铁２０１１年第９期 道建筑 ７５ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３－１９９５（２０１１）０９－００７５－０３ 地下连续墙成槽设备选型 蔡龙成 ，李建高 （１．江西交通职业技术学院路桥工程系，南昌３３００１３；２．中铁隧道集团第三工程处，广东深圳５１８０５２） 摘要：天津文化中心交通枢纽工程地铁ｚ１线，采用地连墙作围护结构，最大墙深６７ ｍ。在开挖过程中 需穿越最大厚度达１８ ｍ粉砂层和两层承压水，选择合适的成槽设备直接关系到地连墙施工的成败。通 过选取１５幅试验槽段施工，根据成槽速度、成槽质量、设备故障率、设备耗油率等多因素，对三种不同型 号的成槽设备从技术性和经济性两方面进行方案比选。根据试验结果对成槽工艺进行了调整，确定了 成槽设备配置方案，并提出了成槽设备冬季保养措施。 关键词：地连墙 成槽施工 设备配置 冬季保养 中图分类号：Ｕ４５５．４５ ２文献标识码：Ｂ 表１成槽设备主要参数 １ 工程概况及成槽工艺 ２０世纪８０年代初期，地下连续墙施工工艺引入 我国，目前已被广泛应用于基础工程施工中，作为临时 或者永久截水墙或挡土墙 。由于工程建设的需 要，地连墙施工越来越深，墙厚越来越厚，遇到的工程 地质条件越来越复杂。因此，选择合适的成槽设备直 接关系到地连墙施工的成败。 目前，地下连续墙开挖主要设备大致可分为：抓 斗、重锤以及液压双轮铣３种。其中，液压抓斗的闭斗 力大，挖槽能力强，多设有纠偏装置，可以保证高效率、 高质量地挖槽 。故而，土质地基中成槽通常选用液 压抓斗成槽设备。 天津文化中心交通枢纽工程地铁ｚ１线为负三层 三跨结构，基坑开挖深度２６ ｎｌ，宽度２５．７ ｍ，采用地连 墙作围护结构。地连墙宽度１ Ｉｎ，最大墙深６７ Ｉｎ。如 １．１水文地质条件 ｚ１线地质情况如表２所示。水文地质极为复杂， 表２土层特征及分布情况 此深度墙体施工在国内少见于相关研究文献中，并且 存在大量的ｚ型、Ｔ型、Ｖ型、Ｌ型、Ｙ型等异型幅 。 此外，由于施工工期紧，必须在严寒的冬季进行施工。 基于此，在ｚ１线地连墙施工中先选取１５幅试验槽段， 槽深为６５．５ ｍ或６７ ｉｎ，分别采用利渤海尔ＨＳ８５５ＨＤ、 上海金泰ＳＧ５０及上海金泰ＳＧ４０Ａ等３种液压抓斗型 设备各成槽５幅。通过全过程跟踪、全过程记录，取得 各项施工参数和技术指标的第一手资料，为成槽设备 选型提供实测依据。三种成槽设备的主要参数如表１ 所示。 收稿日期：２Ｏｌ１—０３．２８；修回日期：２０１１．０６—１０ 作者简介：蔡龙成（１９７５一），男，江西湖口人，副教授，硕士。 ７６ 铁道建筑 基坑穿越粉土、黏性土和粉砂层，土体稳定性较差，地 质分界线较杂乱，粉砂层最大厚度达１８ ｍ。地下水位 高，潜水水位在地表以下０．５～１．０ ｍ左右，并穿越两 层承压水，根据现场抽水试验初步结果，两层承压水水 ２技术性比较 ２．１ 成槽速度 一幅槽段利勃海尔成槽机总用时为６６～７２ ｈ，金 头大沽高程分别为０和一０．５ ｍ。 １．２成槽工艺 泰ＳＧ５０为７５～９０ ｈ，金泰ＳＧ４０Ａ为８５～１００ ｈ。在砂 层中利勃海尔所需时间为４．８～８．０ ｈ，金泰ＳＧ５０为 ６．３～１０．０ ｈ，金泰ＳＧ４０Ａ为ｌ１．０～ｌ５．８ ｈ。故初步可 １．２．１ 初步方案 标准槽段砂层以上部分采取三序成槽，先挖两边， 再挖中间，开挖顺序如图１所示。开挖过程中实测垂 知，在此类地层尤其是砂层中，利勃海尔成槽速度较 快，金泰ＳＧ５０次之。 直度，并及时纠偏。当砂层段标贯值过大时，为提高成 槽效率和缩短成槽时间，采用“两钻一抓”施工工艺。 即先施工先导孑Ｌ，先导孔由ＢＧ２５型旋挖钻机成孔，确 保垂直度控制在１／３００以内，然后在引导孔中间采用 液压抓斗成槽机抓土成槽。 匝工珂 数字表示成槽顺序 图１槽段开挖顺序 １．２．２调整方案 在前两个试验槽段采用“两钻一抓”施工工艺中 发现，先导孔垂直度难以满足要求，故在后续槽段中放 弃该施工工艺。同时，根据施工经验，超深地连墙采用 三序成槽，塌槽后抓斗被埋难以处理。所以，地质条件 较差时用六次开挖成槽工艺，地质条件较好时为减少 定位采用四次开挖成槽工艺，如图２所示。 卜— 卜— Ｌ （ａ）六次开挖成槽工艺 （ｂ）四次开挖成槽工艺 图２地下连续墙成槽工艺（单位：ｍ） ２．２ 成槽质量 经过ＫＯＤＥＮ超声波检测，各地连墙成槽垂直度 均小于０．３％，三种成槽机成槽质量均能满足要求。 经比较，成槽质量利勃海尔略好于金泰ＳＧ５０，而金泰 ＳＧ４０Ａ最大偏差为０．２７％，接近容许值０．３０％。 ３经济性比较 ３．１成槽设备故障率 根据设备维修记录，利勃海尔在试验槽段施工期 间油管爆裂１次，保养１次，保养费时约３ ｈ。金泰 ＳＧ５０在试验槽段施工期间共维修２次，主要是冬季温 度较低，油管容易爆裂。金泰ＳＧ４０Ａ施工过程中维修 次数较多。从后续施工统计看，这三台成槽机正常保 养维护一次周期均在２５０～５００ ｈ之间。同时，在严寒 条件下，成槽机电缆与抓斗相连，经常进入槽内。当提 升出地表卷入电缆槽内后，附着于电缆上的泥浆及水 极易结冰，冰块将电缆牢牢黏结在一起。当抓斗重新 下放时，电缆不能分离，极易发生折断。 ３．２成槽设备耗油量 根据油料供应数据，利勃海尔燃油量４０ Ｌ／ｈ比金 泰燃油量３３．３ Ｌ／ｈ高，但由于成槽用时较短，所以耗 油量并不是最高，而是与金泰ＳＧ５０相当。 ４ 结语 通过以上对比分析，在严寒条件下，槽深６０ ｍ以 上且需穿越大厚度粉砂层的地连墙采用利勃海尔 ＨＳ８５５ＨＤ和金泰ＳＧ５０成槽速度较快、质量较高、设备 故障率较低、耗油量较小。因而，在后续槽段施工中， 深槽选择利勃海尔ＨＳ８５５ＨＤ和金泰ＳＧ５０成槽，浅槽 选择金泰ＳＧ４０Ａ成槽，这种设备配置方案保证了地连 墙工程的顺利完工，并对今后同类工程中成槽设备选 型具有一定的参考意义。此外，还取得了以下结论： １）“两钻一抓”施工工艺先导孔垂直度难以满足 要求，在超深地连墙中采用六次开挖成槽工艺不易发 生埋抓斗问题，效果较好。 铁２０１１年第９期 道建筑 ７７ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３—１９９５（２０１１）０９—００７７—０３ 人工混合砂在轨道交通工程混凝土中的应用研究 秦明强 。，朱瑶宏 ，李进辉 ，占 文 ，屠柳青 （１．中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，武汉交通行业重点实验室，武汉４３００４０；２．长大桥梁建设施工技术 ３１５０００） ４３００４０；３．宁波市轨道交通工程建设指挥部，浙江宁波摘要：通过试验对比，研究了人工混合砂、天然砂对轨道交通工程Ｃ３５ ＰＩＯ防水混凝土性能的影响。结 果表明：选取合适比例人工混合砂配制出的混凝土工作性能、早期抗压强度、抗渗性能和碳化性能均优 于天然中砂混凝土，后期抗压强度和干缩性能稍逊于天然中砂混凝土。人工混合砂可替代天然砂用于 配制轨道交通工程Ｃ３５ ＰＩＯ防水混凝土。 关键词：轨道交通 混合砂 高性能混凝土 配制 中图分类号：ＴＵ５２８．０４１；ＴＵ５２８．３２文献标识码：Ｂ 随着我国基础建设的高速发展，混凝土用量巨大， 消耗了大量的天然砂石资源。目前，天然砂资源日趋 匮乏，质量日益下降，而且价格大幅上涨，进而导致混 凝土用砂供需矛盾突出，甚至影响了混凝土质量。机 制砂和人工混合砂能在一定程度上缓解这一矛盾，并 且能有效利用石场开采的废弃物。机制砂是指由机械 车站２Ｏ座，其中地下站１５座，高架站５座，主体结构 设计基准期为１００年。本工程混凝土方量约为１００万 ＩＴＩ ，预计需要用砂约７５万ｔ。宁波附近缺少淡水砂资 源，如采用当地海砂配制混凝土，混凝土中初始氯离子 浓度满足不了规范要求，势必影响混凝土的耐久性。 目前混凝土用砂基本采用福建闽江和江西赣江天然河 砂，河砂供需矛盾突出且价格较高。同时，宁波本地石 料场较多，有较为充足的机制砂资源。因此，如何采用 破碎、筛分制成的，粒径小于４．７５ ｍｍ的岩石颗粒，但 不包括软质岩、风化岩的颗粒。混合砂则是指由机制 砂和天然砂混合制成的砂。机制砂颗粒表面粗糙、尖 机制砂和天然河砂混合配制出满足工程需要的混凝土 是一个亟待解决的问题。本研究主要针对以上情况， 研究人工混合砂配制轨道交通工程混凝土的可行性。 锐多棱角、细度模数大、级配不良、堆积空隙率高 。 ， 配制出的混凝土易出现和易性差、离析泌水、后期强度 低、外观质量不好等系列问题。若配以一定比例的天 然砂制成混合砂后，能在一定程度上缓解。 宁波市轨道交通工程１号线一期起于市区西部的 １ 主要原材料及试验方法 １．１主要原材料 高桥镇，终于东外环路站，线路全长约２１．００ ｋｍ。设 水泥选用余姚舜江Ｐ・０ ４２．５普通硅酸盐水泥，标 准稠度用水量２６．８％，比表面积３６０ ｍ ／ｋｇ，２８ ｄ抗压 收稿日期：２０１１—０３－１１；修回日期：２０１１－０５—１４ 基金项目：宁波市重大科技攻关项目资助（Ｎｏ ２０１０Ｃ５００１８） 强度４５．２ ＭＰａ；粉煤灰选用宁波北仑电厂Ⅱ级粉煤 作者简介：秦明强（１９８Ｏ一），男，湖北公安人，工程师。 灰，细度１１．１％，需水量比９９．２％；矿粉选用宁波港新 ￥９５级矿粉，比表面积４００ ｍ ／ｋｇ，２８ ｄ活性指数９６％； ［２］尉胜伟．复杂地质条件下超深基坑地连墙成槽施工技术研 究［Ｊ］．铁道建筑，２０１０（１２）：５１－５４． ２）冬季施工中，先期在桅杆顶部安装热风机，采 用热风吹向电缆，但由于热风机的功率受限，同时电缆 提升速度较快，效果不大理想。后改为在桅杆上设置 ［３］陈怀伟．杭州地区地下连续墙施工工艺研究［Ｄ］．上海：同 济大学，２００８． 了三处清洗泥浆的滚轴，进行清洗，当少量水结冰后， 采用人工清除，一般２～４ ｈ内清除一次，效果较好。 参 考 文 献 ［４］田宪国．复杂条件下地铁车站深基坑开挖围护结构与施工 技术研究［Ｊ］．铁道建筑，２０１０（６）：６１—６３． ［５］李建高，王长虹．超深地下连续墙槽壁稳定性分析与施工措 施［Ｊ］．隧道建设，２０１１，３１（１）：５７—３５． ［１］胡春环，胡小锋，方晓瑞．液压双轮铣与液压抓斗的技术比 较［Ｊ］．华北水利水电学院学报，２００８，２９（２）：４３—４５． （责任审编赵其文）