中国葛洲坝集团市政工程有限公司 湖北宜昌 443000
摘要：本文结合某工程具体情况对地下连续墙施工的设备选型及施工方案做了详细的分析阐述。
关键词：地下连续墙；施工；方案
一、工程概况
本工程地下连续墙工程位于隔海围堰上，主要作用为隔断海水，保证某核电站基坑施工无海水渗透，为后期地下构筑物施工提供干地作业环境。本工程根据招标文件资料和现场踏勘，防渗工程建造在防波堤或填海临时围堰上，围堰为抛填开山块石、巨石堆积而成，最大直径达2m以上。
二、关键设备选型与设备配备
一期工程施工围堰地下连续墙施工的重点和难点在于成槽，选用合理、适宜的成槽设备是地下连续墙施工的关键。根据本工程地质及工程特征条件，配备CZ-6D型冲击钻机40台套、CZ-9型冲击钻机30台套，共70台套，该两型钻机在漂、大块石及高强度岩石层中进行钻孔成槽施工，具有较好的破岩效果。配备GBGJ-1000液压拔管机4台套。根据本标段施工进度安排，混凝土生产系统按照满足2个槽段同时浇筑配置，各槽段按照不小于4m/h浇筑速度，其生产能力应达到6.3（m）×4（m/h）×2（个）=50.4m³/h。混凝土拌和站计划布置在B-C段西侧指定场地内，型号为HZS75，理论生产能力为75m³/h，实际生产能力不低于52.5m³/h（实际能产能力按铭牌生产能力×0.7考虑）。配备ZX-200泥浆净化器4台套，处理能力：200 m³/h，分离程度：0.074～0.10mm。
三、地下连续墙施工工艺
（1）泥浆制备
本工程主孔造孔时主要采用孔内投填粘土，通过钻头冲击孔内造浆，槽孔孔壁较稳定的副孔进行劈打施工时也采用粘土泥浆，但对于过于松散及强漏失地层主、副孔施工中正电胶泥浆仍是首选，如此虽将大幅度增加施工成本，但对保证工期极为有利。
施工过程中形成的沉渣及泥浆经倒浆平台、排浆沟到沉淀池内，经沉淀净化后的泥浆经检测合格后可通过泥浆泵抽回槽孔内继续使用，混凝土浇筑时槽内上部合格泥浆直接抽排至回浆池，下部泥浆经倒浆平台、排浆沟到沉淀池内，经沉淀净化后合格的泥浆通过泥浆泵抽回槽孔内继续使用。为避免施工废浆造成污染，同时也为了避免制浆原料的大量浪费，在施工现场建造回浆池与泥浆沉淀池，在海域和陆域段各建2座500m³的沉淀池，施工废浆通过排渣沟自流至泥浆沉淀池。经沉淀净化后的泥浆如果经检验合格的泥浆则通过供浆管道直接排入槽孔，不满足标准则通过回浆管道打回制浆站回浆池，进行再生处理。利用人工或反铲将排渣沟及沉淀池清理出的废渣，以及净化器泥浆中净化出来的废渣，统一堆放，并安排自卸汽车运至业主指定弃渣场。
（2）先导孔施工
先由冲击钻钻孔至设计基岩线1～2m时，采用下套管后改用岩芯钻进行取芯，先导孔施工钻孔机械选用XY-2地质钻机，合金或金刚石钻头钻进。先导孔孔位误差不得超过10cm，偏斜率不得超过1%。
根据钻孔取芯要求，先导孔钻孔孔径采用91mm，采取芯样应满足地质鉴定工作要求。
在钻进过程中，宜连续施工，有利于防止缩孔或坍塌，当成孔困难或需要间歇施工时，应采取护壁措施，所取岩芯必须装箱、编号、填写岩芯牌、拍照、岩芯描述。认真做好原始施工记录，发现孔内有异常情况必须如实记录（如有掉钻、地层架空、孔口不返水等），字迹要清晰工整，记录应按照钻进回次逐段填写记录表格栏内容，分层应另记，不得将若干回次合并记录和事后追记。编录内容除一般性要求外，应着重描述岩石的结构特征，钻进难易程度及提土情况等。对陡坡段适当加密，经查明属于地质因素超出本原则需增加先导孔时，由现场监理工程师立即组织业主、设计专业工程师进行现场界定，并按界定意见执行。对陡岩槽段一期槽应进一步加密先导孔，必要时一期槽每槽1个先导孔。
（3）成槽施工
由于本工程处于抛石填海围堰上，地质条件特殊，如何划分槽段长度将对成槽的质量安全以及工效起着至关重要的作用。若将槽段划分过长，易使槽壁的自稳性急剧降低且造成成槽周期长，塌槽风险增高等影响；若将槽段划分过短，则易造成工作面过小，机械设备拥挤无法同时施工，同样会造成成槽周期长，塌槽风险增高等影响，并且墙体接头增多，既增加施工成本，也影响防渗效果。
槽段划分的主要依据为成槽工效和拟投入钻机的数量及设备尺寸确定。通过以往项目经验，块石地层成槽工效约为3～4m/d，效率较低，单台设备工效远低于常规地层，缩短成槽周期只能在同一槽段工作面上布置多台设备同时进行施工。拟投入的CZ-6D型钻机两台并排中心最小间距约为2.5m。一般槽段划分长度约为3-6m，因本工程地质条件限制，I期槽划分三主两副，考虑1号和5号主孔、2号和4号副孔可同时施工钻进，主孔长度为0.8m，副孔长度为1.5m，I期槽段长5.4m；由于采用冲击钻施工，I期槽施工完成后，地层被挤压的相对密实，II期槽成槽相对简单，槽段长度可略微增长，故将II期槽划分四主三副，考虑II期槽1号、5号、7号主孔和2号、6号副孔可同时钻进施工，II期主孔长度为0.8m，副孔长度为1.2m，II期槽段长6.8m。实际施工中槽段长度根据施工条件和地质情况调整。槽段划分见图3。
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根据地层条件，本工程主孔采用冲击钻机冲击钻进成孔，加强对块石破碎地层的挤密效应，降低塌槽风险。由于地层原因，本工程对钻头磨损较为严重，在开工前需配备好足够数量的钻头，一经磨损立即更换，增加纯钻时间，减少辅助作业时间，提高成槽工效。主孔开孔阶段宜采用平底钻或十字钻，能对孔口孔壁产生较好的挤压密实效果，钻至深度8～10m时更换空心钻头钻进，若钻进过程中遇到大块石、漂石等坚硬地层，应立即更换为十字钻头钻进。在钻孔过程中还应投入大量的粘土，以提高泥浆粘度悬浮钻渣，且降低块石、漂石层的泥浆漏浆量，防止塌孔事故的发生。
（4）水下混凝土浇注
①混凝土灌注采用导管法。槽孔墙体预埋件安装就位后，下设φ300mm钢制导管，导管为丝扣连接。导管安装时采用人机配合下设，Ⅰ期槽采用两套导管，Ⅱ期槽采用三套导管，导管中心距离槽孔端部的距离为1.0～1.5m，导管间最大间距不宜大于4.0m。混凝土必须在清孔合格后4小时内浇注，并连续进行。
②水下混凝土浇筑采用球塞式隔水栓，导管距孔底的距离必须大于球塞的直径。根据槽段划分长度以及混凝土需连续浇筑的要求，本工程首次浇筑的混凝土方量不得少于10m³，让混凝土顺利封住导管底。
③混凝土搅拌运输车运混凝土至储料罐，再经溜槽进入到导管。在混凝土浇筑过程中，严格控制各导管下料速度，保证槽内混凝土均匀浇筑，各浇筑面高差小于0.5m，槽孔内混凝土面上升速度控制在4～6m/h之间。导管埋入混凝土内的深度应控制在1～6m之间，防止泥浆倒灌进入导管内。起拔导管时，应根据混凝土浇筑上升速度和导管埋深指标判断。槽孔内混凝土面每30min测量一次混凝土面深度，每2h测量一次导管内混凝土面深度，根据测量结果及时填绘混凝土浇筑施工进度图，在开浇和结尾时应适当增加测量次数。为保证墙顶混凝土在达到设计要求的高度时满足施工质量，混凝土浇筑顶面高度应高于设计墙顶线0.5m。
四、结语
地下连续墙工程是一项对工程质量要求很高，工序相对复杂的施工工艺，在具体实施时会受到诸多因素的影响，尤其本文中提及的填石地层，但只要控制好各施工步骤与指标，对于可能发生的问题采取相应的措施，就能保证施工质量，缩短建设工期，降低建设成本。
参考文献：
[1]SL 174-2014 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范
[2]GB 5007-2002.建筑地基基础设计规范[S].