摘要：文章针对近年来超深地下连续墙围护形式普遍面临的在不利粉砂地层、复杂扰动地层甚至岩层中，采用地下连续墙施工最普遍的“液压抓斗工法”，其施工效率、质量和精度都难以掌控，严重影响后续基坑开挖安全的问题，结合在世纪大都会项目2-4地块地下连续墙修复工程中，由于基坑渗漏，同时在抢险时进行了大量的注浆加固造成地下土层被彻底扰动，最终采用液压双轮铣槽机辅以利勃海尔成槽机的“抓铣结合”施工工艺，顺利完成了超深地下墙的修复工程`，开创了在复杂施工环境下和全扰动地层中新型地下连续墙施工工艺。

　　关键词：抓铣结合铣槽机复杂扰动地层

　　1工程概况

　　世纪大都会2-4地块（简称“世纪汇广场”）地下连续墙修复工程位于上海市浦东新区世纪大道以西，潍坊路以北，东方路以东地块内。本项目基坑开挖总面积约40000m2，邻近9号线及6号线盾构隧道约12.8~17.8m，区域内设2层地下室，开挖深度13.8m；邻近9号线车站及6号线明挖段区间隧道区域设3层地下室，开挖深度19.25m；基坑其它区域设5层地下室，开挖深度25.2m；基坑围护结构采用地下连续墙，本工程基坑分区见图1。 　　基坑开挖时，项目1-1区裙房底板与塔楼交接部位，距离原地下墙约9m已浇筑完成的裙房底板外侧出现渗漏，后立即展开堵漏抢险，进行了大量的聚氨酯快速注浆和双液注浆施工。对土层进行补勘所得的资料证明地下土层因基坑渗漏和抢险注浆时注入了大量聚氨酯和双液浆，使地层受到彻底扰动，地质情况更为不利和复杂。

　　经各方反复研究论证，确定基坑修复方案具体措施为：

　　（1）第一道加固防线为MJS工法桩，桩径为2m，深度为55m~60m；

　　（2）第二道加固防线为新地墙两侧进行双高压旋喷加固，桩径为1.5m，深度为55m~60m；

　　（3）第三道加固防线为修复地下连续墙，共35幅，地墙厚度为1m，深度为55m~60m。

　　待新地墙施工完成后，还需对新老地墙之间进行双高压旋喷加固，桩径1.5m，深度为55m、60m。

　　2修复地下墙施工方案的选定

　　2.1初始方案

　　在如此复杂的全扰动地层中进行超深地下墙的成槽施工，在国内还未见报导。初期施工方案参考了一些以前施工的坚硬地层工程经验，决定采取利勃海尔液压成槽机进行施工。如果遇到抢险时注浆和预加固等侵入槽段的结硬土层，成槽效率将大大降低，则采用履带吊车起吊约5~10吨的重锤，对坚硬土层进行锤击破碎，待锤击一定次数后用成槽机挖出已被破坏的土层，如此反复直至挖到设计深度。

　　最初方案的主要思路是针对在经过大量抢险加固后的全扰动土体、旋喷加固后的坚硬土体中成槽效率大大下降的问题，重锤的冲击可以在对土体进行破碎，缓解成槽困难。但其不利的一面是由于土层为全扰动和全断面预加固，且地下墙深度超深，而依靠吊车起吊重锤采取冲击成槽，地下墙的成槽垂直精度将难以保证，而且难以从根本上满足工期要求。另外，世纪汇广场地处闹市，周边邻近运营中的多条地铁线路，冲击成槽也将对周边环境和基坑安全带来极大的隐患。

　　2.2最终方案

　　考虑到世纪汇广场地下墙修复工程的上述特殊性和复杂性，经与各方充分沟通并经反复论证，我们最终确定了配置BC40液压双轮铣槽机辅以利勃海尔成槽机，采用“抓铣结合”施工工艺进行世纪汇广场超深地下连续墙施工，即在较软土体中采用利勃海尔液压成槽机进行成槽，进入地基加固区域、注浆区和砂土层等复杂扰动地层后采用BC40铣槽机进行成槽施工。由于铣槽机具有成槽施工效率高、处理硬土能力强、孔形规则、成槽垂直精度高等特点，此施工工艺适用于世纪汇广场全扰动地层中的超深地下连续墙施工。

　　3铣槽机成槽原理和工艺流程

　　铣槽机是一种针对硬土层地下围护结构的成槽设备，铣槽时通过在机体底部的两套液压驱动铣轮的相对旋转，驱动安装在铣轮上的刀具切削地层。切削下来的渣土与膨润土泥浆混合，由安装在铣轮上部的泥浆泵泵送出槽孔，并输送至泥浆净化系统将膨润土泥浆和渣土分离。铣槽机的施工工艺流程、原理和相关参数见图2、图3、图4。 　　4铣槽机关键技术

　　4.1铣槽机铣轮形式的选定

　　铣槽机铣轮形式有标准轮、锥轮和滚轮，常规使用较多的形式为标准轮和锥轮。铣槽机铣轮见图5。
　　在世纪汇广场修复地下墙施工中，由于土层被彻底扰动，土性复杂多变。实际成槽时，当进入粘土层中采用利勃海尔成槽机进行成槽，而不能用铣槽机进行铣槽，因为粘土会将铣轮严重包裹，使铣轮失去铣槽作用。当进入强度较高的加固土体时，才能采用铣槽机配以标准轮进行铣槽，如果铣到强度很高的坚硬土层时则考虑更换铣槽能力更强大的锥轮。

　　4.2铣槽机泥浆循环系统

　　铣槽机泥浆系统由三大系统组成：成槽泥浆系统、清孔泥浆系统（新鲜泥浆储存在筒仓中）、100%换浆泥浆，以及泥浆分离系统。

　　世纪汇广场地下墙修复工程的铣槽机泥浆循环系统布置见图6。 　　新鲜泥浆储存采用泥浆筒仓（￠2.7m*12m），泥浆筒内泥浆主要用于清孔过程中新鲜泥浆供应。泥浆箱主要用于存放成槽泥浆，由于铣槽机泥浆分离系统处理泥浆量大，因此各泥浆箱之间开孔以互相连通。清孔和浇灌混凝土过程中回收泥浆必须通过泥浆分离系统进行分离再经过调浆后方可继续使用。为确保泥浆分离效果，本工程采用铣槽机配套的德国宝峨泥浆分离系统，该分离系统每小时处理泥浆量达300m3，完全能满足泥浆分离要求和成槽需要。铣槽机配套的宝峨泥浆分离系统见图7。
　　4.3铣槽机清孔

　　槽段终孔并验收合格后，即采用液压铣槽机进行泵吸法清孔换浆。将铣削头置入孔底并保持铣轮旋转，铣头中的泥浆泵将孔底的泥浆输送至地面上的泥浆分离器，由振动筛除去大颗粒钻碴后，进入旋流器分离泥浆中的粉细砂。经净化后的泥浆流回到槽孔内，如此循环往复，直至回浆达到砼浇筑前槽内泥浆的标准后，然后再置换新鲜泥浆。在清孔过程中，可根据槽内浆面和泥浆性能状况，加入适当数量的新浆以补充和改善孔内泥浆。铣槽机清孔工艺见图8。
　　5工程实施情况和效果

　　5.1分幅调整及开挖流程

　　根据本工程的地质条件、场地条件、施工工艺、施工进度等各项施工工况综合考虑，进行了合理分幅，并确定了开挖施工的流程，确保了工程的顺利进行。因成槽机和铣槽机宽度为2.8m，所以分幅宽度综合考虑了成槽机和铣槽机成槽顺序和方便纠偏的原则。标准幅实际分幅及开挖流程见图9。
　　5.2扰动土层中的成槽精度控制

　　由于土体被彻底扰动，在实际成槽过程中，经常发生较大的精度偏差。为保证成槽精度，铣槽机向下进行铣槽时，先采用固定导向架控制开孔垂直精度，然后每向下铣削约2~3m时进行超声波精度检测，如果精度发生偏差及时进行纠偏，严格保证精度达到要求后再继续向下开挖。在整个铣槽过程中，经常遇到土体软硬不均，导致两个铣轮转速不一致使垂直度发生偏差，此时放慢铣槽机铣轮的下压速度，保证匀速铣槽。经实际超声波检测，本工程所有地下墙精度都达到或高于1/400。

　　5.3针对粘土层中铣槽机裹轮的措施

　　铣槽机铣槽过程中也会遇到粘土层，一旦发生严重的粘轮和裹轮，导致铣槽机齿轮被包裹而使成槽无法正常进行。针对此现象，我们对铣槽机刮泥板进行加长加宽，以增强刮泥板的铲泥效果。实际证明，刮泥板改进后裹轮现象得到显著改善，铣槽效率大幅增加，为地下墙工程的顺利进行起到了良好的作用。改进前后的刮泥板见图10、图11。
　　5.4针对铣轮被卡住的措施

　　由于地下土层存在大量地下障碍物，铣槽机在铣槽过程中频繁遇到钢筋。铣槽机在碰到钢筋时极易卡轮，为了保证铣槽机顺利施工与工期进度，及时对损坏的铣齿进行更换，保证了铣槽的正常进行。

　　5.5清孔效果

　　世纪汇广场共计35幅修复地下墙，经过宝峨泥浆分离系统进行清孔换浆，每幅清孔换浆率都至少达到100%，且清孔后泥浆指标须达到规范标准。实测清孔指标数据如下：

　　（1）平均每幅清孔耗时约2~3小时，清孔置换泥浆量约300~420m3左右。

　　（2）清孔前地下30米实测比重为1.10~1.15，粘度为30~35秒，PH值为9，含砂量为3%。清孔后地下30米实测比重为1.05~1.10，粘度为25~30秒，PH值为9，含砂量为1~2%。

　　（3）清孔前地下50米实测比重为1.12~1.17，粘度为35~40秒，PH值为9，含砂量为3~4%。清孔后地下50米实测比重为1.07~1.12，粘度为30~35秒，PH值为8~9，含砂量为2%。

　　上述指标完全符合国家和企业相关规范要求，在实际施工中充分保证了超深地下墙的施工质量。

　　6结语

　　综上所述，通过“抓铣结合”施工技术在世纪汇广场地下连续墙修复工程的成功应用，以及地下连续墙循环泥浆供排浆、清孔送浆、泥浆分离处理等泥浆系统的完好运作，形成了一套适合在复杂扰动地层中的地下连续墙施工新技术，地下墙施工质量达到优良，后续基坑开挖完全无渗漏，为今后地下连续墙在不同复杂地层中的施工提供了成熟的经验，适合在类似工程中推广应用。