定高度的泥漿，以增加壓力，保證護壁的質量。圖 旋挖引

13、孔5.5地連墻成槽 成槽機選擇目前成槽機可分為抓斗、重錘以及液壓雙輪銑，其中液壓抓斗閉合力大，挖槽能力強設有糾偏裝置，可以保證高效率，高質量的挖槽，故通常采用液壓抓斗成槽機。 成槽機就位根據引孔樁位，合理調整成槽機的位置，讓成槽機張開的斗齒能夠放在孔位里，同時檢查成槽機的垂直度顯示儀和自動糾偏裝置是否能正常工作成槽施工1、成槽過程中成槽機垂直導墻中心線向下掘進，成槽過程中，利用成槽機上的垂直度儀表實時監測，以保證成槽垂直度，成槽垂直精度不得低于設計要求。2、成槽時泥漿應隨著出土量補入，以保證泥漿液面在規定的高度，在抓斗掘進時，不宜補入泥漿。3、成槽機掘進速度嚴格控制，成槽時不宜快速掘進，以防槽

14、壁失穩，當挖至槽底23m時，應用測繩測探,防止超挖和少挖。4、成槽至標高后，應先進行鏟壁后一次掃孔，掃孔時抓斗每次移開50cm左右，確保槽深符合設計要求，誤差控制在規范要求內。掃孔結束后，用泵吸反循環法進行二次清孔。5、清底置換結束后，對孔底泥漿及槽深（采用測繩）進行檢測，如果測試指標及槽深達不到要求，必須再次進行清底置換，直至符合要求為止。 圖5.5.3 成槽機成槽如發現泥漿翻泡，大量流失或地面有下陷現象時，不準盲目掘進，待研究處理后再行施工。 5.6超聲波儀器使用對于地下連續墻垂直度控制采用雙向控制的施工方法，一方面利用成槽機的垂直度顯示儀和自動糾偏裝置來控制成槽過程中的槽壁垂直度。挖槽中

15、，每掘進10m采用超聲波檢測儀進行垂直度觀測，如出現孔斜及塌孔情況，便于采取相應措施。5.7 成槽注意事項為保證槽壁的穩定性，減少塌方,采取以下措施：1.成槽機必須輕提慢放，嚴格控制成槽速度。2.成槽機以最大工作半徑停機，成槽機履帶下面應鋪23cm厚鋼板或路基箱。3.成槽護壁泥漿按施工的實際情況，隨時進行相應的調整。4.成槽過程中大型機械不得在槽段邊緣頻繁走動,以確保槽壁穩定。5.對于首開幅及閉合幅，成槽時的第一抓的位置可根據現場需要選擇，對于連接幅，成槽時必須先抓遠離先行幅一側的土方。若先抓靠近先行幅一側土方。遠離先行幅一側的土方會向開挖側傾倒，導致槽段底部槽寬變小，從而無法正常下放鋼筋籠，

16、連接幅開挖順序如下圖：圖5.7 連接幅成槽順序圖 5.8勞動力組織表5.8 勞動力組織情況表序號類 別人數工 作 內 容1泥漿工6泥漿配制操作2成槽機司機4機械操作3旋挖機司機2鋼筋電焊操作4修理、電工2機械維修、用電操作5普工5其它配合工作共計196.材料與設備采用的機具設備見表6。表6主要設備使用表序號名稱型號 規格單位數量用途1全站儀TS11 2” R400臺1測量放線2泥漿泵3kw臺53泥漿泵7.5kw臺54泥漿泵4PL-250型（15KW）個25液壓抓斗協幸LK150型臺3成槽作業6旋挖鉆機SH36臺17灌漿泵HB-80臺28空壓機P-0.8MPa，Q-6m3/min臺29成槽機SG

17、60臺17.質量控制7.1導墻施工質量檢驗表7.1 導墻施工質量控制項 目允許偏差使用儀器內墻面與地墻縱軸線平行度±10mm經緯儀內外導墻間距±10mm經緯儀導墻內墻面垂直度5導墻內墻面平整度3mm靠尺導墻頂面平整度5mm靠尺7.2 泥漿質量檢驗表7.2 成槽護壁泥漿性能指標要求泥漿性能新配置泥漿循環泥漿廢棄泥漿檢測方法粘性土砂性土粘性土砂性土粘性土砂性土比重（g/cm3）1.041.111.061.151.151.21.31.35泥漿比重計粘度（s）2025253525355060500ml/700ml漏斗法含砂率（%）4747811洗砂瓶PH值8989881414PH試

18、紙膠體率 95%重杯法失水量30ml / 30min失水量儀泥皮厚度130ml / 30min失水量儀穩定性30g / mm2穩定性筒7.3成槽質量檢驗表7.3 成槽施工質量控制項目允許偏差使用儀器槽段長度±50mm測繩槽段厚度±10mm靠尺槽段垂直度1/300超聲波測壁儀8.安全措施1、施工前進行安全技術交底，進入施工現場必須戴好安全帽。2、工程實施時，每周召開一次安全例會，檢查安全生產措施的落實情況，研究施工中存在的安全隱患，及時補充完善安全措施。3、成槽過程中，禁止無關人員靠近，避免發生機械傷害。4、 成槽結束后，在槽段四周拉設警示帶，避免人員掉入槽段發生生命危險。5

19、、特種作業人員須經過崗位培訓，取得操作證后持證上崗。6、現場施工用電嚴格按照制度規程要求操作。7、夜間施工要加強值班巡查、保證場地有足夠的照明。9.環保措施1、地連墻成槽土方必須當天運走,不用的料具和機械及時清退出場,保持場內清潔。生活區設置垃圾箱,每日專人清運。2、根據國家和地方有關環保法規，嚴格控制施工期噪聲排放量，施工場界噪聲執行GB12523-90建筑施工場界噪聲限值。對施工噪聲敏感區段的施工作業采取時間控制措施。對居民敏感區，夜間時段（22：0006：00）和午間（12：0014：00），不得安排噪聲很大（55dB以上）機械設備的使用，減少對居民正常生活的影響。3、施工場地、運輸道路

20、定時灑水降塵。4、在通常情況下，劣化泥漿先用廢漿池暫時收存，再用罐車裝運外棄。在不能用罐車裝運外棄的特殊情況下，則采用泥漿脫水或泥漿固化的方法處理劣化泥漿。10.效益分析10.1工期效益：采用“兩鉆一抓”地連墻成槽施工工法，較之原比對的傳統單一成槽機成槽施工工法,解決了單一采用成槽機遇堅硬巖土無法成槽的問題，同時保證了地連墻垂直度。武漢地鐵7-9標現場地連墻施工共計三個作業面，三臺成槽機，采用“兩鉆一抓”成槽法施工，平均每幅地連墻成槽時間為50小時，采用傳統單成槽機成槽法平均每幅地連墻成槽時間為70小時。武漢地鐵7-9標施工現場每臺成槽機負責40幅1.5m厚地連墻，節約的工期參照表8。表10.1 項目工期分析表序號成槽形式工期計算式總工期（天）1傳統成槽1172“兩鉆一抓”成槽83說明：傳統成槽工法計算式內，70表示每幅地連墻的成槽時間，40表示每臺成槽機施工地連墻的數量； “兩鉆一抓”工法計算式中。50表示成槽機與旋挖機配合成槽的時間，40表示每臺成槽機施工地連墻的數量。經計算，節約共計34天。10.2 成本效益：采用“兩鉆一抓”地連墻成槽施工工法，節約的成本如下表表10.2 成本效益分析表序號成槽形式