高水头、强渗流地层中的超深地下墙施工技术研究报告课件.ppt

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1、 科研项目验收汇报科研项目验收汇报12简介简介简介简介主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容1234工程应用情况和分析工程应用情况和分析工程应用情况和分析工程应用情况和分析主要结论主要结论主要结论主要结论一、简介一、简介一、简介一、简介ll地下连续墙的应用地下连续墙的应用地下连续墙的应用地下连续墙的应用 地下连续墙施工地下连续墙施工技术自问世以来，以技术自问世以来，以其刚度大、对周边环其刚度大、对周边环境影响小和兼具多种境影响小和兼具多种功能等大量优点，在功能等大量优点，在地下构筑物、地下交地下构筑物、地下交通及水利防渗等众多通及水利防渗等众多领域得到了广泛应用。领域得到了广泛应用。

2、XX在大量高层建筑的在大量高层建筑的地下室、地铁、泵站地下室、地铁、泵站等工程中也广泛地应等工程中也广泛地应用了地下连续墙。用了地下连续墙。轨道交通轨道交通轨道交通轨道交通4 4号线地下换乘枢纽号线地下换乘枢纽号线地下换乘枢纽号线地下换乘枢纽 一、简介一、简介一、简介一、简介ll 地下连续墙施工技术的发展地下连续墙施工技术的发展地下连续墙施工技术的发展地下连续墙施工技术的发展 地下地下地下地下连续墙连续墙施工技施工技施工技施工技术经过术经过了近了近了近了近5050年的年的年的年的发发展，在成槽机械制造、展，在成槽机械制造、展，在成槽机械制造、展，在成槽机械制造、护护壁泥壁泥壁泥壁泥浆浆研制和接

3、研制和接研制和接研制和接头头形式开形式开形式开形式开发发等众多方面都取得了重大突破。等众多方面都取得了重大突破。等众多方面都取得了重大突破。等众多方面都取得了重大突破。XXXX地区的地下地区的地下地区的地下地区的地下连续墙连续墙在施工深度、在施工深度、在施工深度、在施工深度、应对应对复复复复杂杂地地地地质质条件及条件及条件及条件及质质量控制等量控制等量控制等量控制等不少方面也取得了不少方面也取得了不少方面也取得了不少方面也取得了长长足足足足进进步。步。步。步。乘着城市建设日新月异的东风，乘着城市建设日新月异的东风，XX地区的地下连续墙施工在飞速地区的地下连续墙施工在飞速发展的同时，也面临着一些

4、需要解决的问题。这些问题大致可分为两发展的同时，也面临着一些需要解决的问题。这些问题大致可分为两个层面：个层面：一、简介一、简介一、简介一、简介l一类是在地下连续墙施工中可能遇到的风险，如槽段失稳、钢筋一类是在地下连续墙施工中可能遇到的风险，如槽段失稳、钢筋笼起吊变形和接头管被抱死等笼起吊变形和接头管被抱死等l另一类是在地下连续墙完成后的基坑开挖中可能遇到的风险，如另一类是在地下连续墙完成后的基坑开挖中可能遇到的风险，如接缝渗漏，墙体大面积露筋及地下连续墙侵入内衬界限等接缝渗漏，墙体大面积露筋及地下连续墙侵入内衬界限等 本工程超深地下本工程超深地下连续墙需在高水需在高水头、强渗流地渗流地层中施

5、工，具有很中施工，具有很高的高的难度和度和风险。此外由于本工程的超深基坑自。此外由于本工程的超深基坑自45m开始就开始就进入入 号号土土层，大部分，大部分处在砂性地在砂性地层中，基坑内外水中，基坑内外水头差可达到差可达到30多米，水多米，水压力力为3kg/cm2，一旦，一旦发生生围护接接缝渗漏水的渗漏水的险情，堵漏工作将极其困情，堵漏工作将极其困难，会，会对基坑安全基坑安全带来致命的影响。因此，来致命的影响。因此，对地下地下连续墙的抗渗性能，的抗渗性能，尤其是接尤其是接头部位的止水提出了极其苛刻的要求。部位的止水提出了极其苛刻的要求。12简介简介简介简介主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要

6、研究内容1234工程应用情况和分析工程应用情况和分析工程应用情况和分析工程应用情况和分析主要结论主要结论主要结论主要结论二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容本项目的研究目标是重点突破两个方面本项目的研究目标是重点突破两个方面本项目的研究目标是重点突破两个方面本项目的研究目标是重点突破两个方面1 1实现地下墙施工过程中的槽段稳定实现地下墙施工过程中的槽段稳定2 2实现基坑开挖时地下墙接缝无渗漏实现基坑开挖时地下墙接缝无渗漏二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容地下连续墙施工中护壁泥浆的应用地下连续墙施工中护壁泥浆的应用地下连续墙施工中护壁泥浆

7、的应用地下连续墙施工中护壁泥浆的应用nn常规膨润土泥浆常规膨润土泥浆常规膨润土泥浆常规膨润土泥浆 以往工程中使用的大多是常规膨润土泥浆，其主要成分有膨润土、水和以往工程中使用的大多是常规膨润土泥浆，其主要成分有膨润土、水和以往工程中使用的大多是常规膨润土泥浆，其主要成分有膨润土、水和以往工程中使用的大多是常规膨润土泥浆，其主要成分有膨润土、水和一些外加剂。外加剂按其作用可大致分为以下四类：一些外加剂。外加剂按其作用可大致分为以下四类：一些外加剂。外加剂按其作用可大致分为以下四类：一些外加剂。外加剂按其作用可大致分为以下四类：加重剂。如重晶石、珍珠岩、方铅矿粉末和铁砂等。加重剂。如重晶石、珍珠岩

8、、方铅矿粉末和铁砂等。加重剂。如重晶石、珍珠岩、方铅矿粉末和铁砂等。加重剂。如重晶石、珍珠岩、方铅矿粉末和铁砂等。增粘剂。一般用增粘剂。一般用增粘剂。一般用增粘剂。一般用CMCCMC。分散剂。分散剂。分散剂。分散剂。防漏剂。如锯末、蛭石粉末、稻草末、水泥、有机纤维素聚合物等。防漏剂。如锯末、蛭石粉末、稻草末、水泥、有机纤维素聚合物等。防漏剂。如锯末、蛭石粉末、稻草末、水泥、有机纤维素聚合物等。防漏剂。如锯末、蛭石粉末、稻草末、水泥、有机纤维素聚合物等。二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容地下连续墙施工中护壁泥浆的应用地下连续墙施工中护壁泥浆的应用地下连续墙施工中护壁

9、泥浆的应用地下连续墙施工中护壁泥浆的应用nn复合钠基膨润土泥浆复合钠基膨润土泥浆复合钠基膨润土泥浆复合钠基膨润土泥浆 新型的复合钠基膨润土泥浆采用优钻新型的复合钠基膨润土泥浆采用优钻新型的复合钠基膨润土泥浆采用优钻新型的复合钠基膨润土泥浆采用优钻100100复合钠基膨润土，这是复合钠基膨润土，这是复合钠基膨润土，这是复合钠基膨润土，这是一种高造浆率、添加特制聚合物的一种高造浆率、添加特制聚合物的一种高造浆率、添加特制聚合物的一种高造浆率、添加特制聚合物的200200目钠基膨润土，可适合于各种目钠基膨润土，可适合于各种目钠基膨润土，可适合于各种目钠基膨润土，可适合于各种土层，尤其是超深地下墙的护

10、壁要求。土层，尤其是超深地下墙的护壁要求。土层，尤其是超深地下墙的护壁要求。土层，尤其是超深地下墙的护壁要求。新型钠基膨润土如何密封土壁新型钠基膨润土如何密封土壁二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容泥浆分离系统泥浆分离系统 n 加工和引加工和引进了新的泥了新的泥浆分离分离设备，通，通过改改变振振动筛筛网网结构和构和增增设旋流器分离，提高了旋流器分离，提高了对泥沙、垃圾和泥沙、垃圾和细微砂粒的分离效率微砂粒的分离效率n 对槽段内回收泥槽段内回收泥浆的分离的分离净化工化工艺进行改良，通行改良，通过土渣分离土渣分离筛、旋流除旋流除碴器、双器、双层振振动筛等等设备进行多行多

11、级分离分离净化，必要化，必要时还可可作多次循作多次循环分离，以控制泥分离，以控制泥浆中的含砂量中的含砂量地下连续墙泥浆分离系统的改进地下连续墙泥浆分离系统的改进地下连续墙泥浆分离系统的改进地下连续墙泥浆分离系统的改进二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容 成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化 地下墙施工清孔管示意图地下墙施工清孔管示意图n本工程在清孔工本工程在清孔工艺上采用了置上采用了置换法和沉淀法和沉淀扫孔法孔法结合的工合的工艺n清孔利用气清孔利用气举原理，使用特制清孔管，并配制原理，使用特

12、制清孔管，并配制10m3大功率的空大功率的空压机，在清孔性能和效率方面机，在清孔性能和效率方面进行了改行了改进二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容 成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化 刷壁及刮刀清理泥皮作业刷壁及刮刀清理泥皮作业 本工程采用本工程采用了了专门的十字的十字钢板刷壁器，与加板刷壁器，与加工在成槽抓斗工在成槽抓斗侧的特制刮刀以及的特制刮刀以及端端头加工成劈尖加工成劈尖状的反力箱相状的反力箱相结合，有合，有针对性的性的根据超声波探根据超声波探测的接的接头情况，情况，对地下地下连续墙

13、的接的接头进行清理。行清理。利用冲刀清除地下墙十字钢板劣化泥浆利用冲刀清除地下墙十字钢板劣化泥浆三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析 本工程本工程本工程本工程应应用的复合用的复合用的复合用的复合钠钠基膨基膨基膨基膨润润土泥土泥土泥土泥浆浆，根据理，根据理，根据理，根据理论计论计算和算和算和算和现场试验现场试验幅幅幅幅检验检验，最，最，最，最终终确定每立方新确定每立方新确定每立方新确定每立方新鲜鲜泥泥泥泥浆浆加入加入加入加入7575100100公斤复合公斤复合公斤复合公斤复合钠钠基膨基膨基膨基膨润润土和少土和少土和少土和少许纯许纯碱。碱。碱。碱

14、。新新新新鲜鲜泥泥泥泥浆浆的比重一般在的比重一般在的比重一般在的比重一般在1.021.021.03g/cm1.03g/cm33，粘度一般在，粘度一般在，粘度一般在，粘度一般在28283030秒，秒，秒，秒，经过经过2424小小小小时时的溶的溶的溶的溶胀胀之后，比重并无之后，比重并无之后，比重并无之后，比重并无较较大大大大变变化，粘度却可以达到化，粘度却可以达到化，粘度却可以达到化，粘度却可以达到45455050秒。最秒。最秒。最秒。最值值得得得得指出的是新型泥指出的是新型泥指出的是新型泥指出的是新型泥浆浆的失水率达到了的失水率达到了的失水率达到了的失水率达到了7.2cc/7.5min7.2cc

15、/7.5min，远远远远好于以往好于以往好于以往好于以往应应用的常用的常用的常用的常规规膨膨膨膨润润土泥土泥土泥土泥浆浆。本工程应用泥浆的配制本工程应用泥浆的配制本工程应用泥浆的配制本工程应用泥浆的配制 泥浆漏失量测试泥浆漏失量测试 泥浆比重测试泥浆比重测试 泥浆粘度测试泥浆粘度测试 三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析泥浆分离系统的应用泥浆分离系统的应用泥浆分离系统的应用泥浆分离系统的应用 泥浆分离系统泥浆分离系统 槽段回收泥槽段回收泥槽段回收泥槽段回收泥浆浆通通通通过过泥泥泥泥浆浆分离系分离系分离系分离系统统的多的多的多的多级级分离分离分

16、离分离净净化和多次循化和多次循化和多次循化和多次循环环分离后，分离后，分离后，分离后，泥泥泥泥浆浆中的各中的各中的各中的各类类泥沙泥沙泥沙泥沙颗颗粒得到了有效的分离，把循粒得到了有效的分离，把循粒得到了有效的分离，把循粒得到了有效的分离，把循环环泥泥泥泥浆浆比重比重比重比重严严格控制格控制格控制格控制在在在在1.15g/cm1.15g/cm33以下，含砂率控制在以下，含砂率控制在以下，含砂率控制在以下，含砂率控制在44以下。以下。以下。以下。在砂性土在砂性土在砂性土在砂性土层层中的中的中的中的长时间长时间施工后，泥施工后，泥施工后，泥施工后，泥浆浆性能得以保性能得以保性能得以保性能得以保证证的

17、同的同的同的同时时，劣，劣，劣，劣质质泥泥泥泥浆废浆废弃率弃率弃率弃率远远低于以往的水平。低于以往的水平。低于以往的水平。低于以往的水平。三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化成槽、清孔和刷壁等工艺的优化扫孔及清孔作业扫孔及清孔作业刷壁及刮刀清理泥皮作业刷壁及刮刀清理泥皮作业 本工程本工程单个个成槽机完成一幅成槽机完成一幅地下地下连续墙平均平均需要需要5天天时间，平，平均每均每3天完成一幅天完成一幅地下地下连续墙。二。二次清孔后的槽段次清孔后的槽段沉渣厚度基本都

18、沉渣厚度基本都没有超没有超过10cm。每个地下每个地下连续墙的接的接缝在清理后，在清理后，经超声波超声波检测基基本无异常阴影。本无异常阴影。三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析u 本工程共计本工程共计32幅地下连续墙，每幅地下连续墙墙趾都深入幅地下连续墙，每幅地下连续墙墙趾都深入号号砂砂质粉土粉土层。整个施工。整个施工过程中没有程中没有发生生过一次成槽机抓斗被径一次成槽机抓斗被径缩的的号土卡住的情况号土卡住的情况u 本工程全部地下本工程全部地下连续墙的充盈系数都达到了的充盈系数都达到了1以上，而整体的充以上，而整体的充盈系数在盈系数在1.05

19、以下以下 地下墙每幅施工时间统计图地下墙每幅施工时间统计图 地下墙施工过程中检测效果地下墙施工过程中检测效果地下墙施工过程中检测效果地下墙施工过程中检测效果三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析三、工程应用情况和分析u 从基坑开挖所暴露的地下从基坑开挖所暴露的地下墙情况来看，地下情况来看，地下连续墙整体外整体外观良良好，好，墙体中无体中无夹泥泥夹砂砂现象象u 地下地下连续墙漏水点以渗漏和滴漏漏水点以渗漏和滴漏为主，主，经过简单处理后均达到理后均达到要求。要求。总体上看，整个地下体上看，整个地下连续墙的接的接缝可以可以说是是实现了无渗漏了无渗漏 基坑开挖后地下基坑开挖

20、后地下连续墙连续墙接接头头情况情况 基坑开挖过程中地下墙检测效果基坑开挖过程中地下墙检测效果基坑开挖过程中地下墙检测效果基坑开挖过程中地下墙检测效果 本项目结合地下墙泥浆的现状，开发配置了一种新型护壁泥浆，泥浆的综合性能得本项目结合地下墙泥浆的现状，开发配置了一种新型护壁泥浆，泥浆的综合性能得到很大改善。尤其是携渣能力的提升，对于超深地下墙泥浆中砂粒的悬浮能力提高，到很大改善。尤其是携渣能力的提升，对于超深地下墙泥浆中砂粒的悬浮能力提高，大大减少了槽底的沉渣厚度，提升了地下墙整体质量。大大减少了槽底的沉渣厚度，提升了地下墙整体质量。本项目通过优化本项目通过优化液液压抓斗作抓斗作为成槽机械并成槽

21、机械并辅以先以先导孔工孔工艺的成槽工的成槽工艺，配置新型复，配置新型复合合钠基膨基膨润土泥土泥浆，改，改进泥泥浆分离系分离系统等一系列适合等一系列适合XX软土地区超深地下土地区超深地下连续墙的施的施工技工技术，成功，成功现实了复了复杂地地层中超深地下中超深地下连续墙的施工。的施工。本本课题对在高水在高水头、强渗流地渗流地层中的超深地下中的超深地下连续墙施工施工进行了深入研究，通行了深入研究，通过在在过江管工程中的江管工程中的实践，解决了砂性土土践，解决了砂性土土层的成槽施工的成槽施工问题、泥、泥浆的配比与的配比与处理理问题、超深地下超深地下连续墙的接的接缝处理理问题题等一系列关等一系列关键性性

22、问题，为今后今后XX地区超深地下地区超深地下连续墙施工施工积累了宝累了宝贵的的经验。四、主要结论四、主要结论四、主要结论四、主要结论本项目研究的主要成果本项目研究的主要成果本项目研究的主要成果本项目研究的主要成果 在本课题组成员与工程管理人员的努力与其它方面的共同协作下，在本课题组成员与工程管理人员的努力与其它方面的共同协作下，通过对国内外高水头、强渗流地层超深地下墙施工工艺的调研、理论分通过对国内外高水头、强渗流地层超深地下墙施工工艺的调研、理论分析、现场试验等手段，结合析、现场试验等手段，结合XX过江管工程，对高水头、强渗流地层中过江管工程，对高水头、强渗流地层中超深地下连续墙施工技术相关的一些课题开展了研究，获得了第一手资超深地下连续墙施工技术相关的一些课题开展了研究，获得了第一手资料，取得了一些成果，解决了工程关键问题，部分研究成果填补了国内料，取得了一些成果，解决了工程关键问题，部分研究成果填补了国内外空白。外空白。七、主要结论七、主要结论七、主要结论七、主要结论本项目研究的意义本项目研究的意义本项目研究的意义本项目研究的意义XXXX隧道工程股份有限公司隧道工程股份有限公司20092009年年1111月月