地下连续墙入岩施工技术经济探讨

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摘要：在软土地层中，地下连续墙加内支撑是深基坑设计的常用围护结构。依托某地铁车站工程，介绍地下连续墙的施工流程及成槽工艺，从槽孔垂直度、连续墙渗漏水、施工进度三个方面重点分析地下连续墙施工难点、预防措施，就地下连续墙实际施工过程中出现的进度缓慢问题进行总结，并从经济指标方面与双轮铣槽机进行对比，分析各工况下的经济指标，为类似工程提供经验。

关键词：地下连续墙；岩层；经济指标；深基坑

地下连续墙，简称地连墙或连续墙，用于软土地层深基坑围护结构。连续墙具有刚度大、止水效果好等优点，但也存在施工成本高、工艺复杂等缺点，如何根据实际工程条件，选择合理的施工工艺，是工程成功与否的关键。据工程场地条件、设计情况及地质条件可知，地下连续墙常用的施工设备主要为旋挖钻机、成槽机、冲孔桩机、铣槽机等[1]，如何根据实际情况合理的选择施工工艺，是深基坑工程安全、质量、进度、成本各方面成功与否的关键。

1工程概况

1.1设计及水文地质情况

某工程为城市轨道交通地下三层车站，基坑围护结构为800mm厚地下连续墙，连续墙深度约28m，基坑开挖深度约为23.5~25m。场区地层主要以砂层、风化砂砾岩地层为主，地下水水量丰富且水力连通。

1.2工程难点分析

工程难点如下：场地地层上部以砾砂、中砂地层为主，开挖易引起槽壁坍塌。地下连续墙入岩深度约在10m左右范围内，垂直度控制难度大。入岩后，如何加快施工速度是工程施工难点之一。

2施工工艺

2.1施工工艺流程

连续墙施工工艺见图1。

2.2成槽工艺

通过对本工程施工工期及地质条件分析可知，连续墙入岩深度较深，确定施工工艺为“旋挖钻机配合冲击钻机破碎岩层、成槽机取土成槽。

3与双轮铣槽机经济指标对比

3.1本工程成槽时间统计

为分析成槽效率，现场对不同地质情况的成槽时间进行了详细的统计，耗时合计131.5h，详见表1。

3.2材料及人工价格说明

电价按1元/度计算，柴油单价按照8200元/t，人均工资为5000元/月，钠基膨润土单价2.84t/m3，按450元/t，均采用22型切削齿，单价为270元/个。

3.3双轮铣经济指标

主动力为605kW柴油发动机，泥浆筛分净化及泥浆循环系统总功率为232kW，效率按0.55计算，能耗为127.6元/h，在各种土层的能耗如表2。双轮铣的膨润土、切削齿及其它配件消耗情况见表3。双铣机工作时需要3～4人才能把工作完成，不同岩石强度人工费见表4。综合双轮铣能耗、材料消耗和人工费，双轮铣在各种地层的成本单价见表5.

3.4成槽机配合旋挖钻机经济指标

3.4.1成槽机计算说明本车站地下连续墙按20m砂层和8m中强风化层计算，砂层施工采用S40型成槽机独立完成作业，满负荷运作时间约为5h。中强风化岩层采用SH30型旋挖钻机引主孔，冲击桩机冲副孔，S40型成槽机清渣的方式进行施工。该范围施工统计时间为：S40型成槽机运作时间7h（含泥浆置换7h），SH30型旋挖钻机运作时间15h，冲击桩机作业时间36h（含泥浆置换12h）。3.4.2S40成槽机在砂层作业效率统计秋水站槽宽0.8m，单幅长6m，砂层厚度20m，成槽机约5h完成（不间断）该地层土方开挖施工，单位均产量为19.2m3/h。该时间内统计柴油消耗约为200L，柴油密度为0.85L/kg，每小时油耗即为34kg/h。S40型成槽机主动力为263kW的柴油发动机，泥浆筛分净化及泥浆循环系统总功率为260kW，效率按0.55计算，能耗为143元/h，在各种土层的能耗见表6。3.4.3各机型在中强风化岩层作业效率统计经计算，成槽机单位均产量为5.48m3/h，该时间内统计柴油消耗越位250L，每小时油耗即为30.35kg/h。泥浆筛分净化及泥浆循环系统总功率为260kW，效率按0.55计算，能耗为143元/h。SH30型旋挖钻机按半幅槽段挖方计算，单位产量为1.28m3/h，统计单幅槽段油耗为650L/幅，即每小时油耗36.83kg/h。冲击桩机作业功率45kW/h，泥浆筛分净化及泥浆循环系统总功率为305kW，效率按0.55计算，经计算电费为96.2元/h，单位产量为1.28m3/h。各机型能耗统计见表7，S40型成槽机在各种土层中消耗见表8。S40型成槽机工作时需要3人才能把工作完成，则砂层人工费为1.08元/m3。按3种机械作业时长共58h，开挖方量为38.4m3，单位均产量0.662m3/h，中强风化层人工费31.4元/m3。综上所述，S40型成槽机在各种地层的成本如下：砂层为89.18元/m3，中风化岩层（50MPa以下的岩石）为850.1元/m3。在施工进度方面，与传统的液压抓斗成槽机和冲击钻机相比较，双轮铣设备在土层、砂层等软弱地层中无明显优势，但在中风化岩层（50~100MPa）效率可达5~8m3/h。在微风化岩层（＞100MPa）可达到1~2m3/h；而在此种地层中液压抓斗基本无法单独使用，必须采用旋挖钻机配合冲击钻机来完成。

4建议

成槽设备及成槽方式选择至关重要，根据施工进度计划和成本计划，并结合地质条件，正确选择成槽设备和成槽方式，是施工顺利的决定因素。成槽垂直度的好坏直接关系到各槽段的接头质量，直接决定是否需要纠偏，所以在地下连续墙施工中必须采取多种有效措施确保成槽垂直度。相对于桩基础施工，连续墙的工艺复杂，尤其在目前行业合同单价普遍偏低的大环境下，如何从管理中要效益、如何合理缩短生产周期，涉及到资源投入、方案制定、队伍选择、现场施工管理以及对施工风险充分预估等多方面的问题，必须引起重视.

作者：邹道增 单位：中铁十八局集团市政工程有限公司