地下连续墙导板抓斗工法
(TLEJGF-92-25) 铁道部隧道工程局
在施工场地极其狭窄的软弱地层修建大型地下设施或埋置很深的基础建筑，过去采用放坡基础或板桩支护等施工方法。这些方法用地面积大，影响周围范围广，而且施工速度慢，尤其是在城市内对相邻建筑物的安全难以保证。80年代我局进入上海参加市政地下工程建设，在上海新客站地铁车站学习引进地下连续墙施工技术，并开发成地下连续墙导板抓斗工法。此工法已在上海地铁体育馆站、馆站变电站竖井工程中得到应用，并取得了较好的经济效益和社会效益。
一、工法特点
1.本工法施工无噪声、无振动，特别适用于城市内与密集建筑群中施工，属于低公害的施工方法。
2.开挖基坑无需放坡，土方量小，能保护相邻建筑物基础的安全。 3.灌注混凝土无需支模和养护，可节约施工费用和木材。
4.挖槽及灌注混凝土用泥浆护壁来维护槽段壁面的稳定，泥浆能将土渣悬浮，随同泥浆一起排出槽外，经处理，泥浆可重复使用。
二、适用范围
1.本工法适用范围较广，可在极其狭窄的场地或密集的建筑群中进行埋置很深的建筑物基础施工。
2.适于软土地层建造大型地下设施(如地铁车站、地下停车场等)施工，也适用于防渗、截水、承重、挡土、抗滑、防爆等工程施工。
三、工艺原理
在地面上用挖槽机械沿着深开挖工程的周边(如地下结构物的边墙)，在泥浆护壁的情况下，开挖一条狭长的深槽，在槽内放置预制的钢筋笼，在用导管在充满泥浆的槽中浇筑混凝土，混凝土由沟槽底部逆行向上，充满槽内并把泥浆从槽内置换出来；这些相互邻接的槽段由特别的施工接头连接，形成连续的地下墙。
泥浆再生处理为重力循环沉淀，旋流分离和化学调浆。经处理，泥浆可重复使用。 四、施工工艺
(一)地下连续墙施工工艺程序(见图1) (二)泥浆再生处理工艺流程(见图2)
(三)施工要点及注意事项 1.施工准备
(1)施工前对地表和地下障碍物研究保护或处理措施。 (2)布置施工场地，其宽度应满足吊钢筋笼需要。 2.导墙
(1)导墙形状、深度、厚度、配筋应根据土质、地下水位和有关吊耳、挖槽机、悬吊整幅钢筋笼重量、提拔锁口管反力及支挡表土压力情况决定。优先使用“ ”形现浇钢筋混凝土整体式导墙。导墙深度1.2~1.5m，厚0.2m，墙 顶高出地表0.2m，以阻止雨水流入，在墙上应每隔3m设一泄浆孔，以回收地表泥浆。
(2)采用反铲开挖，人工修整。先灌注导墙底0.2m厚钢筋混凝土底板，一日后拆模，架立钢筋，立大模，经定位检查后对称浇注混凝土，拆模后根据需要架立横向支撑，以防施工机械行走引起导墙变形。
(3)导墙沟宽度大于地下连续墙厚度40~50mm，垂直精度1/300，导墙顶内外侧标高差不大于10mm。
(4)导墙顶部在分幅交界处若干距离应预埋Ф28~32钢筋以备固定锁口管使用。 (5)在导墙直角拐弯处有一个方向应延长400mm，如图3所示，以便在挖槽时为抓斗导向。
(6)导墙顶标高要高出地下水位或泥浆液面2m，不足时加高导墙或采用降水措施。 (7)导墙施工误差，内外墙间距±5mm,相邻幅高差±10mm，内墙面平行纵轴线距离±
10mm。内墙垂直精度1/300，采用MHL导板液压抓斗时，垂直精度可适当放宽。
3.泥浆
(1)泥浆池位置以不影响连续墙施工为原则，泥浆输送距离不宜超过200m，否则应在适当地点设置泥浆回收接力池。
(2)泥浆池分搅拌池、储浆池、重力沉淀池及废浆池等，其总容积为单元槽段体积的3~3.5倍左右。
(3)泥浆材料有澎润土(品种和产地较多，必须通过试验选择)、CMC(羧甲基纤维素，是一种人工糊料)和纯碱(Na2CO3)。
泥浆中各种材料的用量根据泥浆的性能指标，由试验确定，一般软土地层中可按下列 重量配合比试配：水∶澎润土∶CMC∶纯碱=100∶(8~10)∶(0.1~0.3)∶(0.3~0.4)。
在特殊的地质和工程的条件下，泥浆的比重需加大，如单增加澎润土的用量不行时，可在泥浆中掺入一些比重大的掺合物，达到增大泥浆比重的目的。同时，在透水性大的砂或砂砾层中，出现泥浆漏失现象，可掺入锯末、稻草末等，达到堵漏的目的。
(4)制备泥浆用搅拌机搅拌或离心泵重复循环搅拌，并用压缩空气助拌。过程为：搅拌机加水旋转后缓慢均匀地加入澎润土；慢慢地分别加入CMC、纯碱和一定量的水充分搅拌后，倒入澎润土的水溶液中再搅拌均匀。搅拌后流入储浆池待溶涨24小时后使用。
(5)泥浆的性能指标随粘土与砂土地层而异，见表1
(6)泥浆量按单元槽段体积的1.2倍或按下式计算求得：
式中 v ——工程所需的泥浆用量； x——工程总的设计挖方量； y——单元槽段划分数；
K1——混凝土浇灌中泥浆回收率(%)； K2——泥浆损耗率(%)。
(7)减少泥浆损耗的措施：①加强责任心教育，实行目标管理和经济承包。②在导墙中遇到的废弃管道要堵塞牢固。③施工时遇到土壤空隙大、渗透性强的地段应加深导墙。
(8)防止泥浆污染措施：①灌注混凝土时导墙顶加盖板阻止混凝土掉入槽内，拆导管时粘附在导管上的混凝土禁止用水冲洗 。②挖槽完毕应仔细用抓斗将槽底土渣清完，以减少浮在上面的劣质泥浆数量。浇混凝土时离墙顶以下数米范围内的劣质泥浆应另抽入废浆池。③禁止在导墙沟内冲洗抓斗。④不要无故活动浇注混凝土的导管，只在混凝土灌注不畅或待料期间允许导管上下活动约0.3m。⑤导管接头橡皮垫圈磨损后及时更换并拧紧螺母。
(9)泥浆再生处理
泥浆在槽壁内所处的位置不同，受污染的程度也不一样。槽底开挖施工过程中应注意观察泥浆质量的变化情况，取出沟槽内不同深度(一般3~5m一点)的泥浆测试比重、粘度、含砂
率和pH值，当pH值达到11时回收至循环沉淀池，pH值在11以下经过再生处理后重复使用。泥浆再生处理用重力沉淀机械处理和化学处理联合进行效果最佳。从槽段中回收的泥浆经振动筛除去其中较大的土渣，进入沉淀池进行重力沉淀，再通过旋流器分离颗粒较小的土渣，若还达不到使用指标，再加入掺加物进行化学处理。化学处理一般规则见表2。
化学调浆的一般规则 表2
4.槽段开挖
(1)划分槽段长度视挖槽机参数、地质条件、结构要求、邻近建筑物的影响、起吊钢筋笼能力、泥浆池的容积等因素，一般以4~6m为宜。
(2)槽段开挖施工，先在导墙顶划线分段，放宽1/2根锁口管距离并根据锁口管类型及施工经验决定幅端超挖值，本工法用双管眼镜型锁口管，宜留15~20cm超挖值。
(3)挖槽时成槽机就位，抓斗中心线与导墙中心线重合，抓斗一端紧靠划线位置，并保证成槽机平稳，导板面调整到能自然入槽，待挖深超过导墙底以下一斗后再往导墙内输送泥浆，随挖随注入泥浆，使泥浆面与导墙顶保持0.3~0.5m的距离。在2.5m挖掘的范围内，不准移动机位，不宜更换司机，随时进行纠偏，以保证垂直精度。
(4)单元槽段成槽顺序为先两端后中间，如图4所示。
(5)挖到设计标高以上0.5m时停挖，换孔开挖，最后用抓斗扫孔清除槽底残渣时再将此0.5m高的土挖除。
(6)若槽壁平面呈90°拐弯，钢筋笼要呈“L”型时(见图3)，开挖时应先挖1，这样使抓斗沿长的导墙开挖，以起到导向作用，不要先挖4。
(7)槽底挖完后应量测深度，并用超声波测量仪测垂直精度 及轴向的成槽宽度，确保钢筋笼顺利插入。
(8)开挖宜采用MHL液压导板挖槽机，因它装有纠偏装置，司机只要认真操作及时引偏，一般不易挖偏。如万一发生挖偏应及早纠正，纠正办法：在抓斗外侧面加焊“ ”型刮刀将
外槽壁外侧逐步刮直，并延伸到所需修直部以下一个导板抓斗高度，然后拆除刮刀，继续下挖施工。
5.接头施工(接头管也称锁口管)
(1)接头采用双管眼镜型锁口管如图5所示，其特点是重量轻，每10m长一节。经实践证明混凝土接缝密贴，防水性能可靠，但管身刚度差，使用在墙深25m内较好，否则要加强刚度。在导墙顶必须预埋粗钢筋，待锁口管就位后用短钢管或粗圆钢将锁口管与预埋筋焊接牢固。
(2)锁口管背迎土面的空隙用挖出的粘性土与小块土回填，回填土顶面应高出混凝土面3~4m。
(3)安锁口管时将锁口管中心线对准槽段分幅线，插入后宜稍提一些，检查是否被钢筋笼或导墙卡住。
(4)锁口管的提拔按操作规定进行，管脚位置一般控制在混凝土已达初凝(一般为2小时以上)处。
(5)提拔锁口管用50t履带吊机比较方便，为安全起见，必须用副钩钢索缚住锁口管作为保险用，切勿疏忽，要经常检查千斤绳，确保其牢固。当起拔力超过20t时应另外增加吊车协助，最好改用200t顶升架提拔锁口管。
(6)为保证槽段接头混凝土面密贴，在下钢筋笼前应对前槽段混凝土接头面用刷槽器的钢刷清刷数次。刷子露出泥浆面时将稀泥清除，直到刷子上基本干净为止，这是保证接头不渗漏的必要措施。
6.清底、置换泥浆
用抓斗扫孔、清底，然后进行槽内泥浆取样测试。当泥浆指标不符合规定时，用潜水泥浆泵放在槽底以上0.5m处将泥浆换出，另用新泥浆注入槽中，换浆过程中始终保持泥浆液面高度，直至泥浆指标符合规定为止。
7.钢筋笼加工及插入
(1)钢筋笼按设计要求提前加工，钢筋笼端部与锁口管(或混凝土接头面)应留15~20cm空隙；主筋净保护层为70mm。
(2)钢筋笼根据需要分段接长，上下钢筋笼主筋搭接长度为50倍钢筋直径。
(3)制作钢筋笼时预先确定混凝土导管插入的位置，留出导管空间，另外，非“一”字型钢筋笼应酌量缩减笼厚(缩4cm)并保证其外形尺寸，以利插入。
(4)为保证钢筋保护层厚度和钢筋笼的刚度，应在钢筋笼上加焊垫块、纵向钢筋桁架及主筋平面的斜向拉条，垫块与槽壁间留有20~30mm空隙。垫块按纵向4m、横向2m间距焊于钢筋笼上。
(5)为在平整的制作台上成形，钢筋笼除四周二道钢筋笼的交叉点需点焊外，其余50%交叉点点焊，成形时的临时结扎铁丝应全部拆除。
(6)吊放钢筋笼步骤：用吊具和两根起重索将钢筋笼从地面平放吊起一定高度后再起升主索，下放副索，到垂直时，用吊机主索将钢筋笼向槽段内放下，达到深度后固定在导墙上。
(7)笼体下放后禁止再上提，因为这样可能使插入筋捆绳开脱翘起，再下入时易插入壁面，造成钢筋笼下放困难，笼体顶压到锁口管上，提拔锁口管困难。
8.浇注混凝土
(1)地下墙所用混凝土除满足水工混凝土的要求外，标书还要求施工时混凝土的强度及
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