旋挖钻机辅助引孔技术在地下连续墙施工中的应用.docxVIP

成槽机在软弱地层中施工地下连续墙时速度较快，且能够保证地下连续墙的施工质量，但随着地下连续墙槽段深度的增加以及地层强度的增加，成槽速度越来越慢，在较硬岩层中，成槽机施工困难，由于地下连续墙长时间施工所带来的一系列影响，轻则引起槽段塌壁，造成地下连续墙侵限及混凝土墙内夹泥夹渣的质量问题，重则引起地面坍塌，导致严重的生产安全事故。

此外，成槽机抓斗在较硬岩地层内受力不均匀导致槽段竖向偏斜，造成地下连续墙侵限或钢筋笼难以下放的后果。结合南京地铁10号线二期工程某车站的地下连续墙施工情况，介绍旋挖钻机辅助引孔技术在复杂地层条件下的施工应用。

1?工程概况

南京地铁10号线二期工程某车站主体基坑深度为21.8~27.1?m，围护结构采用1?000?mm厚地下连续墙，长度为27.0~29.6?m，进入强风化岩不小于3.5?m，中风化岩不小于2.5?m，且嵌固深度不得小于0.2?h（h为基坑深度），并隔断4–4?e承压水层；地下连续墙槽段形式分为一字形、L形、Z形、T形，标准段幅宽为6?m，盾构洞门处地下连续墙幅宽为7.2?m；地下连续墙采用H形钢接头，连接幅及闭合幅采用封口钢筋与H形钢相连接。

根据地勘报告，车站地层自上而下依次为①–1杂填土层、②–1?b粉质粘土层、②–3c粉土层、②–3?b粉质粘土层、④–4?e卵砾石土层、K1?g–2强风化泥质砂岩层、K1?g–3中风化泥质砂岩层；泥质砂岩在干燥状态下强度较高，强度为6.8~46.8?MPa，当泥质砂岩遇水时易软化，其饱水状态下强度为0~14.2?MPa。

2?施工原理

在施工中先采用旋挖钻机取出成槽机抓斗宽度两侧的土体及岩体，形成圆形孔洞，使成槽机抓斗伸入孔洞中，保证抓斗两侧斗齿受力相同，从而抓取土体及岩体形成槽段，保证地下连续墙的成槽质量，同时提高地下连续墙施工效率。

3?机械选型

本工程采用金泰SG?70成槽机及金泰280旋挖钻机对地下连续墙进行施工，其中成槽机发动机的额定输出功率为300?kW，最大提升力为700?kN，系统压力为35?MPa，最大成槽深度为80?m。旋挖钻机钻头直径为1.0?m，动力头输出扭矩为350?kN·m，最大钻孔深度为90?m，通过机内电脑调整桅杆的垂直度，可有效保证钻孔的垂直度。

4?施工技术措施

4.1?施工顺序

现场先采用成槽机进行成槽，待成槽机开挖至下部岩层、继续成槽困难时，则换作旋挖钻机进行引孔至设计槽底标高，然后再用成槽机进行开挖及清槽，从而达到快速成槽的目的。

4.2?确定引孔位置

地下连续墙槽段分为首开幅、连接幅和闭合幅3种形式。由于成槽机抓斗宽度为2.8?m，且抓斗底部为弧形，为避免机械原因造成的清槽不彻底而导致钢筋笼难以下放的问题，因此应根据每一幅地下连续墙槽段形式、接头形式、成槽机抓斗的宽度以及拐角处地下连续墙定位等因素综合考虑，从而确定首开幅及旋挖钻机的引孔位置，槽段的外放宽度应与H形钢接头长度相同。

（1）首开幅引孔。一般情况下将一字形地下连续墙作为首开幅，而特殊形式的地下连续墙基本在拐角处，为防止地下连续墙侵限，需对拐角处地下连续墙进行精确定位，因此也将其作为首开幅施工并确定其需要引孔的位置。一字形首开幅槽段两端及特殊形式的首开幅槽段各端头均需要外放至H形钢接头，引孔的中心线需与H形钢接头平齐，L形、Z形地下连续墙的拐角处增加一个引孔，引孔的中线与地下连续墙的边线重合，其中一字形标准段首开幅需要引4个孔，其他一字形槽段则需要根据其幅宽适当增减引孔的个数。

（2）连接幅引孔。连接幅槽段的一端连接首开幅，另一端需要外放1个型钢接头的长度，引孔的中心线需与H形钢接头平齐，连接幅中间引孔的位置及数量则需要根据槽段的幅宽确定。连接幅引孔平面位置如图1所示。

图1?地下连续墙连接幅引孔位置示意

（3）闭合幅引孔。由于闭合幅两端地下连续墙均已引孔，因此闭合幅槽段不需要外放，闭合幅中间引孔的位置及数量需要根据槽段的幅宽确定。闭合幅引孔平面位置如图2所示。

图2?地下连续墙闭合幅引孔位置示意

4.3?施工工艺流程

4.3.1?工艺流程

现场采用泥浆护壁方法对地下连续墙引孔及成槽进行施工。

旋挖钻机引孔工艺流程：施工准备→测量放线→旋挖钻机就位→钻进成孔→成槽机开挖及清槽。

4.3.2?施工方法

（1）施工准备。旋挖钻机进场后先检查钻机的机况，组装完成后进行运转试验，确保后续成孔施工能连续进行，然后再进行机械设备报验。待报验合格后做好施工准备，当成槽机成槽困难时，旋挖钻机则应根据事先标定的引孔位置向下钻进引孔。

（2）测量放线。根据设计图纸，提前放样出地下连续墙分幅线及旋挖钻机引孔位置，并用红漆标注在地下连续墙导墙两侧，需按设计要求使引孔中心线与槽段两端的H形钢接头边线或地下连续墙边线对齐，从而达到槽段超挖的效果，确保地下连续墙钢筋笼能够顺利下