1.身份证号码：50010119870902XXXX 中铁二局第六工程有限公司 四川成都 610000
摘要：近年来，随着我国城市轨道交通、高层建筑、高速路桥建设等领域的发展，大中型都市的城市建设再开发项目、旧城区改造、地铁隧道、地下围护结构、桥梁改扩建工程等项目的不断增加，经常会遇到地下岩石和残留的旧砼结构、旧桩基础等障碍物需要清除，这些地下障碍物成为地下工程施工的棘手问题，本文通过某工程实例介绍复杂环境下自行式360度全回转套管机在地下连续墙施工过程中清障的应用，为同类工程积累一定的实践经验。
关键词：钢筋混凝土；地下连续墙；全套管全回转钻机
丰北站是杭州地铁6号线一期工程的终点站，原丰北站已于2017年5月已完成主体地连墙施工。因线网规划，增加远期沿江线，进行站位调整。调整后围护结构设计图纸存在新旧墙6处交叉和2处多幅密贴，废弃的旧墙未隔断承压水，且交叉、密贴处旧墙倾斜鼓包导致新墙无法顺利成槽，存在较大的渗水通道（承压水层厚15～20m）,又因孔隙承压水水位较高、埋深不足，车站底板以下隔水层抵抗突涌能力不够，其基坑开挖、结构施工期渗水突涌风险极高。本文为解决优化设计的MJS工法桩，采用清除旧墙连通新墙的方法，隔断承压水渗水通道，确保施工安全，提出一种废弃超深（43m）钢筋混凝土地下连墙清除方法。
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新旧地下连续墙交叉部位平剖关系示意图
一、清除方案分析选择
（一）MJS工法隔断承压水对超深地下障碍物处理
全方位高压喷射工法（MJS工法）是在传统高压喷射注浆工艺的基础上，采用了独特的多孔管和前端造成装置，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆量来控制地内压力，大幅度减少对环境的影响，而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径[1]。MJS工法可以“全方位”进行高压喷射注浆施工，可进行水平、倾斜、垂直各方向、任意角度的施工；成桩桩径大，桩身质量好；对周边影响小，超深施工有保证；泥浆污染小，节能环保。
通过对MJS工法加固技术的研究，MJS工法在承压水层（圆砾）成桩难、质量差，无法阻隔新旧地连墙交叉处旧墙下部17m承压水渗水通道。同时据市场了解MJS（全方位高压喷射工法）最大加固深度在50m以内，深部土层的加固效果与可靠性差，随施工深度加大，气升效果减弱，所以深部排泥困难，并且地基压力会增加；而本工程加固深度达60m，主要用于淤泥、粘性土、粉质粘土、粉土等地层，需采用进口设备、调整加固深度及先引孔后加固，其施工时间长、费用高、质量差。故MJS工法加固技术在本工程中具有不适用性。
（二）全套管全回转钻机清除既有地连墙后联通新墙隔断承压水
全套管全回转钻机适用于障碍物埋深特别深（地面以下超过8m）情况，但费用较高，施工进度较慢，清障效果显著且安全。全套管清障技术施工的关键要点是压管推进、套管连接、障碍物清除、孔洞回填、套管提升工序。工艺流程：场地硬化→孔位放样→钻机就位对中→套管吊装及垂直度控制→套管回转切削钻进→垂直度校对→楔形锤嵌入→回转扭断旧墙→冲抓斗抓取旧墙→重复操作确保彻底清除旧墙→回填压实并逐次拔管→钻机移位。全回转钻机施工的优点：垂直度可以严格控制；可以很好地通过套管起到护壁的作用，确保施工安全；无泥浆等污染、噪音小、精确度高，不会改变底层的受力情况，对附近建筑物不会造成严重的影响。
全套管回转钻机施工作为一种新型工艺工法，应用于卵（漂）石地层桩基施工、咬合桩、旧桩置换及地下障碍物清除等复杂工况有较好效果，不仅能最大限度地保证施工质量，且避免了对邻近建筑物基础和地层的扰动和破坏，在显著减少操作不当造成的机械和人身事故以及周边环境复杂等引发的常见质量、安全事故方面有较高应用价值。对于采取清除既有地连墙联通新地连墙方式可有效隔断承压水，降低基坑突涌渗水风险[2]。经过多次研讨分析，最终确认优化设计取消MJS工法，选择全套管全回转钻机清除既有地连墙后联通新墙隔断承压水方式。
二、清除设备选择
全回转套管钻机是日本20世纪80年代中期在整体式搓管机的基础上开发的新型贝诺特施工设备，随着城市化进程加快，旧城改造及复杂地质环境施工越来越多，对于噪声小、环保高、振动小、效果好的全回转钻机施工工法需求越来越广。2010年由盾安集团投资设立的徐州盾安重工机械制造有限公司，开始对全回转钻机进行深入研究并开始制造，随着技术水平的不断提高，国产全回转钻机取代进口设备指日可待，盾安重工全套管全回转钻机填补了国内空白，达到国际同类产品领先水平。
通过对各个清除设备参数进行分析，本工程最终选择盾安重工DTR 2605H型全回转钻机，其峰值扭矩6174kN•m，套管压入力1180kN，瞬时起拔力4340kN，垂直精度1/500。主要机械设备配置如下表。
三、基础硬化、设备安装及调试
基础硬化：考虑设备自重及其压拔时反作用力达400T以上，为保证设备平稳运行，于设备所处范围进行换填处理，并采用0.5m厚C30钢筋（HRBΦ16@200双层双向）混凝土硬化，同时在基座四个角位置预埋锚栓钢板用于固定钻机。
表1主要机械设备配置表
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设备安装及调试：钻机安装需确保基座、回转钻机和钢套管三者中心合一，设备安装对中可采用十字定位法，将基板中心与桩位中心保持一致，随后将全套管钻机移动至基板定位槽中，过程中也可采用铅锤法或红外线投点法调整位置。调试时启动动力箱，通过控制器调整钻机抱箍系统和液压系统，使抱箍夹片夹紧钢套管，同时通过控制器分别向钻机输送旋转动力和下压力，使钢套管循环旋转切入地下。通过控制钻机环抱液压系统行程，采用全站仪或测垂仪检测，反复调整套管垂直度。
四、钻进、拔出、回填
1.全套管钻机钻进：第一节套管是影响垂直度的关键，钻进时（10m内）易产生偏位、倾斜，为避免该情况发生，钻进过程中利用全站仪配合测锤进行垂直度控制，并通过液压系统（环抱油缸行程控制）调整套管垂直度；第一节套管钻进旋转速度和下压力需在低档位运行（转速15-20r/min、套管自重总压强达22MPa），若偏离现象较严重时，可采取拔出套管，重新切割并压入；同时根据全套管压入深度及管外摩擦力情况，可适当在管外壁加入适量泥浆润滑。
2.墙体分节切割：因地下连续墙混凝土强度高、配筋密集（砼标号C35，竖向主筋为HRB28、32@100钢筋、横向水平筋主要为HRBΦ16@200布置，局部加密），对钢套管钻进端刀头磨损较大，为满足单次钻进深度、有效减少套管拔出次数，于12cm厚钢套管端头设置进口钛合金刀头，分节切割、分节扭断拔出，以钻进10m左右扭断拔出6m左右为最佳；钻进至10m更换刀头后重新安装的套管需与原位置重合，且保证套管垂直度在1/500以上；
3.墙体扭断、拔出方式：首先楔型锤沿钢套管内壁自由下落，依靠其自重嵌入旧地连墙与套管的空隙，再利用钻机强大扭矩通过楔形锤传递至旧墙，直至墙体连接处混凝土及钢筋断裂分离，然后用钢丝绳套取扭断墙体吊出，或者用冲抓斗冲击破碎后用液压抓斗取出散碎的混凝土块。
4.孔位检测：为保证后续新地连墙成槽顺利，须清除旧地连墙至设计墙底下1m，因孔位较深，首先对墙底抓取物进行实物观测以确定清除完成，然后回灌清水采用超声波设备进行孔径和垂直度检测。
6.孔洞回填：先抽干孔内回灌清水，再进行回填处理，填料采用10%的水泥土进行分层回填并夯实，回填同时逐步拔出钢套管，钢套管始终处于回填顶标高以下2m左右，以确保套管拔出后孔洞稳定不坍塌。
五、清障成果
通过对超深地下连续墙清除装置选型、清障工序等方面进行研究，取得了以下成果：须清除部位旧地下连续墙全部清除，不残留钢筋混凝土，保证后续成槽施工顺利进行。针对43m的障碍物深度，本工程进场套管60m，钻进深度不低于50m，清除深度不低于44m，保证套管内清除出的土体为地下原状土体，其中不残留钢筋混凝土，认真检验后再回填，以确保清除质量。
结束语
全套管回转压拔装置具有结构紧凑，扭矩大、施工精度高等特点，同时使用全套管清障具有施工环保效果，噪声低，振动小的优点。清障过程中不需要泥浆，对现场文明施工及环境保护较好，适用于本项目及同类市政项目。钻进清障过程中采取有效偏位控制措施，形成的清障空腔洁净无残留，满足新地连墙的成槽需要。经过试清障施工期间的相互磨合及对施工现场地下结构实际情况的熟悉，能够提高下钻速度和抓拔效率，从而提高工效，达到预期。本工程的顺利完工，为切除高强度地下连续墙、地下围护结构冷缝及无法封堵的渗漏水问题的解决提供了新思路、新方法。
参考文献
[1]盛业华.超深地下结构逆作法地下连续墙施工技术研究[J].安徽建筑, 2017,024(004):137-138.
[2]周正德,孙梓栗,龚震宇,等.超深圆形地下连续墙施工关键技术研究[J].交通标准化,2019,005(003):64-71.