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  韓勝利，陳國祥

  （中鐵大橋局集團(tuán)一公司，河南  鄭州  450053）

[摘要]宜昌廟嘴長江大橋西壩錨碇位于長江中心島上，其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用圓形地下連續(xù)墻方案。西壩島覆蓋層較厚，地質(zhì)情況復(fù)雜，對(duì)地下連續(xù)墻施工影響較大。在卵石加漂石層中施工地下連續(xù)墻可借鑒經(jīng)驗(yàn)不多，如何在此種復(fù)雜地質(zhì)條件下成槽是施工成功的關(guān)鍵。該項(xiàng)目通過采用多種工藝，克服了復(fù)雜地質(zhì)的難題，保證了地下連續(xù)墻順利施工。

[關(guān)鍵詞]橋梁工程；地下連續(xù)墻；錨碇；施工技術(shù)

[中圖分類號(hào)]   U443. 24       [文章編號(hào)]1002-8498( 2016) 01-0042-04

1  工程概況

    宜昌市廟嘴長江大橋?yàn)橹骺?38m的單跨懸索橋，主纜邊跨跨度分別為250m和215m。全橋設(shè)2根主纜，橫向間距為26m，吊索與主纜在一個(gè)豎直平面內(nèi)，主橋立面布置如圖1所示。吊索順橋向標(biāo)準(zhǔn)間距為16m，主塔最近的吊索距主塔中心線19. Om，跨中最短吊索長度≥4m。大橋主跨矢跨比采用1/10，主纜中跨矢高83. 8m，跨中主纜中心高程為84. 000m，塔頂處主纜中心線理論交點(diǎn)高程169. 000m。

    西壩側(cè)錨碇位于西壩中下游，地下連續(xù)墻總長184. 5m，深24. 3m，厚1.2m，布置為外徑60m的環(huán)形結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要求嵌入中風(fēng)化細(xì)砂巖≥4. 8m。

    根據(jù)地質(zhì)勘察情況，西壩側(cè)錨碇區(qū)域上部主要為人工填土、沖洪積黏性土、黏性土混卵石、卵石夾漂石等，下伏基巖為中~微風(fēng)化中細(xì)砂巖、泥質(zhì)砂巖等，其中卵石夾漂石層厚為9～18m，卵石粒徑一般2~ 10cm，較大的17~30cm，卵石含量65%~95%；夾漂石其粒徑一般為20~50cm，含量一般5%~15%。卵石夾漂石地層成槽易塌孔，成槽質(zhì)量差。中風(fēng)化細(xì)砂巖泥鈣質(zhì)膠結(jié)，巖體較完整，承載力較高，天然抗壓強(qiáng)度平均值為31MPa，為地下連續(xù)墻的持力層。地質(zhì)柱狀圖如圖2所示。

2  地下連續(xù)墻施工

2.1槽段劃分

    圓形地下連續(xù)墻軸線直徑為58. 8m，周長184. 73m，共劃分37個(gè)槽段，I期槽段18個(gè)，II期槽段17個(gè)，III，IV期槽段各1個(gè)。槽段為折線形，槽段中心線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于圓形地下連續(xù)墻軸線上（直徑為58. 8m的圓）。I，II期槽段中心線展開長5m，III，IV期槽段中心線展開長4.75m，采用H型鋼作為地下連續(xù)墻槽段連接方式。地下連續(xù)墻槽段劃分布置如圖3所示。

2.2施工方案及工藝流程

2. 2.1施工方案選擇

國內(nèi)地下連續(xù)墻的成槽施工常采用3種工藝。    

1)純抓法  結(jié)構(gòu)簡單，易于操作維修，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，廣泛應(yīng)用在較軟弱的沖積地層。不適用于大塊石、漂石、基巖等地層。

    2)純銑法  工效快，適用于較多地層，設(shè)備昂貴，成本高，不適用于大卵石、漂石、大孤石地層。

    3)純鉆法對(duì)地層適應(yīng)性強(qiáng)，適用于一般軟土地層，也可使用在砂礫石、卵石、基巖，設(shè)備價(jià)格低廉，效率低。

    根據(jù)宜昌特殊的地質(zhì)條件，本項(xiàng)目在施工中建設(shè)性地采用了注漿穩(wěn)定卵石夾漂石層、旋挖鉆引孔、成槽機(jī)取土的方法施工覆蓋層，底部基巖沖擊成槽，成功解決了難以成槽的難題。

2.2.2工藝流程

    地下連續(xù)墻施工工藝流程如下：地層注漿->導(dǎo)墻施工->測(cè)量放線->泥漿調(diào)配，旋挖鉆機(jī)引孔->成槽機(jī)抓取孔間土層->泥漿調(diào)配，沖擊鉆鉆至孔底->方形鉆頭修孔成槽->驗(yàn)槽、清孔->鋼筋籠制作安裝->二次清孔->混凝土灌注。

2.3施工方法及要點(diǎn)

2. 3.1地層注漿

    1)注漿設(shè)計(jì)

    為防止地下連續(xù)墻在成槽和混凝土澆筑過程中槽壁坍塌，地下連續(xù)墻施工前對(duì)墻體兩側(cè)的卵石夾漂石地層及雜填土地層采用低壓注漿處理。地下連續(xù)墻注漿深孔共4排，其中外側(cè)2排，內(nèi)側(cè)2排。外側(cè)深孔距地下連續(xù)墻中心線0.9+1. 0m布置，外側(cè)孔每排200個(gè)，按照等角度布置；內(nèi)側(cè)深孔 距地下連續(xù)墻中心線0.9+1. 2m布置，每排176個(gè)，按照等角度布置。注漿深度范圍：深孔為地表面下1m到卵石層底1m。

    2)注漿施工

    注漿工藝流程：放線定樁位->復(fù)測(cè)->引孔鉆機(jī)就位->樁機(jī)調(diào)平->導(dǎo)管鉆進(jìn)->鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度終孔->拔出鉆具->灌套殼料-+安放注漿外管（袖閥花管）->拔出鋼套管->下注漿管->自下而上分段注漿->拔出注漿內(nèi)管->補(bǔ)漿->封孔。

    注漿材料：外側(cè)深孔采用水泥漿+速凝劑，內(nèi)側(cè)深孔采用水泥漿+膨潤土，具體配合比根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定。水泥采用檢驗(yàn)合格的P．042.5水泥。水泥漿液的水灰比為0.4~0.6，注漿壓力為0. 3MPa。

  2.3.2導(dǎo)墻施工

    導(dǎo)墻主要作用：①標(biāo)定地下連續(xù)墻位置的基準(zhǔn)線，為挖槽、安裝鋼筋籠、澆筑混凝土等導(dǎo)向。②加固和固定槽口，保持土體穩(wěn)定和泥漿液面高程，防止槽口土體和槽內(nèi)土體坍塌，可防止廢泥漿、雨水、污水進(jìn)入槽孔內(nèi)，還可作為泥漿儲(chǔ)存池使用。③作為挖槽機(jī)械、鋼筋籠安裝、混凝土澆筑的操作支撐平臺(tái)。

    導(dǎo)墻施工采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為L形結(jié)構(gòu)，外側(cè)為[形，導(dǎo)墻深1. 70m，厚0.40m，導(dǎo)槽寬1300mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。

2.3.3成槽

    覆蓋層成槽采用“三鉆兩抓”法施工，巖層采用沖鑿法施工。首先按間距2. 5m均勻布置3個(gè)孔，由旋挖鉆引孔，旋挖鉆鉆進(jìn)至巖層(深度約為19m)，旋挖完成后用成槽機(jī)抓取孔間土層及卵石層。然后按間距1. 25m均勻布置5臺(tái)沖擊鉆機(jī)，分2個(gè)循環(huán)沖擊至孔底。最后用沖擊鉆帶方鉆頭修孔成槽。

    引孔由正循環(huán)旋挖鉆施工，鉆頭直徑為1. 2m，引孔深度約為19m，具體深度以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，鉆進(jìn)至巖層為止。引孔位置布置如圖4a所示。SG50成槽機(jī)抓斗抓取范圍為3m，抓取采用兩抓抓取孔間土層。抓斗抓取布置如圖4b所示。巖層采用沖擊鉆沖鑿成槽，沖擊鉆鉆機(jī)共布置3臺(tái)，分2個(gè)循環(huán)進(jìn)行鉆進(jìn)施工，鉆頭直徑為1. 2m，沖擊鉆布置如圖4c所示。

    沖擊鉆鉆孔成槽后容易出現(xiàn)突起尖角，影響成槽質(zhì)量，因此在沖擊鉆施工完成后要用圓形和方形鉆頭修孔成槽，使成槽質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。先用正常的圓形鉆頭將大的凸起部位砸掉，再用方形錘頭（尺寸1.7 mx1.2 m）將小的凸起掃掉，使矩形截面符合要求，如圖5所示。

2.3.4泥漿和清槽換漿

    由于本項(xiàng)目地下存在很厚的卵石夾漂石層，槽段很容易塌孔，因此泥漿護(hù)壁非常重要。為確保泥漿的質(zhì)量，本工程選用優(yōu)質(zhì)黏土制備泥漿，分散劑選用工業(yè)碳酸鈉，并適當(dāng)添加增黏劑( CMC)。泥漿性能指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

    槽段終孔驗(yàn)收后，分3步清孔換漿。第1步用成槽機(jī)抓斗抓取槽底大顆粒鉆渣，第2步采用氣舉反循環(huán)系統(tǒng)和泥漿凈化器進(jìn)行清孔，第3步在鋼筋籠安裝就位后再次氣舉反循環(huán)進(jìn)行二次清孔，確保水封前孔底沉渣和泥漿指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

    II期槽清孔換漿前，采用特制的鋼絲刷自上而下反復(fù)刷洗I期槽工字鋼接頭，將工字鋼上的雜物和泥塊清理干凈，保證接頭連接質(zhì)量。

2.3.5  鋼筋籠制作與安裝

    鋼筋籠總長26. 15m、單幅鋼筋籠最大質(zhì)量為31. 9t，鋼筋籠采用整體吊裝、整體回直、一次人槽的安裝方法。鋼筋籠吊裝采用雙機(jī)抬吊，空中回直，以1臺(tái)150t履帶式起重機(jī)作為主起重機(jī)，1臺(tái)50t履帶式起重機(jī)作為副起重機(jī)。具體步驟如圖6所示。

2.3.6  混凝土灌注

    混凝土采用水下直升導(dǎo)管法澆筑，導(dǎo)管直徑為250mm。成槽施工長度為5m，按規(guī)范要求采用2套導(dǎo)管同時(shí)灌注，導(dǎo)管間距2. 5m。砍球要求2套導(dǎo)管同步進(jìn)行，混凝土灌注時(shí)，2根導(dǎo)管灌注速度基本保持一致。

3  結(jié)語

    本工程自2013年4月22日開工，至9月23日結(jié)束，施工時(shí)間為154d（因在市中心夜間沒有施工）。地下連續(xù)墻所有槽段經(jīng)超聲波檢測(cè)和抽水試驗(yàn)聲吶檢測(cè)，結(jié)果表明所有墻體及接縫質(zhì)量良好，基坑開挖過程中均得到驗(yàn)證。

    1)采用此種工藝進(jìn)行地下連續(xù)墻壁的成槽施工，克服了卵石夾漂石層難以成槽的難題。

    2)采用此種方法施工，充分發(fā)揮關(guān)鍵大型機(jī)械設(shè)備的使用，盡量減少效率較低的鉆孔作業(yè)，盡量利用關(guān)鍵設(shè)備——成槽機(jī)和旋挖鉆，提高作業(yè)效率。

    3)成槽質(zhì)量好，由于對(duì)卵石層注漿后采用抓斗進(jìn)行槽段成型，成型質(zhì)量較好，塌孔現(xiàn)象得到有效遏制。

    4)由于對(duì)不同地層均采取不同的工藝，采用了傳統(tǒng)的旋挖鉆機(jī)、成槽機(jī)、沖擊鉆機(jī)相結(jié)合的施工方法，避免使用昂貴設(shè)備銑槽機(jī)，大大降低了造價(jià)，節(jié)約了成本。