1、自动泥渣分离系统在地铁站地下连续墙入岩成槽中的应用摘要:通过深圳地铁 7 号线农林站地下连续墙施工实例，介绍在城市繁华地区，上部为粉砂、砾砂，下部为中、微风化花岗岩层，采用液压抓斗结合不同类型的冲击钻机，并引进自动泥渣分离系统成槽的施工技术。 关键词：自动泥渣分离系统；地下连续墙；入岩成槽；应用 中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 1950 年意大利开始在水库大坝工程中使用地下连续墙技术，是区别于传统施工方法的一种较为先进的地下工程结构形式，其优点是对邻近建筑物和地下管线的影响小，施工震动小、噪声低，整体性好、刚度大，止水效果好。1958 年我国引进了此项技术并应
2、用于北京密云水库的施工中。70 年代中期，这项技术开始推广应用到建筑、煤矿、市政等部门，并逐渐在地铁车站的施工中得以应用。 2 工程概况 新建深圳地铁 7 号线农林站工程，位于深圳市福田区红荔西路，农林路至农轩路之间。农林站有效站台中心里程 DK11+818.162，起讫里程DK11+725.462DK11+935.862。车站主体工程长度 210.4m，标准段宽度19.4m，轨道中心线间距约 13.6m，车站主体施工采用明挖顺作法。根据工程地质条件和环境条件，车站主体围护结构地下连续墙深度为19.824.7m，连续墙槽段划分长度为 4.6m8.0m，墙厚 800mm，共 73幅，其中“一”字
3、型 63 幅， “L”字型 10 幅，标准段长度为 6m，计 432.6 延米，混凝土 7828.4m3。地下连续墙采用导向墙定位，接头采用锁口管。 连续墙基底一般处于砾质粘性土或全风化花岗岩层，最大嵌固深度为 7.5m。地下连续墙依次穿过人工堆积层、黏土、粉质黏土以及粉砂、砾砂、圆砾土，花岗岩残积层，燕山期花岗岩。 施工区域地下水主要分为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在填土层、粘性土及残积层中。基岩裂隙水主要赋存在花岗岩强中等风化层中，略具承压性。地下水位埋深 2.707.80m，水位高程9.7011.00m，水位变幅 0.52.0m。地下水对混凝土结构具微腐蚀性；对钢筋混凝土结
4、构中钢筋具微腐蚀性。 项目难点:地下连续墙嵌入中、微风化花岗岩 1.5m2.5m，在入岩过程中,要维持上部淤泥质粘土、中砂、砾砂层的稳定。 3 导墙施工 在地下连续墙成槽前，应砌筑导墙。导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的边线和标高，是成槽设备进行导向，存储泥浆稳定液位，维护上部土体稳定，防止土体坍落的重要措施。 导墙采用整体式钢筋混凝土结构，净宽比地下连续墙厚度大 5cm，为 85cm。导墙高出地面 20cm，厚度为 20cm，顶宽 120cm，一般控制深度为 1.5m。车站导墙全长 433m，分段施工，每段长度 3050m。导墙的分段线不能与连续墙分幅线在同一位置。 技术措施： 测量放样：根
5、据地下连续墙轴线定出导墙开挖位置。 挖土：测量放样后，采用机械挖土和人工修整相结合的方法开挖导墙，挖土标高由人工修整控制。 立模及浇注砼：在底模上定出导墙位置，再绑扎钢筋。导墙外边砌砖模，内边立木模。 拆模及加撑：砼达到设计强度后拆模，同时在内墙上分层支撑，防止导墙向内挤压，方木水平间距 2m，上下间距为 1.0m。 回填土：导墙拆完模并加撑后，立即在导墙背后分层回填粘性土并压实。 施工缝：导墙施工缝处应凿毛，增加钢筋插筋，使导墙成为整体，达到不渗水的目的，施工缝应与地下连续墙接头错开。 导墙养护：导墙制作好后自然养护到 70%设计强度以上时，方可进行成槽作业，在此之前禁止车辆和起重机等重型机
6、械靠近导墙。 导墙分幅：导墙施工结束后，立即在导墙顶面上画出分幅线，用红漆标明单元槽段的编号；同时测出每幅墙顶标高，标注在施工图上，以备有据可查。 导墙转角处理：连续墙有转角型槽段，而成槽机抓斗宽度为2.8m，为解决槽段尺寸与抓斗宽度矛盾，考虑转角处导墙沿轴线方向外放 30cm，并对转角型槽段尺寸作局部调整。 4 泥浆制配 施工区域内地层含砂率高，泥浆利用率低，车站地处深圳市福田区繁华地段，场地狭小，限制泥浆池与沉淀池的数量与容量，泥浆不能有效沉淀，并且禁止外运弃置。 引入先进的泥渣自动分离系统，将已经使用过的泥浆中的砂砾等块状杂质分离出来，泥浆使用一个循环之后，泥渣分离系统分离出来的泥浆补充
7、新制泥浆中，并通过试验人员跟踪试验，在泥浆中加入烧碱、增稠剂等外加剂使净化泥浆基本上恢复原有的护壁性能，以提高泥浆的重复使用率。 (1)泥浆配比:由于岩层成槽时间较长(45 天),泥浆性能的好坏直接影响成槽质量与安全。根据现场调试的三种不同配比的泥浆,在成槽后采用 DM-686 超声波检测仪检测成槽质量。经对比后,采用以下配比:水：949kg；膨润土：117kg；CMC：0.58kg；纯碱：4.67kg。 (2)泥浆配制:先制备 5%CMC 溶液，让其充分溶解 56h 后，按配合比在搅拌机内加水、加膨润土，搅拌 6min；再加入 CMC 溶液，搅拌10min；再加入纯碱搅拌均匀后，放入储浆池中
8、，并不断用泥浆泵搅拌；待其 24h 后膨润土颗粒充分水化膨胀，即可使用。 5 成槽施工 采用 GB30 液压抓斗挖掘至强风化层。中风化层、微风化层利用CJF-15 冲击反循环钻机和 2ZK-8 型简易钢丝绳冲击钻机联合成槽。 5.1 岩层成槽 5.1.1 土层至强风化岩成槽土层至强风化岩上层,可直接用液压抓斗成槽。抓土过程中需不断向槽内补充泥浆,抓斗不能进尺时,即可停止,并收底使槽底基本保持水平,为后续入岩冲孔创造条件,以免斜孔。 5.1.2 中、微风化花岗岩成槽 在中、微风化花岗岩,采用 CJF-15 型冲击主孔,2ZK-8 简易钢丝绳冲击钻冲击副孔,再以简易钢丝绳冲击钻配特制方锤,凿除槽壁
9、上的凸起部分,修壁成槽。 (1)布孔:在导墙上标注出主孔与副孔的位置并编号，主孔为奇数号，副孔为偶数号。主孔中心距在 1.01.2m 之间,这需要根据每个槽段的长度具体布置，副孔中心位于两个主孔中心连线的中点。以 6.0m 标准槽段为例，如图 1 所示。 图 1 6.0m 标准槽段岩层钻孔布置图 在槽段拐角处,要向外侧多钻半个孔位,以保证槽段的完整性。 (2)主孔施工:主孔施工采用 CJF-15 型冲击反循环钻机,充分利用其冲频高(15 次/min)、出渣快(泵吸反循环出渣)、入岩效率高(0.51.0m/h)的优点。 由于上部土层已成槽，钻头直径采用 800mm，一则入槽时挤压槽壁有导向作用,
10、二则在入岩过程中可防止由于钻头磨损，导致岩层槽段断面尺寸不够。 (3)副孔施工:副孔是在相临两主孔施工完毕后，采用 2ZK-8 简易钢丝绳冲击钻，在槽内泥浆正循环冲击钻进。此时孔底呈“工”字形,由于冲击接触面积小,可通过人工调整冲击频率,使冲击锤稳定后再冲击,不至于使钻头在摆动的情况下钻进而导致斜孔。这样冲击两侧有临空面的岩层,提高钻进效率。 (4)方锤扫孔:在主、副孔施工结束后,用简易钢丝绳冲击钻配备特制的方锤,从主、副孔连线的中点下钻，修整槽壁，联孔成槽。 方锤由六瓣冲击锤改制而成，在其底部四周加焊 4cm 厚 40cm 高的钢板和冲击刃,作成梯形体(以防止卡锤)。 5.2 清槽 成槽后，
11、先用液压抓斗抓除槽底钻渣，再用泵吸反循环清除未被抓斗抓除的沉渣及置换泥浆。 6 施工中注意的问题及处理措施 (1)在冲孔过程中，注意孔壁的垂直度，尤其是锁口管位置。在主孔施工时，先检测其垂直度，超标时先用简易钢丝绳冲击钻修整后，再用 CJF-15 型冲击钻施工。 (2)在简易冲击钻施工中，注意冲程的控制(冲程控制在 1.52.0m)，避免放绳过多和打空锤，以减少对槽壁的扰动。 (3)在成槽过程中，使槽内泥浆处于循环状态，并根据检测的槽内泥浆性能，及时补充新鲜泥浆。 (4)在副孔施工及方锤修整槽壁时，易产生卡锤，卡锤后可采用以下措施: 用吊车吊另外一冲击锤，从被卡冲击锤的旁侧撞击被卡的冲击锤,提
12、拉出槽； 另下一捞钩，挂住锤底部，用吊车斜向吊拉，松动卡锤，配合钻机斜向拉起； 被卡严重时，可在卡锤的两侧下钩，钩住锤底部，利用锁口管起拔机强行拉出。 7 结论 通过引进先进的泥渣自动分离系统，充分利用液压抓土斗、冲击反循环钻机、简易钢丝绳冲击钻的优点,综合使用，解决了上部为粉砂、砾砂，基底为岩层的地下连续墙入岩施工难题，同时，解决了繁华地区场地狭小，限制泥浆池与沉淀池数量与容量的难题。该方法可适应于各种地层,甚至在抛石层,再采用一些辅助措施也可以成槽。农林站地下连续墙入岩成槽后经超声波检测及开挖后墙体检测，质量满足设计和规范要求，该方法成槽质量好，需用的泥浆数量少，每两幅槽段泥浆用量从使用前 157m3 降到了 28m3，提高了泥浆利用率，降低了膨润土等原料的消耗，经济效益明显，有利于环保，推广应用前景好。 主要参考文献 1、姜晨光编著，地铁工程建造技术，化学工业出版社，2010 2、地下铁道工程施工及验收规范，2003
