大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法与流程

本发明涉及地下工程施工技术，特别涉及一种大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法。

背景技术：

随着社会的发展，城市地上土地日趋紧张，地下空间利用程度日益增加，深基坑愈来愈多，安全要求越来越高，对于深基坑围护结构可靠度的要求也越来越高，地下连续墙具有强度高、刚度大、防渗性能和整体性好等优点，因此作为一种常用的围护结构形式被广泛运用，普遍运用于轨道交通车站深基坑等工程中。

地下连续墙在国内外基坑施工中应用广泛，但是在一些特殊的地质条件下，需设计落底式止水帷幕，地下连续墙墙底需嵌入微风化岩层，地质构造致使微风化岩层岩面起伏坡度较大、微风化岩层强度高，在微风化岩层中采用冲击钻成槽，若槽段底部齐平，岩层段相对较长，破岩工作量较大，现有施工设备，施工工期较长，上部软弱地层槽段易发生缩颈、塌孔，同时成槽形成大量的岩渣难于清出槽外，对于落底式止水帷幕来说属于薄弱环节，易造成基坑开挖后出现涌水、涌砂等不良后果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法，在满足地连墙嵌岩深度设计要求基础上，有效减少槽底破岩工作量，缩短地连墙成槽施工工期，减少工程成本，降低上部软弱地层段因等待时间过长而发生“缩颈、塌孔”的风险，避免大量沉渣造成的止水帷幕薄弱环节，保证地下连续墙施工质量及安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法，包括如下步骤：

①按地下连续墙准确的位置，在每幅地下连续墙的宽度范围内间隔第一地质超前钻孔、第二地质超前钻孔和第三地质超前钻孔，根据其钻至岩面的第一终孔深度、第二终孔深度和第三终孔深度判别槽底岩面走向及分布情况精确判定地质岩面情况；

②对各槽段的嵌岩深度进行控制，分类确定各幅地下连续墙结构形式、终槽类型及相应的标高；

③成槽和清槽，在成槽机成槽过程中清渣，按常规正、反循环法或辅助抓斗捞渣；

④按各幅地下连续墙岩面终槽类型及相应的标高制作相适配的钢筋笼；

⑤将吊装钢筋笼吊装入对应的槽段内；

⑥浇注混凝土形成地下连续墙。

本发明的有益效果是，根据地质钻孔，精确判定槽底岩面走向及分布情况，并分类确定各幅地下连续墙结构形式、岩面终槽的类型及相应的标高，对各槽段的嵌岩深度进行控制，利用差异标高分台阶终槽，在满足地连墙嵌岩深度设计要求基础上，有效减少破岩工作量，缩短地连墙成槽施工工期，减少工程成本，降低上部软弱地层段因等待时间过长而发生“缩颈、塌孔”的风险，保证地下连续墙施工质量及安全。

本发明有效解决了目前在大起伏岩面地层中地下连续墙施工过程中出现的诸多技术难题。

附图说明

本说明书包括如下幅附图：

图1是本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法中山峰状岩面终槽的示意图；

图2是本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法中单边倾斜变坡状岩面终槽的示意图；

图3是本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法中山谷状岩面终槽的示意图；

图4是本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法中用于山峰状岩面和单边倾斜变坡状岩面的钢筋笼的立面图；

图5是本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法中用于山谷状岩面钢筋笼的立面图；

图6是本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法中钢筋笼的横剖面图；

图7是本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法中的连续墙混凝土浇筑示意图。

图中标记及对应的名称：地下连续墙幅宽B、地面D、岩面线K、第一地质超前钻孔Z1、第二地质超前钻孔Z2、第三地质超前钻孔Z3、第一终孔深度H1、第二终孔深度H2、第三终孔深度H3、岩面终槽10、钢筋笼20、第一预埋注浆管21、第二预埋注浆管22、第一导管24、第二导管25。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，本发明的大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法，包括如下步骤：

①按地下连续墙准确的位置，在每幅地下连续墙的宽度范围内间隔第一地质超前钻孔Z1、第二地质超前钻孔Z2和第三地质超前钻孔Z3，根据其钻至岩面的第一终孔深度H1、第二终孔深度H2和第三终孔深度H3判别槽底岩面走向及分布情况精确判定地质岩面情况；

②对各槽段的嵌岩深度进行控制，分类确定各幅地下连续墙结构形式、终槽类型及相应的标高；

③成槽和清槽，在成槽机成槽过程中清渣，按常规正、反循环法或辅助抓斗捞渣；

④按各幅地下连续墙岩面终槽10类型及相应的标高制作相适配的钢筋笼20；

⑤将吊装钢筋笼20吊装入对应的槽段内；

⑥浇注混凝土形成地下连续墙。

本发明根据地质钻孔，精确判定槽底岩面走向及分布情况确定岩面情况，并分类确定各幅地下连续墙岩面终槽10的类型及相应的标高，对各槽段的嵌岩深度进行控制，利用差异标高分台阶终槽，在满足地连墙嵌岩深度设计要求基础上，减少了槽底破岩工作量，缩短了地连墙成槽施工工期，减少了工程成本，降低了上部软弱地层段因等待时间过长而发生“缩颈、塌孔”的风险，保证了地下连续墙施工质量及安全，有效解决了目前在大起伏岩面地层中地下连续墙施工过程中出现的诸多技术难题。

参照图1至图3，通常情况下，所述第一地质超前钻孔Z1、第二地质超前钻孔Z2和第三地质超前钻孔Z3按间隔1/2地下连续墙幅宽B布设，图中阴影阴部分即为地下连续墙嵌岩部分。

所述步骤①和步骤②中，岩面情况、各幅地下连续墙岩面终槽10的类型及相应的标高的确定方式如下：

参照图1，如果若第一终孔深度H1大于第三终孔深度H3，第三终孔深度H3大于第二终孔深度H2，则该槽段内岩面呈山峰状，该幅地下连续墙岩面终槽10的类型确定为台阶状，其标高为第一终孔深度H1和第三终孔深度H3；

参照图2，如果第一终孔深度H1大于第二终孔深度H2，第二终孔深度H2大于第三终孔深度H3，则该槽段内岩面呈单边倾斜变坡状，该幅地下连续墙岩面终槽10的类型确定为台阶状，其标高为第一终孔深度H1和第二终孔深度H2。

对山峰状岩面和单边倾斜变坡状岩面，可按照半幅墙的两个超前地质钻孔岩面标高，取低者为标准进行嵌岩深度控制。两个半幅墙(2/B+2/B)从整体上合并为一个槽段，其槽底两个标高，形成一个台阶。每级台阶的终孔原则根据对应的两个超前地质钻孔中最低岩面进行终孔，以减少冲岩施工时间。

参照图3，如果第二终孔深度H2大于第一终孔深度H1和第三终孔深度H3，则该槽段内岩面呈山谷状，该幅地下连续墙岩面终槽10的类型确定为平底状，其标高为第二终孔深度H2。对山谷状岩面，因最深孔在中间，对其两侧的成槽均起控制作用，按最深岩面，最终形成平底状槽段，满足嵌固要求控制。

参照图4、图5和图6，按各幅地下连续墙岩面终槽10类型及相应的标高制作相适配的钢筋笼20，钢筋笼20的底部有台阶状和平底状两类。钢筋笼20左侧半幅、右侧半幅内分别固定有第一预埋注浆管21、第二预埋注浆管22，第一预埋注浆管21、第二预埋注浆管22的下端口延伸至近钢筋笼20左侧半幅、右侧半幅的底部。

参照图7，所述步骤⑥中，于钢筋笼20左侧半幅、右侧半幅内分别设置用于浇注混凝土的第一导管24、第二导管25。混凝土浇注的要求如下：

1、根据槽段底面的差异标高分台阶情况，计算第一导管24、第二导管25的长度，其下端口距离槽底30cm～50cm；

2、先行浇注较深台阶处混凝土，经实测浇注至同一平面后，另一根导管开始同步浇注混凝土。

本发明与目前通行的地下连续墙的施工方法相比较具有如下特点：

1、超前钻孔精确探明地质地形，分段确定入岩量，减少了硬岩开挖工程量，降低了重复多次修孔、卡锤等风险；

2、减少了长时间冲岩对岩面以上地层震动的影响；减少了因施工的周期过长而造成的上部软弱地层发生“缩颈、塌孔”的风险；

3、保证了成槽垂直度。按现有施工设备，在微风化岩层中通常采用冲击钻成槽，由于大起伏岩面倾斜使得冲锤受力不均，导致成槽垂直度难以控制，势必会经常出现偏孔现象，出现该现象后按常规方法为回填片石至偏孔处，重复冲孔，如此反复，必然造成工期大为增加，同时成槽形成大量的岩渣难于清出槽外。然而本发明利用差异标高分台阶终槽技术可以大大较少破岩工作量，减少了岩渣，提高了工效。

4、大大缩短了成槽工期。以厚800mm、标准墙幅宽5m、槽段深度约25m的地下连续墙为例，传统平底地下连续墙成槽每个冲孔入岩平均每天(24小时)0.6m，如一个槽段导向孔深度相差5m，如按最低导向孔终孔，即有半个槽段入岩5m才能终孔，共3个冲孔，共需时3×5/0.6＝25天；而本发明由于减少了一个台阶的微风化岩，减少了入岩的时间，估计每个槽段平均入岩1m，1×5/0.6＝9天，每个槽段减少25-9＝16天。

5、相比平底的地下连续墙，还节约了大量钢筋和混凝土，节约了成本。

本申请人成功地将本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法运用于广东、湖北等地轨道交通施工中，通过地质钻孔精确探测现场地质地形，在满足设计要求入岩深度的前提下，减少了槽底破岩工作量，有效缩短了成槽工期，降低了上部软弱地层条件下的“缩颈、塌孔”风险，降低工程建设成本，取得了很好的技术经济效益。

以上所述只是用图解说明本发明大起伏岩面地层中地下连续墙的施工方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。