圆形深竖井用多边形地下连续墙施工工法

'圆形深竖井用多边形地下连续墙施工工法1.前言近些年，我国土木工程建设得到了迅猛发展，其中石油化工输送管道基建工程领域也是独具特点，如油气输送管道穿越山岭和河海的隧道基建工程，就具有典型的小断面隧道工程技术特点，对于穿越河海的水底隧道，除水下隧道的施工技术外，隧道进出口施工控制技术也有较高的科技含量，进出口如果采用竖井形式，对于地层条件较差的地区，一般会设置围挡结构，起到施工中挡土和防水的作用，地下连续墙就是一种较为常用的设计结构形式。由于其竖井直径较小，地下连续墙只能采用多边形的设置形式，由此带来了多边形规格设置、设备匹配、成槽施工、接头形式、钢筋骨架施工、特殊地层施工控制等多项技术问题。国内土木工程领域地下连续墙应用大案例案例较多，但是一般为方形结构形式或圆形结构形式（直径较大约15m以上），其施工控制要素和关键控制技术和小直径圆形竖井用多边形地连墙还是存在着非常大的区别和不同。中交一公局第三工程有限公司通过相关工程实践、技术课题研究和总结，形成了小直径圆形深竖井用多边形地下连续墙施工工法，经工程实体检测和应用效果评价，工法可靠、先进，技术经济性指标较高，经济和社会效益显著。2014年，“圆形深竖井用多边形地下连续墙施工技术研究”技术成果通过了中国公路建设行业协会组织的成果鉴定，成果总体达到了国内领先水平。同时还申请了一项实用新型专利（高压冲水气举反循环清孔器）。2.工法特点2.1.提出了动态设计、结合现场实际设计的施工理念，根据圆井直径参数和市场成槽机型综合确定多边形地连墙边长参数，为提高施工工效、加强质量控制、节约施工成本打下了基础。2.2.结合施工地层特点，提出了成槽设备组合施工技术，解决了施工问题。2.3.针对多边形地连墙的特点，在导墙设置时提出了“V形角点设置扩大梯形凹口”的改进技术，大大提高了V形单元幅段一次成槽质量，避免了开挖死角，提高了成槽工效。2.4.针对七边形地下连续墙的结构特点，进行了成槽顺序精细化设计和施工控制（分为首开幅单元槽段、中间幅单元槽段、闭合幅单元槽段），施工效果较好，地连墙成槽质量优良。采取了泥浆处理循环技术，成本节约和环保效益明显。2.5.采用了“V”字型折角整体钢筋骨架施工控制技术，从分节设计、接头设计、临时加强、设备配置、骨架翻转、骨架入槽等多个方面进行精细控制，施工质量高、速度快。17 1.1.采用单元槽段型钢接头外侧接头回填、设置止浆装置和后期注浆加强等综合处置技术，有效解决了地连墙混凝土灌注中的绕流现象，同时对灌注导管布设间距、同步要求、防钩挂施工等方面提出了具体的控制要求，地连墙墙身、接头施工质量高，应用效果良好。2.工法的适用范围2.1.此工法适用于市政（地铁）、水工、交通、建筑等工程的小直径圆形竖井多边形地下连续墙施工。2.2.其它用于承重或围护结构的异形地下连续墙施工。3.工艺原理正式施工前根据竖井直径参数和市场成槽机型综合确定多边形地连墙边长参数。结合施工地层特点，选定成槽设备或组合形式。采用V形角点设置扩大梯形凹口技术进行导墙施工，按照施工设计确定的不同单元幅槽段进行首开幅单元槽段、中间幅单元槽段、闭合幅单元槽段的成槽施工，施工中采用了泥浆处理循环技术、改进型刷壁器清理型钢接头技术、应用“高压冲水气举反循环清孔器”清孔技术。多边形地连墙用“V”字型折角整体钢筋骨架施分节设计、加工制造、临时加强、设备配置、骨架翻转、骨架入槽等施工。采用单元槽段型钢接头外侧接头回填、设置止浆装置和后期注浆加强等综合处置技术，解决了地连墙混凝土灌注中的绕流问题，同时对灌注导管布设间距、同步要求、防钩挂施工等方面提出具体的控制要求。最终保证地连墙的施工质量，加快施工速度，降低施工成本支出。4.主要工艺及操作要点4.1.施工工艺流程质量验收准备工作导墙施工成槽设备进场刷壁清底换浆吊放钢筋骨架二次清孔接头密闭处理灌注水下砼检查验收成槽泥浆系统准备泥浆制备泥浆存储泥浆供应质量验收废浆外运泥浆回收再生处理钢筋骨架制作土方外运搭设平台钢筋加工质量验收骨架翻转超声波槽壁检测图1施工工艺流程图17 1.1.操作要点1.1.1.准备工作1.技术准备工作按照结合现场实际设计的施工理念，根据圆井直径参数和市场成槽机型综合确定多边形地连墙边长参数。结合施工地层特点和施工相关要求，进行了成槽设备选型和设备组合工作。2.现场准备工作大型设备进出场道路准备。要提前做好设备进出场的道路规划，详细调研进出道路沿线的限高、限宽、限制载重的位置和区段。作业区域土石方挖填作业、整平、硬化。根据地连墙钢筋骨架的用量、分节大小，合理规划出加工、制作和存放场区。给排水和供电设备准备。泥浆池设置位置和规模确定。1.1.2.护壁泥浆的配置及其循环系统的建立1.泥浆的配置及管理1）泥浆由膨润土（钠土）、CMC、纯碱、外加剂加水按一定比例配置而成，每批原材料进场后，经试验，性能指标达到要求后进行拌制。泥浆的基本配合比如下：表1新配置泥浆的基本配合比泥浆材料膨润土（商品陶土）CMC（IM5）纯碱（NA2CO3）地基状态粘性土砂性土粘性土砂性土粘性土砂性土掺加浓度（%）9~1111~130.4~0.50.5~0.73.5~4.44.0~4.4说明：1、在九龙江隧道地连墙工程施工中，泥浆按照砂性土地层的指标进行配置。2、上表中的各种材料掺加浓度：膨润土为泥浆质量百分比，CMC为掺加膨润土质量百分比，纯碱为掺加膨润土质量百分比。2）拌浆采用泵拌和气拌相结合，泥浆应存放24小时以上或添加分散剂，使膨润土充分水化后方可使用。原料选择和试验称量投料膨润土加水冲拌5分钟CMC和纯碱加水搅拌5分钟混合搅拌3分钟泥浆指标测定膨胀24小时后使用图2泥浆配置工艺流程图3）泥浆配置量应为单元槽段体积的1.5～2倍。4）施工时，应根据地基土的性质和其他因素选配泥浆，新鲜泥浆控制的主要指标见表2。表2新配制泥浆性能指标项目指标控制范围试验方法备注粘性土砂性土17 粘度20～2425～30漏斗计比重g/cm31.04～1.051.06～1.08泥浆比重计含砂率%＜3＜4洗砂器静切力mg/cm220～3020～30静切力仪泥饼厚mm＜1＜1失水量仪失水量ml/30min＜10＜10失水量仪胶体率%＞98＞981000ml量筒PH值8～98～9PH试纸表3成槽时槽内泥浆指标控制范围项目指标控制范围备注项目指标控制范围备注粘度（秒）25～30含砂率％7～10比重g/cm3≯1.15PH值＜7或＞10失水量ml/30分≯155）泥浆在使用过程中，应经常测定和控制有关指标，循环泥浆的性能指标为：比重﹤1.15，粘度﹤2.5s，失水量﹤30ml/30min，PH值＞7。2.泥浆处理循环系统的建立1）泥浆储存：泥浆储存采用半埋式砖砌泥浆池，泥浆池分沉淀池和泥浆储存池。2）泥浆循环：泥浆循环采用3LM型泥浆泵输送，4PL型泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。3）泥浆的分离净化：泥浆使用一个循环之后，要对泥浆进行分离净化，尽可能提高泥浆的重复使用率。4）当泥浆比重＞1.3、粘度无法测定、PH值＞14时应按废浆处理。5）泥浆池周壁应采用采用防水板、砂浆抹面等措施，防止地下水渗入泥浆池破坏泥浆性能；施工场地应设置集水井和排水沟，防止地表水流入泥浆池或槽内破坏泥浆性能。槽内回收泥浆的分离净化过程是：先经过土碴分离筛，把粒径大于10mm的泥土颗粒分出来，防止其堵塞旋流除碴器下泄口，然后依次经过沉淀池、旋流除碴器、双层振动筛多级分离净化，使泥浆的比重与含砂量减小，直至泥浆比重小于1.10，含砂量小于4%为止。新泥浆贮存施工槽段再生泥浆贮存新泥浆配制回收槽内泥浆粗筛分离泥浆沉淀池分离泥浆旋流器振动筛分离离心机分离泥浆劣化泥浆废弃处理净化泥浆性能加料拌制再生泥浆净化泥浆劣质泥浆图3泥浆循环系统工艺流程图17 1.1.1.导墙施工本工程地连墙导墙采用“┓┏”形式，钢筋混凝土结构。形状根据地连墙正七边形设置，导墙深度2m、翼板宽1m，导墙的顶标高与自然地面平齐，两片导墙间净空应较地连墙厚度大50mm，两侧对称分配，放样时以地连墙中心轴线位置进行控制。考虑七边形地连墙形状特性，根据地连墙的分段设计（7个V形幅段接头设在多边形的边中间位置）和成槽工艺（分2斗抓土成槽），为了避免成槽时形成开挖死角、影响V形钢筋骨架入槽下放，导墙设计时在V形角点设置扩大梯形凹口，凹口尺寸为上底宽150mm，下底宽300mm，高150mm。导墙设计形式和布置见下图。图4导墙设计示意图图5多边形角点扩大梯形凹口细部示意图1.1.2.槽段施工1.成槽顺序设计正七边形地下连续墙成槽采用间隔法施工，如图6所示，成槽施工先后顺序为槽段1→槽段3→槽段5→槽段7→槽段2→槽段4→槽段6。图6正七边形地连墙成槽顺序示意图17 单幅成槽单元分两斗开挖成槽，成槽顺序见图7~9所示，确定出首开幅和闭合幅，尽量保证成槽机开挖时两侧邻界条件的均衡性，以确保槽壁垂直。根据七边形地下连续墙分段设计及形状特点，开挖分为三批：第一批：首开幅槽段（1、3、5号槽段）开挖，成槽两侧为原状地层，直接分两斗开挖成槽。图7第一批双雌槽段单元幅开挖示意图第二批：中间幅槽段（7号槽段）开挖，由于七边形地下连续墙为单数个数地下连续墙，两侧临界条件无法做到均衡。成槽一侧为原状地层，另一侧为与槽段1已完成地连墙连接，分两斗开挖成槽后还需要对以便一边进行型钢接头处扫孔施工。图8第二批雌雄槽段单元幅开挖示意图第三批闭合幅槽段（2、4、6号槽段）开挖，开挖槽段两侧均为已完成浇筑地连墙幅段，型钢接头已经放置，分两斗开挖成槽后，两侧均需扫孔施工。图9第二批双雄槽段单元幅开挖示意图2.槽段开挖槽段开挖前，根据设计图纸和业主提供的测量控制桩点在导墙上精确划出分段标记线，并根据连接型钢实际尺寸在导墙上标出其位置。根据抓斗宽度，在导墙上标出两序或三序成槽位置。开挖过程中要实测垂直度，并及时纠偏。1）首幅单元槽段开挖成槽首开幅单元槽段（双雌槽段）采用两抓成槽工艺。第一抓先挖除“V”字形槽段一边的土体，开挖从导墙面开始一直开挖至设计标高。第二抓开挖“V”字形槽段另一边的土体。开挖从地面17 一直开挖至设计标高。由于液压抓斗开幅宽度为2.9m，与半幅槽段宽度相当，每一抓刚好开挖“V”字形槽段一半的土体。两抓均挖至设计标高后，进行槽段的扫孔作业。清理的方法是把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。同样是两抓清理。重复几次把槽底的沉渣清除干净。2）中间幅单元槽段开挖成槽中间幅单元槽段（雌雄槽段）采用两抓成槽工艺。与首开幅单元槽段开挖不同的是，第一抓开挖相邻槽段砼浇筑已完成端，这样是为防止先抓部分长时间在泥浆中浸泡发生塌孔。第一抓从地面一直开挖至设计标高。第二抓开挖“V”字形槽段另一边的土体，开挖从地面一直开挖至设计标高。两抓均挖至设计标高后，成槽完成。成槽完成后在相邻一幅已经完成地下连续墙的接头上必然有黏附的淤泥、杂质，如不及时清除会产生夹泥现象，造成基坑开挖过程中地下连续墙渗水，为此必须采取刷壁措施。首先采用成槽机上的侧铲进行清除，然后采用刷壁器，用吊车吊入槽内紧贴接头型钢凹槽上下反复清刷，认真仔细地清刷干净，清刷应在清槽换浆前进行，使混凝土与型钢接合处干净，确保连接紧密，防止渗漏水现象的发生。之后进行槽段的扫孔作业。清理的方法同首开幅单元槽段。按工字钢形状设计重新设计刷壁器，使刷壁器与工字钢形状基本吻合（详见图10）。在下一槽段地连墙施工前，使用刷壁器对工字钢进行反复清刷，避免出现夹层现象。图10九龙江隧道刷壁器调整前后示意图3）闭合幅单元槽段开挖成槽闭合幅单元槽段（双雄槽段）开挖采用两抓成槽工艺。由于相邻槽段均已完成，两抓顺序任意进行。两抓均开挖至设计标高后，进行刷壁措施。两侧均有型钢接头，所以两侧均需刷壁。首先对先开挖一侧进行刷壁，完成后进行另一侧的刷壁。之后进行槽段的扫孔作业，清理的方法同首开幅单元槽段。4）特殊情况处理施工过程中若遇到直径较大球状风化体或中风化以上强度较高围岩，成槽机无法抓动时，抓斗挖到岩面即停，并使槽底基本持平。单元槽段两抓均挖至基岩位置后，将成槽机移开，在导墙17 上标出各钻孔位置，换冲击钻施工，冲击至设计标高后，采用方形冲锤修边。在地连墙拐角部位要整锤施工，保证地下连续墙完整性。3.槽段质量检查槽段开挖、扫孔结束后，检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度，合格后可进行清槽换浆。槽段开挖质量标准见表4所示。表4槽段开挖质量标准序号项目单位质量标准备注1槽壁垂直度%≯0.52槽深mm0～+200同一槽段深度一致3槽宽mm0～+504槽段中心线偏差mm±50引自：GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》4.清槽换浆清槽方法采用泥浆泵反循环法进行。开始时利用循环泥浆进行清碴，直至清碴达到要求后改用优质泥浆进行置换，确保槽底沉淀厚度符合要求。泥浆补给要及时，槽内泥浆液面控制在地下水位1.0m以上（较导墙基本平齐低0.5m），以防造成槽壁塌落。施工中应采用大比重泥浆，以防挖槽过程中槽壁坍塌；施工结束后，应用小比重泥浆来置换槽内的大比重泥浆，使槽内泥浆比重降低至1.15以下，并保持槽内泥浆均匀以利于混凝土灌注；清碴后槽底沉碴不得厚于100mm。采用结合多种清孔方法综合清孔。九龙江隧道东、西岸竖井地下连续墙采用掏砂筒+气举反循环方式综合清孔。首先利用掏砂筒抽取大量砂，然后利用气举反循环方法进行底部泥浆置换，掏砂和气举反循环清孔过程中，均要向孔内补充优质合格泥浆，逐步将孔内砂率较大泥浆置换，清孔合格后下钢筋骨架，灌注前一直进行反循环清孔，且采取多点检测沉淀厚度的方式，增加检测的频率。1.1.1.钢筋骨架加工制作及安装1.钢筋骨架分节设计为了便于地连墙钢筋骨架制作、翻转和入槽等施工，需要提前对钢筋骨架进行施工分节设计，以达到经济、高效安全的施工效果。施工分节设计考虑的关键因素有场地施工条件、起重设备能力、钢筋骨架入槽就位时间等。2.起重设备选型根据钢筋骨架的分节长度和起重重量，以及地连墙施工现场的地理位置和交通运输条件限制，综合考虑进行设备选型。17 3.钢筋骨架制作平台准备一个单元槽段钢筋骨架为128.6º折角的异形骨架，加上长度长、宽度大、钢筋规格种类多，为了满足钢筋骨架的制作精度要求，提高施工效率，需要提前准备制作平台。由于钢筋骨架重量较大，平台除满足骨架制作要求外，还要满足骨架承重要求，具体布置和设计要经过受力验算并合格后方可实施。4.现场绑制和焊接成型1）主钢筋骨架制作成型主钢筋骨架主要由竖向主钢筋、横向连接主钢筋和厚度方向支撑架立钢筋组成。主筋连接采用机械连接接头，按照规范要求搭接区错位布置。纵横主钢筋采用50%扎丝绑扎、50%点焊的形式连接，桁架处100%点焊。2）型钢连接接头型钢连接接头在主钢筋骨架成型后安装，根据骨架分类，对应安装雌雄接头，安装时重点控制好连接接头的焊接质量，严格控制垂直度和连接接头相对宽度指标偏差等。3）网格（桁架）加强钢筋安装该类钢筋分为网格加强钢筋和桁架加强钢筋两种，主要起加强钢筋骨架整体刚度的作用，保证翻转和起吊过程中不变形。施工中要重点控制好加强钢筋的焊接数量和质量。4）钢筋连接器预埋钢筋安装对于逆作法竖井需在地下连续墙上预埋连接装置。一般采用钢板连接和接驳器连接。钢筋接驳器与二衬、圈梁标高对应，布置间距按设计施工。但导管下放位置不得安装接驳器，钢筋骨架起吊前所有接驳器均需用橡胶套盖严。5）钢筋骨架保护层设置保护层垫块用5mm厚钢板凸起制成，在骨架入槽前焊接固定好。5.吊装前加固及连接器预埋一是在钢筋骨架内设置网格加强钢筋和桁架加强钢筋。二是钢筋骨架吊点处用25mm以上圆钢加固，同时增加焊接连接点数。三是在折角钢筋骨架内夹角处设置临时固定钢筋（或型钢）横支撑。以减小起吊翻转和入槽过程中折角钢筋骨架的变形。6.折角钢筋骨架吊点设置主吊吊点设4个，副吊吊点设4个，吊点均设置于纵向桁架筋部位，吊点设置见下图所示。1）钢筋骨架整体加强钢筋骨架纵向通长设置4榀纵向桁架，桁架采用HRB400φ25钢筋，吊点位置均设在桁架处；17 横向加强筋每4m一道，用设置HRB400φ25加强筋代替HRB400φ22分布筋。2）钢筋骨架吊点加强对设置在钢筋骨架上的所有吊点均设置成“几”字形加强筋，加强筋采用Q235φ28圆钢；对于钢筋骨架顶下的2处主吊吊点及所有搁置点均采用“Π”形圆钢进行加强；并对所有吊点上部的一根水平筋进行加粗。采用HRB400φ28钢筋。图11吊点纵向位置及吊点加固钢筋示意图3）钢筋骨架夹角处的临时加固如图12所示，除设置上述永久加固措施之外，另要增设斜钢筋拉杆和型钢横支撑进行加强，以防钢筋骨架在空中翻转角度时发生变形。图12钢筋骨架夹角处临时加固设计7.钢筋骨架吊具配备1）吊装器：主副铁扁担均采用d=40mm厚Q235钢板+双25#槽钢组合加工成，扁担尺寸为3000×500mm，上下各设两个穿绳孔，尺寸均为Φ40mm。2）卸扣、钢丝绳、滑轮：准备15T卸扣4个，7T卸扣6个；钢丝绳φ24，L=20m共6根，钢丝绳φ36，L=2.3m共4根，要求规格为6×37，抗拉强度1700MPa；10T滑轮H10×1KBG共6个。8.钢筋骨架吊装1）吊机就位前，由协助人员将主、副吊装器挂在相对应的主、副吊机吊钩上。待130T主吊机与50T副吊机就位后，由指挥长检查就位情况，确保正确就位。就位结束后，指挥吊机将吊装器缓缓落至钢筋骨架面层分布筋上面，然后由协助人员将吊装器上钢丝绳用卸扣与吊环连接锁紧。2）经质检工程师与安全员对钢筋骨架焊接质量、吊具安全性能以及钢丝绳与吊环、吊点连17 接情况检查合格后，方可起吊。起吊作业中，吊机所有动作由指挥长统一安排和指挥。5）在指挥长的指挥下，主、副吊机同时缓缓起吊，将钢筋骨架平吊起身离地面约0.5m，将钢筋骨架悬空约10～15分钟，以检验焊接质量。同时，由安全员再次检查吊环、吊点处与卸扣、钢丝绳的连接是否完好，钢筋骨架的是否存在变形过大等问题。6）经检验无误后，由指挥长统一指挥主、副吊机将钢筋骨架缓缓提升吊起，在吊起过程中，副吊机不需过大提升扒杆，只需将钢筋骨架尾部控制在离地面1～2m的距离即可；主吊机应缓缓提升扒杆，直至钢筋骨架由水平状态转换为竖直状态。7）钢筋骨架起吊竖直后，拆除副吊钢丝绳，由主吊移动钢筋骨架至相应槽段，对正后缓缓将钢筋骨架放入槽中，待放到钢丝绳下端卸扣处时，停止下放，用2米长4根I16工字钢并排将钢筋骨架担在导墙上，确保担实不下滑后，装调工爬上钢筋骨架将钢丝绳挂在吊环上，继续下放钢筋骨架直至到设计标高。两节以上钢筋骨架亦同，只是在第一节钢筋骨架下放到距孔口1.2米左右时，将2米长4根I16工字钢并排将钢筋骨架担在导墙上，用上面程序吊起第二节钢筋骨架，移至孔口，对正钢筋骨架，进行钢筋连接器连接，箍筋就位，补装钢筋连接器等。待质检工程师检查合格后，130T主吊再次吊起钢筋骨架，停顿5-10分钟，待确认钢筋骨架无变形、脱焊等现象后，抽走工字钢，继续下放钢筋骨架，直至下放至设计标高，将2米长4根I16工字钢并排将钢筋骨架担在导墙上，撤走吊具。8）下放钢筋骨架后槽底泥渣测定：清渣一般在钢筋骨架安装前进行，在混凝土浇注前，再测定一次槽底泥浆和沉淀物，如不符合要求，再清槽一次。1.1.1.水下混凝土浇筑1.混凝土灌注前槽段处理1）接头回填为防止地连墙浇筑过程中，混凝土通过型钢与土体间的空隙绕流到型钢腹板后凝固成硬块，造成下幅地连墙施工时刷壁器无法清理硬块下方以及钢筋骨架无法靠近已浇筑地下连续墙腹板，严重影响地连墙质量。因此混凝土浇筑前需对型钢不浇筑侧超挖部分进行回填。通常情况型钢接头回填有砂袋回填和泡沫、砂袋组合回填两种方式。以本工程首开幅槽段为例，进行进行对比说明（如下图13所示）。砂袋回填较为经济，取材方便；泡沫、砂袋组合回填较为保险，即使混凝土发生绕流，但泡沫已完全占据腹板位置，下幅开挖时将泡沫直接挖除即可，因此也不造成影响，但该方式费用花费较大。本工程采用了砂袋回填方式进行接头处理。17 图13首开幅地连墙接头回填方式对比示意图2）接头型钢密闭处理在混凝土灌注过程中，常常会出现混凝土绕流和接头部位夹泥的质量缺陷。对此，结合本工程型钢接头形式，项目采取如下防水加强措施：①在型钢接头迎土面和迎坑面全高度范围内焊接600mm宽，0.5mm厚薄铁皮（如图16所示）。混凝土灌注时，在混凝土压力作用下，薄铁皮被撑开，和槽壁土紧密接触，阻止砂土流入该槽段、混凝土绕流进入后续槽段。②在型钢接头翼缘板外侧预埋一根2寸的无缝钢管（如图14所示），壁厚5mm，钢管上每隔1.0m对称开5mm的小孔，开孔部位钢管外套专用橡皮圈，形成单向阀。待地连墙施工完毕后，在地面进行压浆处理，对接头部位可能存在的夹泥进行加强处理。图14焊接铁皮及压压浆管布置示意图图15注浆管单向阀设计图2.地下连续墙水下混凝土灌注相对于土木建筑工程中常用的圆形或方形水下混凝土灌注桩基础，地下连续墙由于其具有槽幅窄而长，钢筋数量大的特点。根据其特点，施工中采用了双导管水下混凝土灌注技术，同时注意调整钢筋干扰，避免灌注混凝土过程中发生卡死导管的事故。双导管灌注法，不同的导管布置间距浇注，对墙身混凝土夹泥面积有一定影响，根据研究资17 料显示，导管间距在3m以内时，断面夹泥很少，3～3.5m时略有增加，大于3.5m时夹泥面积大大增加，因此导管间距不宜太大。本工程地下连续墙浇筑导管布置间距为2.4m。采用D250mm导管。灌注混凝土施工时，导管埋置深度控制在2~6m，注意控制两根导管混凝土浇筑上升面的均匀性，两导管灌注应同时进行，混凝土面高差控制在0.5m以内。同时导管连接采用螺纹扣接头形式，就位时，严格控制偏位和倾斜度，避免钩挂在钢筋骨架上，造成灌注事故。1.1.劳动组织表5主要人员配置序号人员配置数量（人）备注1管理人员22测量人员23成槽机司机24起重机司机45渣车司机66钢筋工10两班组7混凝土工12两班组8其他22.材料和设备2.1.材料表6主要工程材料序号材料名称规格备注1钢筋HRB335、HRB4002钢板20mm厚吊装器3H型钢40mm厚槽段接头4水泥P.O42.55河砂中砂6碎石10～25mm7膨润土2.2.主要设备表7主要机械及设备序号设备名称型号规格数量备注序号设备名称型号规格数量备注1成槽机金泰SG40A1台成槽12电焊机BX-300型10台钢筋加工2轮式起重机130T1台钢筋笼吊放13运渣车15t3辆运土3轮式起重机50T1台钢筋笼吊放14发电机200Kw1台备用4灌注导管Φ2502套砼浇筑15潜水泵200QJ10-52/44台现场抽排水5砼机架自制2套砼浇筑16泥浆比重测定器ANB-11台检测泥浆6旋流器1套泥浆系统17含砂量测定器ANA-11台检测泥浆7泥浆泵4PN4台泥浆制作18泥浆失水仪ANS-11台检测泥浆8木工三机1套模板制作19刷槽器自制1台刷壁用10钢筋加工设备1套钢筋加工20钢筋直螺纹滚丝机HGS-401台制作钢筋接驳器11对焊机1台钢筋加工21冲击钻CZ-301台成槽备用3.质量控制3.1.工程质量控制标准3.1.1.钢筋笼施工执行《地下铁道工程施工及验收规范》。钢筋笼允许偏差按表8执行。表8钢筋笼制作允许偏差值（mm）17 项目偏差检查方法钢筋笼长度±50钢尺量，每片钢筋网检查上、中、下三处钢筋笼宽度±20钢筋笼厚度0-10主筋间距±10任取一个断面，连续量取间距，取平均值作为一点，每片钢筋网上测四点分布筋间距±20预埋件中心位置±10抽查1.1.1.地下连续墙施工质量执行《地下铁道工程施工及验收规范》。地下连续墙允许偏差按表9执行。表9地下连续墙各部位允许偏差值（mm）项目允许偏差项目允许偏差临时支护墙体单一或复合墙体临时支护墙体单一或复合墙体平面位置±50﹢300预埋件——30平整度5030预埋连接钢筋——30垂直度53变形缝——±20预留孔洞50301.2.质量保证措施1.2.1.成槽过程中利用经纬仪和成槽机的显示仪进行垂直度跟踪观测，严格做到随挖随测随纠，达到1/400的垂直度要求。1.2.2.合理安排槽段中的开挖顺序，使抓斗二侧的阻力均衡。1.2.3.消除成槽设备的垂直度偏差。根据成槽机的仪表控制垂直度。1.2.4.成槽时，选用粘度大，失水量小，形成护壁泥皮薄而韧性强的优质泥浆，确保槽段在成槽机械反复上下运动过程中土壁稳定，并根据成槽过程中土壁的情况变化选用外加剂，调整泥浆指标，以适应其变化。1.2.5.施工中防止泥浆漏失并及时补浆，始终维持稳定槽段所必须的液位高度，保证泥浆液面比地下水位高。1.2.6.雨天地下水位上升时应及时加大泥浆比重和粘度，雨量较大时暂停挖槽，并封盖槽口。1.2.7.成槽结束后应尽快进行水下砼浇注，尽量缩短槽壁的暴露时间。1.2.8.安放钢筋笼应做到稳、准、平，防止因钢筋笼上下移动而引起槽壁坍方。1.2.9.槽段接头处不允许有夹泥，施工时必须用特制接头刷上下刷多次直到接无泥为止。1.2.10.在型钢接头迎土面和迎坑面全高度范围内焊接1000mm或0.5.mm厚薄铁皮。混凝土灌注时，在混凝土压力作用下，薄铁皮和槽壁土紧密接触，阻止混凝土绕流进入后续槽段。1.2.11.在型钢接头翼缘板外侧预埋一根2寸的无缝钢管（壁厚5mm），钢管上每隔1.0m对称开5mm的小孔，开孔部位钢管外套专用橡皮圈，形成单向阀。待地连墙施工完毕后，在地面进行压浆处理，对接头部位可能存在的夹泥进行加强处理。2.安全措施17 1.1.工人上岗前必需进行安全教育，并持证上岗。进入现场必须戴安全帽，严禁酒后作业。1.2.设备安装验收后才能使用，并悬挂安全标志；1.3.进入现场的作业人员必须遵守“十不准”规定；1.4.上班前必须在成槽设备、起重机各部件及钢丝绳、转动部分加润滑油，各制动部分要灵敏，试机正常后方能施工；1.5.导墙顶部必须用盖板盖好，以防人员掉入槽内；1.6.吊车作业回转应尽量避免超出施工区域，以免影响车辆正常运行，作业半径内严禁站人。应选有经验的指挥吊车，在起吊重物，特别是吊车抬翻钢筋笼体时，要随时检查吊具的固定情况，以防意外；1.7.施工现场设安全围栏、警示牌、警戒色、危险标志，夜间应设红灯标志。2.环保措施2.1.开工前，应对每个施工人员进行环境保护、环境卫生教育培训，并做好记录。2.2.对施工现场生产、生活用水的排放进行控制。分块设置过滤池和沉淀池，所有生活用水和生产用水均经过过滤、沉淀后方可排出。2.3.地下连续墙施工产生的废泥浆采用专用的泥浆二次处理机处理，泥浆二次处理机处理将泥水进行分离，形成的泥饼运往弃土场，滤出的清水排入排水沟。2.4.施工中产生的固体废弃物及时回收处理，施工机械定期检查维修。3.资源节约3.1.定期对机械进行检查，关键机械每日检查（例如成槽机），保证施工机械状态良好，能够发挥最佳生产能力，不因机械损伤等原因造成高能耗低效率的现象。3.2.成槽泥浆使用膨润土进行造浆，使用时过滤清除杂物，循环利用，降低膨润土消耗及废浆对环境的污染。3.3.合理布置施工场地，尽量减少二次搬运，节约施工过程中运输能耗。3.4.夏季施工过程中利用降水井抽出的地下水对住宿房屋喷洒降温，减少对电能的消耗。3.5.施工机械，使用完立即关闭，减少机械使用过程中对能量的消耗。3.6.原材料在下料时，合理计算下料长度搭配，保证材料损耗降到最低。4.效益分析4.1.经济效益分析1.在工程项目实施中，按照动态设计、充分结合现场实际的项目管理理念，优化了小直径竖井用多边形地连墙的边长参数，将原设计的十二边形槽段改为正七边形槽段，更加适应市场通用17 成槽机型，成槽工效提高及材料节省带来的效益为86万元（东、西岸地连墙合计提前成槽工期40天，估算费用76万元；减少I90工字钢115t，节约成本53万元，节约加工特制成槽抓斗10万元，扣除增加的竖井回填混凝土325.7m3，钢筋38.5t，共计53万元）。表10槽段优化工期、成本对照表序号实施方案东西岸总工期（天）机械匹配工程量变化费用增加备注1十二槽段地下连续墙96加工新抓斗10万元增加10处接头，I90工字钢增加115t。增加63万抓斗加工30天2七槽段地下连续墙560增加砼325.7m3，增加53万2.针对多边形地连墙的特点，在导墙设置时提出了“V形角点设置扩大梯形凹口”的改进技术，大大提高了V形单元幅段一次成槽质量，避免了开挖死角，提高了成槽工效。节约成本约36万元。表11扩大梯形凹口设置工效对照表序号项目开挖工期（天/幅）钢筋骨架吊装及清孔（天/幅）东、西岸总工期（天）备注1设置扩大梯形凹口2256节约20天工期节约成本36万元2不设置扩大梯形凹口32.5763.建立良好的泥浆循环系统，有效的降低了泥浆的损耗，节约膨润土、纯碱等泥浆材料。东西岸共需泥浆4300m3，采用良好的泥浆循环系统后，节约泥浆约1100m3，节省膨润土138t，纯碱5500kg，共计节约成本约9.38万元。1.1.社会效益分析通过多边形地连墙成槽技术、大型“V”字型折角整体钢筋骨架施工控制技术、地下连续墙混凝土灌注及检测评价技术等技术的研究和在工程实施中的应用，解决了施工难题、保证了施工质量和安全、同时大大提高了施工进度，为西气东输三线管线及早贯通通气使用奠定了基础，社会意义重大。其中大型钢筋骨架的专门设计和汽车吊起重设备应用，减少了对当地居民和乡村道路的影响，促进了路地和谐；护壁泥浆配置及泥浆处理循环系统建立技术的应用不仅节约了泥浆的使用量，同时对于环境保护也有显著的效果。2.应用实例本工法自形成以来，我公司已在西三线东段天然气管道隧道工程第四EPC项目九龙江隧道东岸竖井地连墙工程和西岸竖井地连墙两个工程中得到了应用。九龙江隧道为天燃气管道水域穿越隧道。穿越方式变更为采用“竖井+斜井+平巷+斜井+竖井”方案，隧道长度1096.5m。西岸竖井上部采用地下连续墙法围护结构施工，竖井内径9.0m，地下连续墙上部粘土至强风化花岗岩层围护结构采用地下连续墙法施工，为正七边形多边形结构，内切圆直径为10.2m，地17 下连续墙深度27.5m、厚度为1000mm，C30钢筋混凝土结构。东岸竖井围护结构采用地下连续墙法，竖井内径9.0m，竖井围护结构采用地下连续墙法施工，为正七边形多边形结构，内切圆直径为10.2m，地下连续墙深度48.1m、厚度为1000mm，C30钢筋混凝土结构。该工程东西岸竖井范围内地质复杂，富水量大，东岸竖井处地下水水位1～7m，西岸竖井处地下水水位1～4m。采用该施工工法，实施的地下连续墙工程施工速度快，施工质量优良，施工成本支出较低，应用效果良好。17'