2013年度优秀论文 （技术总结） 绞吸式地下连续墙施工技术及应用
绞吸式地下连续墙施工技术及应用
【内容提要】针对天津地铁6号线水上东路站地连墙施工中有四幅地下连续墙在220KV超高压供电电缆下，为保护超高压供电电缆的安全，此四幅地连墙采取绞吸式地连墙成槽工法，本文主要阐述了绞吸式地连墙成槽工法（又称潜水钻机气举反循环成槽工法）的施工及在实际施工中的应用。
【关 键 词】 绞吸式地下连续墙、气举反循环工法、钢筋笼加工、质量控制、施工技术、超高压电缆保护、应用 1.基本原理及工艺流程
本该工艺所用设备的主要部分由喷导管及以该管为导向滑道的潜水钻组成。喷导管用直径273mm的无缝圆管制成，其长度大于槽深2米。该导管下端插入先导孔内，下端为土、石的入口，上端为露出地面的喷出口。利用空气压缩机向管底输送高压空气，管子入口与出口间产生巨大压差将土、石喷出地面，因此该法又称“潜水钻气举反循环成槽工法”。工艺流程见绞吸式地连墙成槽工法施工流程图。 2.主要施工方法
2.1管线剖验、导墙施工、槽段划分
沿连续墙位置进行人工刨验、开挖导墙。开挖导墙时，采用人工清除电缆槽顶及周边的回填土，联系电力管线保护单位对其进行悬吊保护后，然后再进行导墙施工。电缆沟悬吊的范围要比导墙宽出至少1m，以方便导墙施工，电缆沟周围采用与导墙同标号的素混凝土回填，并且电缆槽与混凝土之间采用隔离膜隔离，方便以后对此部分混凝土的破除。为便于地下管线的保护以及钢筋笼下放后位置调整，导墙宽度适当加大，深度根据管线埋深不同进行调整，对有管线的地方，加钢管或型钢对管线进行加固保护，以保证施工时不被碰坏。
按照施工图中的要求结合现场实际情况合理划分槽段。划分原则如下：
①地连墙结构整体刚性相对减弱，基坑开挖时应采取架设腰梁措施来保证结构的整体刚度，并加强基坑监测;
②为加强地连墙的整体刚度及保证接头的止水效果，特殊段地连墙接头方式采用十字钢板; ③为保证特殊段地连墙成槽时间和成槽质量，槽段长度应控制在9m以内;
④管线间距较大的地方尽量安排正常幅段;
⑤槽段分幅要相对一致，以便于施工和保证施工安全;
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⑥为保证钻头的下放不会对管线造成损害，槽段分界点距管线至少为1.3~1.4m;⑦为保证接头的处理质量，与正常段地连墙的接头处距管线应控制在2.5~3.0m。
绞吸式地连墙成槽工法施工流程图
2.2泥浆搅拌
泥浆的主要作用是护壁、携渣、冷却钻具，要具有一定的密度和粘度，在槽内有一定的静水压力，同时能渗入土壁形成不透水的泥皮，从而稳定槽壁稳定。根据工程的特点及以往施工经验，现场利用粘土造浆，特殊土质的采用膨润土加纤维素造浆。通过钻机成槽时打碎、搅拌地层中的黏性土形成泥浆，并通过反循环成槽机、泥浆泵、泥浆池使泥浆在成槽过程中循环，灌注混凝土时，将废弃浆置换外运。 2.3施工机具选择
潜水钻孔成槽机1台、3PN泥浆泵3台、6m3空压机1台及其他配套设备。
2.4成槽
2.4.1先行导槽施工
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以槽宽为6M的槽段为例，220KV高压供电电路悬吊架宽为1.5m。首先，在相邻段地连墙接头与220KV高压供电电缆悬吊架两侧用液压抓斗抓出2m宽导槽，作为插喷导管的先行导槽。先行导槽施工时注意垂直度的检查，以保证潜水钻机施工的垂直度。 2.4.2钻孔成槽
①先行导槽完成后，将潜水钻孔成槽机就位，并将喷导管插入先行导槽中，采用单管抱管反循环钻孔成槽。钻孔成槽时，在架头放置一个泥渣斗，启动反循环系统和钻机，让钻机沿喷导管向下钻，钻进过程中钻头切削泥块掉入槽底，利用气举反循环气柱，将渣土随泥浆通过喷导管排到渣斗里。渣土沉淀后，分流的泥浆流回槽内，泥浆可重复利用。在成槽过程中，渣斗充满后应及时换空斗。
②当单钻抱管成槽完成一钻时，将钻机提升，使钻头靠近悬吊架下并钻头高过未钻的土面。同时将喷导管提升至离槽底面50-100cm，而后移动成槽架，准备下一钻施工，前后两钻位置重叠1/3钻头直径，根据底层特点，每次水平进尺控制在30cm内，从单元槽段的一头向悬吊架方向钻进，直到完成悬吊架一侧的成槽钻孔完成，而后施工另一侧，一侧最少完成5-6钻，直到完成整个槽段的成槽施工。钻孔成槽施工顺序如成槽施工示意图。
③成槽过程中，应随时用线锤对钻机的钢丝绳和喷导管进行测试，垂直度应符合规范要求，入不满足要求，及时调整，以保证地连墙的垂直度。
④成槽施工过程中仔细复核钻头、钻具的磨损情况，入磨损严重不能到达设计槽宽要求必须及时更换。
⑤为防止墙体出现塌孔现象，因此在成槽过程中应加强泥浆性能的控制，根据不同地质情况，及时调整泥浆的性能指标，同时还要严格控制槽内泥浆液面不得低于导墙地面30cm。
⑥施工过程中，特别是在钻机越来越向靠近悬吊架方向时，坚决避免磕碰悬吊架，以免发生重大事故。
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先行导槽电缆箱先行导槽喷浆管气管电缆箱潜水钻先行导槽先行导槽
成槽施工示意图
2.4.3修槽
当悬吊架两侧成槽完毕后，拆下钻机，换上液压抓斗修槽。首先将抓斗放入槽内，使抓斗降到悬吊架以下；然后水平移动抓斗机，使抓斗向悬吊架下方移动，然后利用抓斗的自身重力向下切削槽壁上钻孔过程中没有削掉的土，到槽底后，液压抓斗机反方向移动，提升抓斗，避免在提升中磕碰悬吊架，反复修正几次以保证槽壁平整；每一次修槽必须到
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达地连墙设计深度。修槽一侧完成后，在修理另一侧。直至将掉入槽底的泥块被清理干净。 2.4.4清槽换浆
①槽段修理完成后，启动反循环系统，用喷导管在一次对槽底沉渣进行清理。清槽时均从槽段两端向悬吊架方向移动进行，每次移动30-40cm，每位置停留5分钟，让槽底的沉渣从喷导管中充分排除。
②对槽底沉渣清理至少3遍，使沉渣厚道满足规范与设计要求为止。
③在对槽底清理的同时根据槽内泥浆情况，进行泥浆置换，置换后泥浆比重控制在1.05-1.2。根据底层特点，若遇到砂层施工是，为防止砂子沉淀过快，砼浇筑前泥浆比重适当增大。
④清槽完成后，测量槽深、槽厚、沉渣厚度等均满足设计要求时并经监理验收合格后进行下一道工序。
⑤清槽换浆完毕后，必须及时安装钢筋笼和灌注混凝土，停留时间过长易造成槽段坍塌。
2.5钢筋笼加工与安装 2.5.1钢筋笼加工
由于220KV高压供电电缆的限制，以悬吊架的中心为界将钢筋笼的加工成两个部分。钢筋笼分两部分加工，两部分采取公母对接形式，在对接的夹缝外侧布置8根Ф14的通长筋，防止在钢筋笼安装时，在咬合部分卡住钢筋笼。悬吊架在地连墙导墙施工，埋置在导墙混凝土内。加工钢筋笼如下图：
钢筋笼公母对接俯瞰剖面图钢筋笼对接示意图
2.5c.2钢筋笼拼、安装
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