复杂地质条件下成槽工艺

1、复杂地质条件下地连墙成槽工艺陈海列朱汪来摘要：文章阐述了地质情况为回填积砂石，且地连墙要求穿过相临沉箱基 床抛石的情况下，进行的地连墙施工，施工的重点与难点为地连墙成槽施 工。施工中采取了一些有效的措施，克服了施工难点，为以后类似工程具 有借鉴意义。关键词：地连墙旋喷桩成槽1工程概况秦皇岛港煤一期扩容工程需拆除原煤一期四个沉箱，为防止相临的皮带机 转接塔基础受到破坏，在拆除沉箱的背后施工围护结构。围护结构施工的 地质情况主要为回填积砂石与相临沉箱的抛石基床，由于地基土粘结力极 小，在此地质情况下成槽施工时，通过基床极易造成地连墙槽内与海水相 通，无法保证槽内泥浆液面高于海平面高差，导致塌槽，为

2、地连墙成槽施 工带来相当大的难度。施工中采取了高压旋喷桩护壁、由小径钻头到大径 钻头成槽递进等施工方法，克服了地连墙成槽施工极易坍孔及成槽施工难 于进尺等难题，顺利的完成了秦皇岛港煤一期扩容工程围护结构工程。2工程地质情况本工程现场地质情况十分复杂，主要为回填积砂石及抛填块石。回填 积砂石主要由卵石混中粗砂组成，为人工修建码头回填土，卵石一般粒径 为317cm不等。抛填块石为相临沉箱的抛石基床，厚度为2.0m4.0m， 规格为10kg100kg。穿过基床抛石的地质情况主要为圆砾及强风化到微风化混合花岗岩， 从现场施工情况看，混合花岗岩以中风化与微风化成分较多。3地连墙槽壁固化3.1槽壁固化施工

3、概况地连墙施工现场地表以下17米深度范围内为人工回填的卵石混中 粗砂层，地表17m至23m范围内为抛石及砾石层。地连墙成槽时，由 于抛石层与海水相通，槽内漏浆严重无法保证泥浆液面高于地下水位（地 下水位与海平面基本一平），且卵石混中粗砂层非常松散，成槽机械的震 动极易造成地连墙槽壁坍塌，难以成槽。为此，拟采用高压旋喷固壁方案， 即在地连墙两侧利用勘探钻机钻孔，高压旋喷桩机打设连续的高压旋喷 桩，将地连墙两侧的中粗砂固化形成水泥砂浆护壁，以保证地连墙槽内即 使漏浆也不会造成塌孔。3.2试验桩旋喷桩施工前在同地质情况的其他区域进行旋喷桩桩径的试验工作， 要求试验桩高度为6.0m，数量为2根。要求待

4、试验桩水泥浆强度达到5Mpa 后挖出试验桩，根据两根试验桩桩径的平均值确定旋喷桩孔距。3.3 钻孔根据试验结果在导墙上布设钻孔孔位，要求孔位中轴线距地连墙边的 距离为旋喷桩的半径，并要求桩与桩间重叠20cm （增加旋喷桩连接的连续径半桩喷旋单号孔地连墙边线孔位布置中轴线.1 |200）m双号孔旋喷桩孔位布置示意图性）。钻孔施工顺序要求先施工单号孔后利用双号孔扩孔。采用大扭矩、大提升力的正循环旋转式勘探钻机进行钻孔，孔径可 在？ 65 mm 100mm之间，在导墙外平行于孔位轴线位置设置泥浆循环 槽，并利用泥浆泵与钻机钻杆连接形成泥浆循环，通过泥浆循环将砂砾等 沉淀、清除。钻机根据孔位布置驻位并

5、加固，控制钻杆的垂直度（尽量控 制在0.5%以内）。钻孔过程中要求进行施工记录，并通过安装钻杆的数量 与长度控制钻孔的深度。3.4旋喷桩施工3.4.1水泥浆配置及搅拌高压旋喷注浆主要材料为水泥和速凝剂，水泥宜采用P.O32.5R水泥， 水灰比为1： 1，速凝剂采用氯化钙，掺量为水泥用量的2%。采用泥浆搅 拌机进行水泥浆搅拌，搅拌时间不少于90s。水泥浆应过筛使用，采用高 压水泥浆泵及？ 40泥浆管与高压旋喷桩机连接。要求定期检测水泥浆密导墙地连墙槽壁固化平面图地连墙槽壁固化断面图度，控制水泥浆的比重在1.5kg/cm3左右，并要求水泥浆自搅拌开始至使用 结束的时间不超过4小时。3.4.2高压旋

6、喷注浆旋喷注浆前先进行水泥浆喷射试验，然后将高压旋喷桩机按钻孔的位 置驻位、下喷管。旋喷注浆要求自下而上提升喷管，要求控制旋喷桩机的 旋转速度为22转/分，旋喷泵压力为2224Mpa，其旋喷管提升速度为 2025cm/min。待旋喷管提升到要求标高后施工结束。4地连墙成槽施工4.1工艺流程针对地连墙成槽施工进尺十分困难，冲击式钻机进行地连墙单孔施 工时，采用由小直径钻头施工向大直径钻头施工循序渐进的方法成孔。利 用泵举反循环冲击式钻机进行成槽施工，成槽的方法同样采用小规格钻头 到大规格钻头循序渐进的方法进行施工。工艺流程为：孔位布 一 600mm钻头成单孔 800mm钻头 成单孔叩1100mm

7、钻头成单孔800mm X 800mm钻头成槽 k1100mm X 1100mm钻头成槽清槽4.2冲击式钻机成单孔施工 4.2.1 钻机驻位采用CZ30型冲击式钻机进行单孔施工，由于钻机震动荷载较大，采 用大型号的型钢制成井字梁作底盘，并在底盘上加设螺栓固定钻机。调整 钻头中心对准孔位中心，将钻机支腿固定。4.2.2泥浆配置与循环泥浆配置的原材料包括：膨润土、纯碱、羧甲基纤维素(CMC)以及 其他掺合料，拌和用水采用施工淡水。膨润土选用含黑山膨润矿生产的纳 级膨润土，泥浆配合比需经试验确定。泥浆搅拌采用自制螺旋浆式搅拌机， 投料前需将纯碱、CMC和其他掺合料溶解。拌制好的泥浆在泥浆池储存， 静置

8、24小时以上方可使用。泥浆的输送采用两台立式泥浆泵从储蓄池内抽浆，通过泥浆管线输送 到成槽地点。储蓄池在现场挖基坑并用砖砌结构做壁，内侧抹砂浆及底板 浇筑C15地坪用于防渗。泥浆管线采用 150mm的塑料管，并配置几个橡 胶接头管用于管线转弯。泥浆的输送设专门的电闸开关并由专人负责开启 与关闭，在导墙外挖泥浆回流沟将掏出的泥渣循环到泥浆沉淀池，并将泥 浆回收将残渣清除。配置的泥浆应满足以下要求：分 类允许范围及要求检测方法粘 度1822 500mL700mL漏斗法重 度1.051.2KN/m3泥浆比重计失水量30mg/30min失水量仪泥 皮1mm/30min3mm/30min失水量仪静切力1

9、pa2pa静切力仪稳定性0.02g/cm3500mL量筒PH值89PH试纸4.2.3钻孔先利用 600mm小规格钻头进行施工，要求钻头重量不宜小于2.5t， 钻头顶部利用0 40钢板制成“十”字锥头（以利于破碎块石与圆砾），通 过掏渣筒将泥渣倒至泥浆回流沟形成循环。由于冲击钻震动较大，相临槽 段的单孔施工不宜同时进行。采用 600mm规格钻头施工到底标高后，再 通过 800mm规格钻头及 1100mm规格钻头依次扩孔，扩孔到地连墙底 标高后进行成槽施工。4.3成槽机成槽4.3.1成槽施工地连墙单孔施工完后，其孔位间未施工到的区域利用反循环冲击式钻 机施工。成槽机成槽施工先采用800mmX 80

10、0 mm的钻头破单孔间小墙， 后利用800mmX 800 mm的钻头成槽。泥浆通过泥浆泵输送到槽内，再由 喷导管将带残渣的泥浆喷出形成循环。根据地连墙的高度确定喷导管的长 度，并在单孔施工完后安装喷导管，喷导管底部要焊接三角齿以便插在槽 底固定，顶部则通过钻机平台控制其位置。安装好的喷导管要求垂直度尽 量控制在1%以内，在成槽施工过程中随时校正其垂直度满足要求。施工 过程中要求经常提动喷导管，以防止大粒径块石等堵塞。4.3.2清槽当成槽施工到设计标高时，置换泥浆清槽。置换泥浆前停止钻头上下 提动，利用喷导管将混有残渣的泥浆喷出回流到泥浆沉淀池，再通过泥浆 泵将泥浆输送到泥浆置换池，同时降低泥浆的比重到1.2KN/m3以下，再循 环到槽内。边清槽边检测沉渣厚度，待沉渣厚度W20cm后清槽结束、验槽。 5成槽施工中遇到的问题及采取的措施当施工到块石层时，由于此层与海相通槽内漏浆后泥浆液面会骤然下 降，直接影响成槽施工。发现漏浆后的止浆措施为向孔内投放碎砖头与碎 石塞堵块石间空隙，后将红粘土与稻草拌合制成的泥团投入到孔内，并利 用钻头将泥团夯实，停置12小时后重新进行钻孔施工。为减少块石层的 泥浆流失，尽量使用比重较大的泥浆，可采用在泥浆中投入水泥与氯化钙（速凝剂）以增加泥浆的比重。若发现块石层漏浆非常