1.江阴市新桥水利农机管理服务站 江苏江阴 214400；2.江阴市水利局 江苏江阴 214400；
3.江阴市华士水利建设工程有限公司 江苏江阴 214400
摘要：地下连续墙是一种使用频率较高的地下截水、防渗、挡水结构，在诸多水利工程实践中取得了良好的防渗保护效果。本次研究针对水利工程施工环境设计一种液压抓斗式地连墙施工工艺，解决软土地区深基坑地下连续墙施工难题以及常见的槽壁坍塌事故。具体以定波水利枢纽施工为例，从导墙施工、膨润土浆配制、成槽施工三个方面阐明施工要点。工程施工结果表明，该工程地下连续墙施工各项指标与预期设计要求一致，具有一定的地下连续墙施工参考价值。
关键词：地下连续墙；成槽施工；槽壁坍塌；预防
1引言
地下连续墙作为深基坑维护结构之一，主要用于软土地区，其在刚度、整体性以及耐久度等方面有着一定的优势，所以，被广泛的应用到了深基坑施工中，例如地下空间等。但是处于软土层和厚砂层的连续墙施工容易产生槽壁坍塌现象，影响工程整体施工质量与进度[1]。可见，特殊条件下地下连续墙施工仍存在诸多技术难点，如何提高地下连续墙施工质量、降低施工风险，需要根据工程实际情况展开进一步的实践探究。本次研究以水利工程施工为例，充分研究了特殊地质条件下地下连续墙成槽施工技术方案以及预防槽壁坍塌的策略，希望为相同地质条件的施工区域提供有效的地下连续墙成槽施工经验。
2地下连续墙成槽施工技术
2.1工程概况
定波水利枢纽是“黄昌河～长江段”锡澄运河整治工程的重要组成部分，属于灾后水利薄弱环节重点区域排涝能力建设项目。本次工程任务是扩大区域洪水北排水江的能力、提高武澄锡虞区防洪除涝能力，同时改善区域供水能力以及优化周围水环境。希望联合其他工程施工，使区域防洪标准提高到50年一遇。工程内容中涉及到了节制闸、双向泵站等主要的工程。其中，节制闸坐落在④-1层重粉质壤土上，力学强度一般，地基允许承载力为100kpa，不能满足地基承载力要求，故采用30cm*30cm预制方桩地基基础；泵站底板坐落在④-2层重粉质砂壤土上，下面依次分部⑧-1层重粉质砂壤土及⑨层粉质粘土，允许承载力分别为200kpa、140kpa，泵站持力层土层无法满足建筑物基底对承载力的要求，故采用30cm*30cm预制方桩地基处理。
本次工程的地连墙施工部分基于液压抓斗式地连墙施工技术完成液压抓斗成槽机选型为GB-34型，施工主要设备如表1所示。
表1 施工设备名称综述
2.2液压抓斗式地连墙施工工艺
液压抓斗式地连墙施工主要原理如下：首先使用钢筋混凝土现场浇注的方式制作导墙，然后通过膨润土浆护壁用液压抓斗成槽机进行挖土成槽，随后使用双导管法进行水下混凝土浇筑。具体而言，采用液压抓斗设备沿事先修筑的导墙，按图纸划分的分割槽段，其所抓取的土体来自于钢筋混凝土导墙中；同时在槽孔中通过对膨润土浆的注入达到了护壁的效果，等到槽段挖掘深度到达设计标准时，下放锁口管，吊放浇筑平台；下放浇筑导管，进行水下混凝土浇筑成墙。基于上述描述总结了图1所示的液压抓斗成槽地连墙工艺流程。
.png)
图1 基于液压抓斗机的地连墙施工工艺流程
2.2.1导墙施工技术
浇注导墙的目的是引导液压抓斗成槽方向、保持泥浆护壁，进行槽段划分，另外还承担锁口管、钢筋笼及浇筑机械等作用。导墙施工作业面场地整平后需要经降水降至作业面以下1.0m～2.0 m，同时控制导墙顶比地连墙顶高于0.5m，以控制浮浆。根据施工现场土层都为粉质粘土、粉砂、砂土的情况，将导墙断面做成“┐┌”型，本次地下连续墙施工导墙采用C25混凝土浇筑，为了避免雨水流入槽内稀释及污染泥浆等情况，将导墙顶面设置高出地面20cm。图2为正确制作导墙的顺序。
.png)
图2 导墙施工顺序
结合图2分析导墙施工顺序：导墙制作场地平整之后，用挖掘机开挖导槽、测量定位；由人工负责将局部区域的沟槽修整平整；然后绑扎钢筋、立支模板，绑扎钢筋与立好的模板通过质量检验后才可进行下一步施工，以此来使导墙能够达到符合要求的净距和垂直度；在验收完工序质量并且达到合格标准后，需要对混凝土进行浇筑[2]；导墙混凝土强度达标后即可拆除模板，同时每隔2～3m在导墙内侧墙面用直径10cm的圆方上下对撑，以防止导墙内侧变形。
2.2.2膨润土浆配制
膨润土浆在地连墙挖槽过程中起护壁作用，膨润土浆护壁是地下连续墙工程技术的根本性技术，地连墙施工质量与安全的优劣很大程度上取决于膨润土浆护壁技术的实施效果。
（1）膨润土浆配合比。由此本工程主要为粉质粘土、粉砂、砂性土层，采用膨润土、CMC、纯碱配制的浆液，具体浆液配合比根据试验槽段及实际情况进行调整。泥浆制备的性能指标如表2所示。
表2 泥浆制备的性能指标
（2）膨润土泥浆循环。膨润土泥浆采用高速回转式制浆机进行搅拌，按照“水—膨润土—CMC—纯碱”的顺序进行搅拌添加。泥浆循环需依照以下步骤执行：
①在进行挖槽时需要在循环池内对泥浆进行注入，以此来开始对槽段的开挖，并且开挖与注入需要同步进行，泥浆液面与导墙需要保持0.2米左右的距离，并且需要在0.5米的地下水位之上。
②在进行成槽时，通过泵对反循环的吸收，能够将循环池内的泥浆泵入到槽内，然后向沉淀池中抽取槽内的泥浆，在完成沉淀并达到相应的要求后，需要重新输送到循环池内。
③在进行砼灌注时，泥浆在中上部会重新回到沉淀池中，废浆池中所排入的泥浆来自砼顶面4米以上，这部分废浆不能使用。
此外，在制作膨润土泥浆的过程中，每班需要对质量指标进行2次的检测，对新拌泥浆的使用需要在存放超过24小时后，在对泥浆进行补充的过程中，需要采用泥浆泵记性不断的循浆。在置换出混凝土中的泥浆后，需要按照所需的指标对其进行净化调整，并混合新鲜泥浆进行循环使用，切勿在废浆池中排放无法调净的泥浆，并采用泥浆泵将其从场中运走。
2.2.3成槽施工
当泥浆在导槽内达到最大值时，需要进行挖土成槽，本次施工所采用的抓法成槽，是按照先两侧后中间的顺序进行的，在成槽阶段，需要根据垂直度以及平面位置，做好对抓斗的严格控制，特别是在进行开槽的过程中。成槽机器的垂直度的控制根据GB-34液压抓斗成槽机来完成，机器配备了垂度显示仪表与自动纠正偏差装置，成槽机的显示器将直接显示垂度控制情况[3]；若偏差超过允许值立即纠偏。抓斗入槽时需要与基坑一侧保持贴紧，进行平稳的机械操作，并且需要在第一时间做好对泥浆的补入，以此来使泥浆液面在导墙中能够比20cm导墙顶面处更低。挖出来的土料用自卸车运至弃土区。在进行挖槽时，需要随时按照现场情况检测泥浆比重是否合理，并且在进行过成槽时，需要做好对异常情况的密切关注，以此来使问题能够得到及时的发现和处理。
本次工程地下连续墙的成槽质量标准为：垂直度不得大于0.67%；槽深允许误差：-200mm；槽宽允许误差：0～50mm。中间向两侧作业顺序如图3所示。
.png)
图3 中间向两侧作业顺序
3槽壁坍塌预防策略
在地下对连续墙成槽进行施工时，由于软土层和厚砂层容易出现坍塌问题，因此需要做好对以下预防性措施的制定：
（1）减轻地表荷载。堆载在槽壁附近需要在20KN/m²以下，轮缘在起吊设备以及载重汽车内需要保持与槽壁保持大于3.5米的距离。此外，针对槽口所受到的静荷载以及动荷载作用，需要尽可能的对其进行减少。
（2）正确的机械操作。成槽机械操作要平稳，不能猛起猛落，防止槽内形成负压区，产生槽坍。
（3）强化泥浆工艺。采用优质膨润土制备泥浆，并配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥浆止水护壁，保持好槽内泥浆水头高度，并高于地下水位0.5米以上。
（4）缩短裸槽时间。抓好各个成槽工序间的衔接工作，槽段开挖结束后尽快进行混凝土浇筑，尽量将成槽至浇灌完砼时间控制在24小时以内。
（5）护壁泥浆性能指标动态测定。经常测定护壁泥浆的性能指标，随时掌握护壁泥浆的状态，保证其始终处于设计要求及规范规定的状态。
（6）成槽过程控制。成槽过程中注意对垂直度、泥浆比重等指标的测控，注意观察成槽施工时的泥浆损耗量，及时补充泥浆，控制浆液面在槽口以下20cm左右，以保障槽壁的稳定。如出现耗浆量超过正常值或地层严重漏浆，要及时分析原因，采取相应堵漏措施，调整泥浆的配合比，必要时向槽孔内回填粘土或加入粘土球、水泥等，再用抓斗下去挤抓，使得粘土等堵漏物质被挤入渗流孔隙或通道，起到堵漏作用。
4结论
本文详细设计了一套符合软土层和厚砂层地质条件的地下连续墙成槽施工技术方案，将GB-34液压抓斗成槽机作为主要施工机械，详细设计了导墙施工方案以及保护槽壁的膨润土浆配比情况。总体而言，此方案执行过程中正确操作机械是关键，因此对于施工人员来说，要充分掌握液压抓斗成槽机的特性与操作方法，熟练进行成槽施工；此外，需要发挥每种施工机械的特长，协调配合使用各种机械设备，及时处理施工过程中出现的安全隐患，将成槽施工风险、槽壁坍塌风险扼杀在源头。
参考文献：
[1]罗反苏，潘岸柳，罗努银，等. 上软下硬的复杂地层中地下连续墙成槽施工技术[J]. 建筑施工，2018，040（006）：827-829.
[2]钟志全，喻畅英. 抛石挤淤地质条件地下连续墙成槽施工技术[J]. 建筑机械化，2018，039（012）：50-52.
[3]沈浩，邹丽敏，王碧波. 超深圆形基坑地下连续墙成槽垂直度控制施工措施[J]. 中国给水排水，2020，36（6）：83-87.