2017 年 8 月
肀 威 * 荇 No.4 (Serial No. 193)
Aug. 2017
CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2017.04.020
超深地下连续墙铣接法关键施工技术
李剑彤，杜云龙
(宏润建设集团股份有限公司，上海200235 )
摘要：以宁波市轨道交通L3—期儿童公园站为施工背景，介绍大于75 m超深地下连续墙铣接法关键施工技术。施 工过程中，通过对泥浆护壁质量、成槽精度和混凝土首灌量3个方面的控制，保证地下连续墙的质量，为以后类似超 深地下空间围护结构施工提供技术经验。
关键词：超深地下连续墙；铣接法；泥浆护壁；成槽精度；混凝土首灌量
中图分类号：TU476.3 文献标志码：B 文章编号：1004-4655 (2017) 04-0063-04
近年来，随着城市地下空间的不断开发和规模 化利用，特别是城市轨道交通路网建设工程的快速 发展，车站基坑工程的开挖深度越来越深，超深地 下连续墙施工技术^]逐渐被广泛应用于深基坑工 程建设中。1施工背景
宁波市轨道交通L3 —期儿童公园站位于兴宁 路与中兴路路口东北侧，为L3、L4 “T”形换乘车站, 地下3层结构，基坑开挖深度29 m;工程周边环 境复杂，需保护的建（构）筑物年代久远，儿童公 园站东面为“宁波儿童公园”，内有湖面达1.3 hm2 与施工场地北面中塘河相连的人造湖。西面为采用 必377 mm沉管灌注桩形式7层砖混结构的丹凤新村 小区，与基坑主体结构最近距离约为85 m。南面有 采用沉管灌注桩形式的框架结构构筑物各3幢，分 别为采用0377 mm沉管灌注桩、8层框架结构的昌 新大楼；采用0426 mm沉管灌注桩、5层框架结 构的金达利1号楼以及采用0426 mm沉管灌注桩， 9〜10层框架结构的宁燕住宅楼，与基坑主体结构 最近距离仅25.1m。
施工场地地下水主要为孔隙承压水，主要赋存 于中部第⑤、⑥层承压含水层和深部第⑧、⑨层承 压含水层中。第L层孔隙承压水主要赋存于⑤3层 粉土、⑥2T层粉土层中，第12层孔隙承压水赋存 于⑧i层粉细砂土中。处于长期浸水环境下的混凝 土结构及钢筋具有微腐蚀性。⑧1层粉细砂土渗透
收稿日期：2017-05-08第一作者简介：李
剑彤（ 1972—），男，高级工程师，
系数约10_2cm/s，透水性属中等，水量丰富，单井 开采量200 ~ 1 000 m3/d，系市区地下水主要开采 层之一，水位埋深为2.52 m，开挖水头压力大。
因盾构曲线下调导致原抗浮验算不满足，车站 基坑围护设计采用174幅76 ~ 77 m超深地下连续 墙，是目前国内轨道交通领域最深的地下连续墙。 围护设计要求地下连续墙完全隔断⑧i承压水层， 其垂直度必须达到1/600 ;考虑到规范规定常规地 下连续墙垂直度为1/300,液压抓斗在深槽段的垂 直度无法达到设计要求，同时在如此深的槽段浇 筑后无论是锁口管还是反力箱的顶拔都存在很大 风险。因此决定采用抓铣结合（“液压抓斗+铣槽 机”）的成槽工艺，地下连续墙分幅间接头采用铣 接形式[3_4]。2抓铣结合工艺流程
地下连续墙分幅包括标准幅、拼接幅，标准幅 宽6.6 m，拼接幅宽2.8 m。作业时，先施工两侧标 准幅，再施工拼接幅。
1 )地下连续墙标准幅采用液压抓斗成槽至30 m
深地层—分次铣槽至76 ~ 77 m深地层—清孔—超 声波检测—吊放钢筋笼—浇筑混凝土（见图1 )。
预抓铣第一刀铣第二刀铣第三刀下放钢筋笼灌混凝土
图1标准幅施工步骤图
2 )拼接幅采用液压抓斗预抓30 m深地层—铣 槽至76 ~ 77 m深地层—清孔—超声波检测—刷壁 —扫孔—吊放钢筋笼—浇筑混凝土（见图2 )。
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MBA，主要从事轨道交通关键技术研究与项目实施。
李剑彤，杜云龙：超深地下连续墙铣接法关键施工技术
2017年第4期
中读)f威*我
预抓 铣削 下放钢筋笼 灌混凝土
3实施难点和针对措施
不同于普通地下连续墙施工，本项目设计所需 的地下连续墙要完全隔断⑧压水层，其垂直度 必须达到1/600 ;标准幅槽段的开挖土方量和浇筑 混凝土方量均> 600 m3, 一幅墙的开挖时间需要 36 ~ 48 h，浇筑完成后的总耗时达到60 ~ 72 h。 所以在成槽过程中如何保持槽段的槽壁稳定性、垂 直度和浇灌混凝土的密实度成为本项目实施中的难 点。
经过多次技术论证，现场施工通过提高泥浆护 壁质量、成槽精度和增加混凝土首灌量3个方面进 行攻关，克服关键难点。3.1提高泥浆护壁质量 3.1.1钠基膨润土护壁原理
为解决常规泥浆在地下连续墙施工中，尤其是 在护壁性能、携渣能力、稳定性、回收处理等方面的不足，选用新型的复合钠基膨润土（优钻100) 泥浆。该膨润土适合于各种土层，尤其是超深地下 连续墙的护壁要求。其水化后的膨胀倍数为钙基膨 润土的10倍以上，膨润土的小板结构充分打开。 膨润土的小板与高分子聚合物之间的桥接作用，可 在槽壁孔壁形成又薄又韧、致密的泥皮。大大降低 泥浆的滤失，使泥浆的失水量减少，降低对周边地 层含水量的扰动，使孔壁周边的地层尽量保持原 状，防塌性能增强（见图3)。
)胶黏性可以防止泥浆流失/ /膨润土系统可以形成泥饼， k ^有效地形成护壁
图3新型泥浆护壁机理图
3.1.2泥浆材料特性
1 )新型泥浆有很强的抵御有害离子侵袭能力， 其化学稳定性强，在不断循环和使用过程中始终保 持较强的稳定性和携砂能力，能够在较长时间中悬 浮泥浆中砂粒，有效减少超深地下连续墙施工中沉 渣过厚的现象。
2)低固相泥浆在初配和循环中的固相含量不
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高，密度一般在1.02 ~ 1.05 g/cm3,黏度和切力也 比细分散泥浆小。这种泥浆的优点有：泥浆容易净 化；槽内泥浆与灌注混凝土的密度、黏度差大，混 凝土受泥浆的危害减小。
3) 配制简单，快速。4)
作用时间长，泥浆混合后在较长时间内保
持泥浆性能稳定。
5) 在不稳定地层中形成薄的、致密的泥皮。6)
泥浆稳定性好，悬浮渣能力强，新鲜泥浆
比重一般在1.02 ~ 1.05。成槽后，土、砂颗粒马 上混入泥浆中并增大泥浆比重达1.1 ~ 1.2。3.1.3泥浆配置
配浆用水采用净化后的湖水，在配浆前，加 入适量纯碱将酸性水或硬水的pH值调到8 ~ 9, 为达到最佳配浆效果，新鲜泥浆比重控制在 1.02〜1.05。泥浆掺量和指标的关系、泥浆配合 比指标、泥浆性能指标分别见表1〜表3。
表-1泥浆掺量和指彳际关系表(优钻膨 润土指标 100 ) /kg • m_3
3035404550泥浆比重
1.0151.017
1.0201.0231.026泥浆黏度/S
2530
35
45
65
表2泥浆配合比指标表
泥浆材料
膨润土
纯碱
白来水
1 m3投料量/kg301980
表3泥浆1性能指标表
项目新鲜泥浆
成槽泥浆
清孔后泥浆
黏度/s22 ~ 30
25 ~ 4020 ~ 30比重1.02 ~ 1.051.05 ~ 1.151.03 ~ 1.15含砂率/%<2<8<4pH值8 ~ 98〜108〜10胶体率/%>99>96>99泥皮厚/mm
< 1.0< 1.5< 1.0
本工程原方案膨润土拟采用40 kg/m3。为倡导
节能施工，项目部拟通过实验确定泥浆最优配合 比，取4组不同的泥浆配合比进行对比，具体参数 见表4。
表4
泥浆试验配置表
泥浆膨润土指标优钻
纯碱3
白来水
编号
100/kg • m-3/kg • m~3
/kg • m~3
泥浆比重
泥浆黏度
/s
1251980
1.0132223019801.015253351
9801.01730440
i980
1.02035
为减少机械;糜作工偶然误差，每组泥浆用于幅槽段成槽（见表5)。
3李剑彤，杜云龙：超深地下连续墙铣接法关键施工技术
2017年第4期
表5泥黎试验对比分析表
混凝土浇筑
实量/m3试验充盈验
编号系数组理论实际
SY11
2)地墙拼接幅槽段一铣成槽，与两侧标准幅
沉渣厚度
/cm
泥浆指标比重
黏度pH
/s值188208
相切300 mm，完成拼接。成槽顺序见图5。
偏差值
2 800^
标准幅
3〇〇^2 200
1SY12SY13SY21
2SY22SY23SY31
3SY32SY33SY41
4SY42SY43
502
2082084964964964964963504964962085142112175005045005005093575005062161.021.011.041.011.021.011.011.031.021.011.021.041.041.031.031.051.041.051.071.071.081.101.101.11
19201920222325252625
9
8
999
888
99
1520151520202020252025301/7701/1701/5001/7201/7501/7601/8001/8501/8201/6101/4501/520
标准幅
过切长度
幅」，2 800 2 800 少
6 600 少
图5拼接幅成槽示意图
3.2.2精度控制要点
1)
铣槽机有纠偏装置，可以随挖随纠偏，确
保成槽垂直度要求。施工中应根据安装在液压成槽 机上的探头，随时将偏斜的情况通过探头连线反映 到驾驶室里的电脑上。驾驶员根据电脑上4个方向 动态偏斜情况启动液压成槽机上的液压推板进行动 态的纠偏，通过动态勤测勤纠，确保地下墙的垂直 精度。
2)
超深地墙施工中，应严格控制铣槽速度，
确保所有铣齿状况良好，并时刻注意Z向、F向的 垂直度。宁波属于长江三角洲滨海地区，土层丰富， 整套地层主要由黏性土、淤泥质土、粉性土、深层 的砂土组成，地层分布规律较复杂。根据地基土的 特征、成因及物理力学性质，勘探深度内的土层可 划分为9个大层及若干个亚层。经多次试验，确定 各土层中的成槽速度见表6、图6。
表6各土层成彳曹速率控制表
土层填土、黏土、
淤泥质黏土砂质粉土粉质黏土粉细砂粉质黏土
深度范 围/m
累计深
成槽机械
度/m
成槽时 平均速率
/m * h_1间/h
通过泥浆配置对比试验，得出最优膨润土量 为30 kg/m3,既节省原材料的计划投入，又保证满 足槽段垂直度（垂直度达到1/600)。
经济效益：一幅地下连续墙需生产新浆量为 15个筒仓，每个筒仓为70 m3,新浆量为15x70 = 1 050 m3原膨润土用量：1 050 x 40=42 000 kg=421
，
，
现膨润土用量：1 050 x 30=31 500 kg=31.5 t，每次节 省10.5 t，膨润土市场价格为1 400元/t，故每幅可 节省1.47万元，项目共有174幅地下连续墙，共节 省255_78万元。3.2提高成槽精度 3.2.1成槽顺序及流程
1)地墙标准幅槽段分三铣成槽，成槽顺序见 图4〇
II
L 2 800/I 0001 2 800 L
A 1A /-------- ----------7\\
6 600
---------------------0〜3030 ~ 4040 ~ 4848 〜6969 〜77
3040486977
液压抓斗
5.02.5
6.04.24.54.72.9
}---->
铣槽机
2.04.52.8
图4标准幅成槽示意图
W
粉质黏土粉细砂粉质黏土
砂质粉土
日
/襲44S80706050403020
ias
llliilllliill■*備机
-----头
歡泥质黏土
黏土 填土
10152
图6成孔速率控制表及检测照片
65
中威*我
李剑彤，杜云龙：超深地下连续墙铢接法关键施工技术
2017年第4期
3)经实践证明，通过铣槽机自纠偏系统与成 槽速率控制相结合，本工程174幅地墙成槽垂直度 平均值达到1/750,高于设计要求的1/600。下面 罗列其中10幅地下连续墙垂直度偏差（见表7 ), 垂直度偏差平均值为0.133%。
表7地_F连续墙盡1直度偏差统计表
地连墙编号垂直度偏差地连墙编号垂直度偏差
％
4结语
经过8个月的精心施工，174幅超深地下连续 墙于2016年10月顺利完成。经实践证明，通过 提高泥桨护壁质量、成槽精度和增加混凝土首灌 量3个关键工序控制，保证槽壁稳定，垂直度符 合设计要求。2017年5月，基坑已顺利开挖到底， 完成底板结构浇筑。
随着地下连续墙深度的加大，遇到地质情况越 来越复杂，随之引起的施工难度也越来越大，相应 出现的问题也会越来越多。本工程通过超深地下连 续墙铣接法施工关键技术的探索，积累未来可能发 展的类似深排隧道、超深地下空间开发等超深基坑
围护结构具有针对性的指导经验，为后续类似工程 和超深地下空间开发做好技术储备。
DLQ01
0.131
DLQ02
0.138
DLQ03
0.135
DLQ04
0.132
DLQ05
0.136
DLQ06
0.139
DLQ07
0.130
DLQ08
0.132
DLQ09
0.136
DLQ010
0.130
3.3混凝土浇筑
水下混凝土浇筑采用导管法施工，混凝土导管 选用直径270 mm的钢管，管节连接严密、牢固， 导管下端插入到距槽底300 ~ 500 mm ;灌注混凝 土前应在导管内设置球胆，起到隔水作用。
本工程标准幅槽段宽6.6 m，厚1.2 m，为提 高首灌埋管深度，采用2个6 m3料斗，首灌量为 12 m3,首灌埋管深度> 1.0 m。在混凝土浇筑时, 混凝土面均匀上升，导管插人混凝土深度应始终 保持在2 ~ 4 m，浇灌速度应> 2 m/h,保持连续 浇筑作业。
经后续基坑开挖情况证明，通过提髙混凝土首 灌量，合理控制浇灌速度，能有效保证地下连续墙 混凝土浇灌密实度，地下连续墙表面无渗漏现象。
参考文献：
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2012 ( 6 ) ： 520-522.[4]
张权彬.超深地下连续墙套铣接头施工技术[J].建筑施工，2013
(4)： 273-75.
住房城乡建设部关于发布国家标准《管道外防腐补口技术规范》的公告
现批准《管道外防腐补口技术规范》为国家标准，编号为GB/T 51241—2017，自2018年1 月1曰起实施。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
住房城乡建设部 2017年5月27日
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