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地下工程地下连续墙法第1页，本讲稿共51页地下建筑地下建筑 地下铁道地下铁道 公路隧道公路隧道 水底隧道水底隧道 地下电站地下电站 地下贮库地下贮库 城市地下综合体城市地下综合体 地下工程施工方法地下工程施工方法 盾构法盾构法 沉井法沉井法 沉管法沉管法 顶管法顶管法 矿山法矿山法 地下连续墙法地下连续墙法前前 言言地地 下下 工工 程程第2页，本讲稿共51页地地 下下 连连 续续 墙墙 法法地下工程施工技术之六地下工程施工技术之六第3页，本讲稿共51页第4页，本讲稿共51页 地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械，沿地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。1 1、定义、定义(what)(what)：什么是地下连续墙施工法：什么是地下连续墙施工法第5页，本讲稿共51页2 2、特点（、特点（whywhy）优点：优点：施工振动小；施工振动小；墙体刚度大，整体性好；墙体刚度大，整体性好；施工速度快；施工速度快；开挖工程量小；开挖工程量小；可用于各种环境，如密集可用于各种环境，如密集 建筑群中建造深基坑支护；建筑群中建造深基坑支护；可用于各种地质条件。可用于各种地质条件。缺点：缺点：前期调查复杂；前期调查复杂；施工技术要求较高；施工技术要求较高；制浆及处理系统占地制浆及处理系统占地 较大，管理不善易造成较大，管理不善易造成 现场泥泞和污染；现场泥泞和污染；接头质量难保证，易接头质量难保证，易 形成结构薄弱点。形成结构薄弱点。第6页，本讲稿共51页3 3、施工（、施工（howhow）第7页，本讲稿共51页施工步骤施工步骤施施工工前前准准备备 导导墙墙施施工工 开开挖挖槽槽段段 泥泥浆浆护护壁壁 清清 槽槽 钢钢筋筋笼笼吊吊装装 泥浆泥浆制作制作钢钢筋筋笼笼制制作作灌灌注注混混凝凝土土墙墙段段接接头头施施工工 第8页，本讲稿共51页导墙放线 导墙开挖 第9页，本讲稿共51页钢筋绑扎 模板支设 第10页，本讲稿共51页浇筑混凝土 导墙浇筑完毕要注意养护，中间要架设木支撑或者砖支撑 第11页，本讲稿共51页再来一个支撑 成槽开挖 第12页，本讲稿共51页泥浆配置 第13页，本讲稿共51页泥浆测试 锁口管吊放，两边的是锁口管 第14页，本讲稿共51页钢筋笼平台及钢筋对焊 钢筋龙起吊 第15页，本讲稿共51页钢筋笼入槽 第16页，本讲稿共51页混凝土浇筑第17页，本讲稿共51页锁口管起拔第18页，本讲稿共51页第19页，本讲稿共51页场地准备：确定和安排机械所需作业面积：主要包括泥浆搅拌设备（泥浆搅拌设备以水池为主，水池总量为挖掘一个单元槽段土方量的23倍左右，即300450m3）；钢筋笼加工及临时堆放场地；接头管和混凝土浇注导管的临时堆放场地以及其他用地。施施工工前前准准备备 第20页，本讲稿共51页场地地基加固：在地下连续墙施工中，挖槽、吊放钢筋笼和浇注砼等都要使用机械，安装挖槽机的场地地基对地下墙沟槽的精度有很大影响，所以安装机械用的场地地基必须能够经受住机械的振动和压力，应采取地基加固措施（换填表面软弱土层，整平和碾压地基，用沥青混凝土做简易路面为临时便道等）；施施工工前前准准备备 第21页，本讲稿共51页给排水和供电设备：根据施工规模及设备配置情况，计算和确定工地所需的供电量，并考虑生活照明等，设置变压器及配电系统，地下连续墙施工的工程用水是十分庞大的工程，全面设计施工供水的水源及给水管系统。护壁泥浆的稳定：泥浆的主要作用是护壁，其次是携沙、冷却和润滑，泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁产生一定的静水压力，相当于一种液体支撑，槽内泥浆面如高出地下水位0.6米1.2米，能防止槽壁坍塌，关于地下连续墙的槽壁稳定性问题可以通过计算公式确定如梅耶霍夫的沟槽稳定临界高度公式；第22页，本讲稿共51页导导墙墙施施工工 导墙导墙形式形式：选择现浇钢筋混凝土结构：选择现浇钢筋混凝土结构导墙形式。导墙形式。导墙的主要作用导墙的主要作用(1)(1)起挖槽、造孔导向作用；起挖槽、造孔导向作用；(2)(2)储存触变泥浆；储存触变泥浆；(3)(3)维护槽口稳定，避免塌方；维护槽口稳定，避免塌方；(4)(4)支承造孔机械及其它设备荷载。支承造孔机械及其它设备荷载。第23页，本讲稿共51页导墙施工顺序：导墙施工顺序：平整场地平整场地测量定位测量定位挖槽及处理弃挖槽及处理弃土土绑扎钢筋绑扎钢筋支模板支模板浇注混凝土浇注混凝土拆拆模并设置横撑模并设置横撑导墙外侧回填土。导墙外侧回填土。第24页，本讲稿共51页导墙规格导墙规格 如地下墙是作为深基坑围护结构，导墙应考虑一如地下墙是作为深基坑围护结构，导墙应考虑一定余量放样定余量放样(一般取一般取2cm+2cm+成榴精度成榴精度x x最大开挖深度最大开挖深度)。导。导墙内净宽一般比设计墙厚大墙内净宽一般比设计墙厚大2-5cm2-5cm，导墙的深度一般取，导墙的深度一般取1.5-2.0m1.5-2.0m。除考虑用途外，还要根据地质条件，使导墙。除考虑用途外，还要根据地质条件，使导墙坐落在稳定的老土层以下。导墙厚一般取坐落在稳定的老土层以下。导墙厚一般取20-30cm20-30cm现挠现挠钢筋混凝土，泥凝土强度等级在钢筋混凝土，泥凝土强度等级在C20C20以上。以上。立井混泥凝土帐幕施工一般都比较深立井混泥凝土帐幕施工一般都比较深(50m(50m以以),),穿过穿过地层变化也较大，往往要采用一种以上机械开挖，故导地层变化也较大，往往要采用一种以上机械开挖，故导墙宽度至少要大于钻头直径墙宽度至少要大于钻头直径20cm20cm。导墙顶都要略高于地乎，以防地表水反流槽内。导墙顶都要略高于地乎，以防地表水反流槽内。第25页，本讲稿共51页开开挖挖槽槽段段 造孔设备及方法分类：造孔设备及方法分类：(1)(1)冲击式造孔直接出土机械及施工法；冲击式造孔直接出土机械及施工法；(2)(2)斗式成槽机械及施工法；斗式成槽机械及施工法；(3)(3)旋转切削式泥浆循环出碴成槽机械及施工法。旋转切削式泥浆循环出碴成槽机械及施工法。第26页，本讲稿共51页 冲击式钻进时，用掏碴筒排除孔内碎碴。钻进和排冲击式钻进时，用掏碴筒排除孔内碎碴。钻进和排碴间断进行，效率低，钻机造孔噪音和振动较大，碴间断进行，效率低，钻机造孔噪音和振动较大，不宜在人口密集和靠近建筑物地区造孔作业。不宜在人口密集和靠近建筑物地区造孔作业。1 1冲击式造孔直接出土式机械冲击式造孔直接出土式机械 它是依靠钻头的自重，在充满泥浆的孔中反复冲击它是依靠钻头的自重，在充满泥浆的孔中反复冲击破碎岩土，然后用带有活底的取碴筒将破碎下来的岩屑破碎岩土，然后用带有活底的取碴筒将破碎下来的岩屑取出。取出。主要设备有国产主要设备有国产CZCZ2020、C CZ2222、C CZ3030，仿克沟，仿克沟YKCYKC2222、YXCYXC3030，以及意大利，以及意大利 该设备构造简单，操作容易，适应性强，在坚硬土该设备构造简单，操作容易，适应性强，在坚硬土层和含砾石、卵石等复杂地层均可应用，槽孔垂直层和含砾石、卵石等复杂地层均可应用，槽孔垂直精度可控制在精度可控制在2-3%02-3%0，适用于深度较大的造孔施工。，适用于深度较大的造孔施工。第27页，本讲稿共51页 2 2斗式成槽机械斗式成槽机械 抓斗式成槽机的特点是利用抓斗上嵌的犁齿直接对抓斗式成槽机的特点是利用抓斗上嵌的犁齿直接对土层进行破碎、抓取并将土体运出槽外。其型式主要有土层进行破碎、抓取并将土体运出槽外。其型式主要有各种索式导板抓斗、液压导板抓斗和刚性导杆抓斗等，各种索式导板抓斗、液压导板抓斗和刚性导杆抓斗等，如图。使用专门机架沿导墙上铺的轨道移动工作或在履如图。使用专门机架沿导墙上铺的轨道移动工作或在履带吊车上工作。带吊车上工作。使用抓斗式挖格机一般都要预先在槽段两端用钻使用抓斗式挖格机一般都要预先在槽段两端用钻机钻两个垂直导孔，然后用抓斗抓除两导孔间的土体，机钻两个垂直导孔，然后用抓斗抓除两导孔间的土体，以形成槽段。由于采用抓斗时土层不经破碎而被直接以形成槽段。由于采用抓斗时土层不经破碎而被直接送至地面，又不需要泥浆循环和净化，故可降低泥浆送至地面，又不需要泥浆循环和净化，故可降低泥浆消耗量，简化施工管理，提高工效，槽段衔接也较好，消耗量，简化施工管理，提高工效，槽段衔接也较好，一般适于一般适于50 m50 m以下槽孔。以下槽孔。第28页，本讲稿共51页中心提拉索式导板抓斗中心提拉索式导板抓斗液压导板液压导板抓斗抓斗刚性导板抓斗刚性导板抓斗第29页，本讲稿共51页第30页，本讲稿共51页 3 3回转式造孔机械回转式造孔机械 回转式造孔机械用钻头、回转式造孔机械用钻头、刃具对土层进行钻削，并借助刃具对土层进行钻削，并借助泥浆循环排碴，机械化程度和泥浆循环排碴，机械化程度和工效、成孔质量、垂直精度均工效、成孔质量、垂直精度均较好，而且噪音小，对侧面土较好，而且噪音小，对侧面土体扰动较少，员适于土质较差、体扰动较少，员适于土质较差、开挖较探的槽段。但其结构复开挖较探的槽段。但其结构复杂，遇有大粒径砾石、卵石层杂，遇有大粒径砾石、卵石层难于使用。难于使用。第31页，本讲稿共51页第32页，本讲稿共51页第33页，本讲稿共51页单元槽段划分：地下连续墙的施工是沿墙体的长度方向把地下连续墙划分成许多某种长度的施工单元即单元槽段。单元槽段长度根据设计及施工条件（挖槽机具的性能、泥浆储备池的容量、相邻结构物的影响、投入机械设备数量、混凝土供应能力和地质条件）初步确定槽幅平面长度为3.8米7.2米。对其整体性及防渗性能越有利，但槽段长度过大，土质稳定差，应根据水文地质条件、设备提吊能力、挖土机械特点、泥凝土供应能力和施工条件，以及施工精度要求。划分段数越少划分段数越多第34页，本讲稿共51页上海220kV地下变电站其内切回宜径为60m的正91边形，平均墙深38.4m，墙厚1.2m，周长达192.374m，周团埔身内有6个预留通道口，地下连续墒施工划分了五组38幅槽段，槽段之间用刚性接头，垂直允许偏差小于1800。其档段长度与抓挖顺序加图。第35页，本讲稿共51页槽段槽段(孔孔)的施工方法的施工方法1)1)冲击式和斗式施工方法冲击式和斗式施工方法钻抓成槽两钻一抓钻吸法砂泵排渣压缩空气排渣第36页，本讲稿共51页 2)2)回转多头钻成槽机及泥浆反循环排碴施工法回转多头钻成槽机及泥浆反循环排碴施工法 这种方法是钻进和排碴同时进行，效率较高。排这种方法是钻进和排碴同时进行，效率较高。排碴利用压气排浆泵排碴，如图。碴利用压气排浆泵排碴，如图。无论采用何种施工方法，挖槽结束后，必须扫无论采用何种施工方法，挖槽结束后，必须扫孔清碴，待槽孔符合设计标准，进行清孔换浆，保证孔清碴，待槽孔符合设计标准，进行清孔换浆，保证护壁效果，以利下放钢筋笼和浇灌说凝上。护壁效果，以利下放钢筋笼和浇灌说凝上。第37页，本讲稿共51页泥泥浆浆护护壁壁 作用：作用：在地下连续墙挖槽过程中，泥浆的作用是护壁，在地下连续墙挖槽过程中，泥浆的作用是护壁，洗槽携渣，冷却机具和切土润滑。可提高工效，利洗槽携渣，冷却机具和切土润滑。可提高工效，利于钻进和延长钻头使用寿命。故泥浆的正确使用，于钻进和延长钻头使用寿命。故泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键。是保证挖槽成败的关键。主要成分：主要成分：膨润土、水、化学按剂和一些惰性材料。膨润土、水、化学按剂和一些惰性材料。第38页，本讲稿共51页清清 槽槽 槽段挖至设计标高后，测量槽段断面，如误差超过设计要求责需修槽。采用砂石泵进行槽内清渣，并将泥浆比重调换至1.10-1.20之间，以利于混凝土的灌注。钢钢筋筋笼笼制制作作与与吊吊装装 第39页，本讲稿共51页钢钢筋筋笼笼制制作作与与吊吊装装 钢筋笼应在清槽完后钢筋笼应在清槽完后3-4h3-4h内吊装完毕。内吊装完毕。钢筋笼最好按单元槽段组成整体吊装，如需分段钢筋笼最好按单元槽段组成整体吊装，如需分段连接，接头用绑条焊，纵向受力搭接长度采用连接，接头用绑条焊，纵向受力搭接长度采用60d60d（钢筋直径）。（钢筋直径）。钢筋笼的起吊方式和吊点布置与吊放，应周密考钢筋笼的起吊方式和吊点布置与吊放，应周密考虑，制定切实可行的方案，不使钢筋笼发生较大的虑，制定切实可行的方案，不使钢筋笼发生较大的变形；变形；钢筋笼吊放必须垂直对准槽中心，吊放应缓慢进钢筋笼吊放必须垂直对准槽中心，吊放应缓慢进行，发现受阻及时吊起经处理后重新吊放，放到设行，发现受阻及时吊起经处理后重新吊放，放到设计标高后，可用横担搁置在导墙上，再进行下一步计标高后，可用横担搁置在导墙上，再进行下一步工序。工序。第40页，本讲稿共51页第41页，本讲稿共51页第42页，本讲稿共51页灌灌注注混混凝凝土土 对混凝土的技术要求：W/C不得大于0.6；每立方米水泥用量不得少于400kg/m3；粗骨料（碎石）粒径一般为5-25mm，坍落度1620cm，扩散度为34cm38cm，初凝时间大于8小时，采用普通硅酸盐水泥，掺加减水剂UFA，掺量根据试验确定。浇筑混凝土前必须清刷相邻槽段接头，并用新搅制的泥浆置换槽内泥浆。首浇量的确定：吊装钢筋网片后6h内应立即灌注混凝土，刚开始浇灌时速度要快，使槽底沉渣随混凝土表面一起上升，一次性连续浇灌12m3以上混凝土，使导管总是埋在混凝土内1.5m以上，但亦不宜超过5m。第43页，本讲稿共51页 采用导管法进行浇筑，混凝土面上升速度不小于2m/h。根据槽段长度采用两根导管同时灌注，两导管之间距不大于3m，导管距槽端不大于1.5m。两导管第一次灌注时必须同时进行，各砼面高差不宜大于0.3m，直到灌注到槽顶标高以上300500mm。单元槽段必须连续灌注，不得中断。接近墙顶时，导管内超压力减少，为此可在槽内适量加水稀释泥浆。浇灌全槽时间不得超过混凝土初凝时间。第44页，本讲稿共51页第45页，本讲稿共51页墙墙段段接接头头施施工工 接头要求：接头要求：地下连续墙各槽段之间的接头应满足强度地下连续墙各槽段之间的接头应满足强度和抗渗要求。根据其功能作用，对地下连续墙的和抗渗要求。根据其功能作用，对地下连续墙的接缝有以下不同要求：接缝有以下不同要求：(1)(1)挡土墒和防渗墙，应具备防水功能。挡土墒和防渗墙，应具备防水功能。(2)(2)永久性结构墙体，因承受土压、水压和永久性结构墙体，因承受土压、水压和工作压力等，接继应能将应力传递至承载层，并工作压力等，接继应能将应力传递至承载层，并有抗震功能。有抗震功能。圆形接头管连接圆形接头管连接接头形式接头形式混凝土预制板或钢板接头混凝土预制板或钢板接头刚性接头刚性接头第46页，本讲稿共51页圆形接头管连接圆形接头管连接此为常用型式，构造简单，此为常用型式，构造简单，吊放和起拔方便。但要很吊放和起拔方便。但要很好控制混凝幸初凝时间，好控制混凝幸初凝时间，拔管时既要使提拔力最小，拔管时既要使提拔力最小，又要保证混凝土自撑不塌。又要保证混凝土自撑不塌。防水效果较差防水效果较差c c第47页，本讲稿共51页混凝土预制板或钢板接头混凝土预制板或钢板接头 将预制混凝土板和钢筋笼同时放入槽沟内，在预将预制混凝土板和钢筋笼同时放入槽沟内，在预制板外的槽沟可回填碎石，下连接管或安装压气囊以制板外的槽沟可回填碎石，下连接管或安装压气囊以抑止预制板的侧向位移。抑止预制板的侧向位移。此种接缝型式的优此种接缝型式的优点是地下槽向开挖点是地下槽向开挖后露出的预制板，后露出的预制板，其内侧钢筋可和凿其内侧钢筋可和凿出的横筋相接，增出的横筋相接，增加了接缝的结构件。加了接缝的结构件。但预制板笨重，当但预制板笨重，当连续墙深度较大时连续墙深度较大时吊放困难。吊放困难。第48页，本讲稿共51页刚性接头刚性接头该式接缝将先后施工的两单元横筋按设计的长度叠合。该式接缝将先后施工的两单元横筋按设计的长度叠合。通常先施工的槽段两端以钢板作为端板，混凝土浇注通常先施工的槽段两端以钢板作为端板，混凝土浇注仅限于两端板之间。为防止混凝土外漏，常用高韧性仅限于两端板之间。为防止混凝土外漏，常用高韧性的人造合成纤维帆布这成一道因堵隔帘。端板材料一的人造合成纤维帆布这成一道因堵隔帘。端板材料一般采用钢板，断面有平面形、双十字形、凹槽或开口般采用钢板，断面有平面形、双十字形、凹槽或开口箱形、十字形等其它复合形式。箱形、十字形等其它复合形式。钢筋连接式钢筋连接式钢板连接式钢板连接式第49页，本讲稿共51页第50页，本讲稿共51页第51页，本讲稿共51页