CN113279415B - 地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，包括以下步骤：成型导墙；安装铣槽机；铣槽；开挖槽口密封；高压深挖；泄压；最终铣槽；直至整个槽段成槽完毕。本发明的有益之处在于能够实现对槽内泥浆压力控制，利用槽口的密封装置和液压泵实现成槽期间泥浆的高压护壁，从而限制槽壁土体侧向变形，从而降低施工地下连续墙铣成槽的施工成本，简便高效；伸缩密封套两端的密封可靠性高，进一步提高高压护壁的可靠性。

Description

地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法

技术领域

本申请涉及地下连续墙成槽技术领域，尤其涉及一种地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法。

背景技术

随着我国地下开发及地下轨道交通的快速发展，地下开挖工程支护深度逐渐加深，地下连续墙已经成为了一种重要的开挖支护形式，特别是对于一些开挖深度较深、周围建构筑物对土体变形要求较高的工程，地下连续墙凭借其良好的支护特性成为首选的支护形式。但是对于地下连续墙来说需要进行泥浆护壁条件下的成槽施工，成槽期间槽壁的变形和稳定性已经成为工程中关心的重要问题，成槽施工不仅影响地连墙的成墙质量，其稳定性还还直接关系着周围地表变形和建构筑安全。特别近年来，在软土地区，地连墙成槽期间的变形控制受到了越来越多的关注，很多工程在地连墙成槽期间引起了周围建筑物的较大沉降和墙体开裂，研究表明，如果地连墙成槽期间控制措施不当，其引起的地面沉降可占整个开挖工程总沉降的高达50%，因此地连墙成槽施工过程中如何控制土体变形已经成为工程中亟待解决的重要问题。

目前对地下连续墙成槽变形控制的手段相对较少，主要的手段包括增强泥浆特性和进行槽壁加固。增加护壁泥浆比重是控制槽壁变形提高其稳定性的重要手段，但是当泥浆比重增加，泥浆流动性就会变差，会造成泥浆循环设备功率的消耗增加，同时被泥浆携带的地层颗粒也更难被分离出来，此外还会影响混凝土的浇筑；槽壁加固是在成槽前利用水泥搅拌桩等对槽壁进行加固，从而提高槽壁的稳定性，控制槽壁变形，但是槽壁加固的成本较高，此外，槽壁加固的加固深度也相对有限。由于槽壁变形主要发生在地连墙成槽过程中，因此，在地连墙成槽过程中采取一种施工成本较低，简便高效的施工手段来控制槽壁变形对地连墙施工有重要意义。

发明内容

基于现有技术中的上述不足，本发明提供了一种地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，利用槽口的密封装置和液压泵实现成槽期间泥浆的高压护壁，从而限制槽壁土体侧向变形，提高成槽质量，降低槽壁加固的成本。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

一种地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，其特征是，包括以下步骤：

A、成型导墙；地下连续墙成槽施工前，先按照规范要求施工导墙；

B、安装铣槽机；铣槽机的悬吊线和出浆管都从密封装置预留孔中穿过，放置于铣槽机导向架上部；

C、铣槽；铣槽机沿导墙开始成槽下沉，槽内采用泥浆护壁；当铣槽机导向架完全进入导墙底部土体后，在密封装置外侧由上到下依次套设若干圈与密封装置尺寸匹配的回形密封气囊，将密封装置放置于开挖槽内，密封装置应与槽内四周土体紧密贴合；

D、开挖槽口密封；通过气压泵对密封气囊进行充气，使密封气囊膨胀挤压密封装置和外侧土体，完成开挖槽口的密封；

E、高压深挖；利用进浆泵对泵入泥浆进行加压，形成孔内高压护壁条件，铣槽机继续向下成槽，钻屑通过铣槽机底部的出浆孔通道排出槽外，保持孔内的高压条件，并通过进浆口处的压力表监测并记录槽内的泥浆压力状态；

F、泄压；当铣槽机成槽到预设深度时，先通过泥浆循环将槽内钻屑排出槽外，然后通过进浆口增加孔内泥浆浓度，待孔内泥浆浓度达到预定标准后，卸去孔内的泥浆压力，然后卸去密封气囊内气压；

G、最终铣槽；将铣槽机连同密封装置从槽内提起，旋转180度后，重复上述步骤C到F，继续开挖该槽段内的另一半土体，直至整个槽段成槽完毕。

通过进浆管与密封盖板连接，可以对泵入泥浆进行加压，实现对槽内泥浆压力控制，利用槽口的密封装置和液压泵实现成槽期间泥浆的高压护壁，从而限制槽壁土体侧向变形，从而降低施工地下连续墙铣成槽的施工成本，简便高效。

作为优选，步骤A中，若导墙以下2米范围土体若变形模量较低，施工导墙前，沿导墙对土体进行加固。2米范围的深度相对较浅，易于加工加固，采用施工前沿导墙对土体加固的方式能够加强导墙的强度，从而更加方便后续的高压护壁成型，也能提高导墙的强度。

作为优选，步骤B中，穿过密封装置的悬吊线和出浆管外侧套设有伸缩密封套，伸缩密封套两端进行密封处理。保证悬吊线和出浆管和密封装置连接处的密封性，保证高压护壁的可靠性。

作为优选，成槽过程中如出现密封装置周围的漏浆情况，通过降低孔内压力或增加密封气囊膨胀压力措施处理。压力表可以检测和记录槽内的压力状态，漏浆会导致槽内压力不均匀，漏浆处的压力过低，进而造成高压护壁的局部破损，可靠性降低，而主动降低压力和增加密封气囊的膨胀压力能够保证密封装置的密封能力，保证高压护壁的可靠性。

作为优选，密封装置包括密封盖板和密封气囊，密封盖板包括顶板和顶板边沿下侧设置的侧板，密封盖板的横断面与单个开挖槽段面匹配；密封气囊环绕侧板的外侧设置；顶板上设有进浆孔和铣槽机悬吊线穿孔。密封气囊为内空环形气囊，密封气囊上设有充气嘴；充气嘴连接一气压泵。密封气囊直接填充侧板和土体之间的空隙，起到填充密封的作用，同时密封气囊的膨胀作用会压紧密封盖板的侧板，起到对密封盖板的顶紧作用，保证密封盖板的稳固性。

作为优选，伸缩密封套的结构为柔性套管，悬吊线的伸缩密封套的上部固定连接铣槽机悬吊线穿孔，悬吊线的伸缩密封套的下部固定连接铣槽机的悬吊架吊点处；出浆管的伸缩密封套的上端固定连接顶板的进浆孔外侧，出浆管的伸缩密封套的下端固定连接铣槽机的出浆管道出口处。伸缩密封套完全包覆在对应的槽内悬吊线或出浆管外，起到可靠的密封作用。

作为优选，伸缩密封套的端部设有环形连接凸部，环形连接凸部包括和伸缩密封套上端一体的环形折叠面，环形折叠面的外端设有环绕环形折叠面外端设置的密封边，密封边的形状横截面形状为“S”形；密封边的外端设有抵接到伸缩密封套上端所在平面的密封唇。密封唇起到一级密封作用，槽内的压力越大，密封唇与顶板或铣槽机对应位置贴合的越紧，密封性能越好；而在由于意外因素造成密封唇失效时，密封边和密封唇之间的空腔会被泥浆填充，泥浆的压力作用会压紧环形折叠面，从而形成多级密封作用，当然在一级密封作用仍有效的情况下，多级密封作用能够起效，从而保证伸缩密封套两端的密封可靠性。

作为优选，铣槽机的出浆管道上设有平压孔，平压孔内设有弹性膜，平压孔外设有平压管，平压管内设有平压柱，平压柱的外端设有限位帽，限位帽和出浆管道之间设有弹性复位件。槽内存在进浆和出浆的流动循环，流动的泥浆会造成进浆处和出浆处的压力存在差异，在铣槽过快时，压力梯度差异会更加明显，影响高压护壁的可靠性，铣槽机的出浆管道位于进浆孔和出浆口之间，进浆压力过大于出浆压力时，限位帽被压进，平压柱顶进平压管，顶出弹性膜，能够减小出浆管道的内部面积，从而减小出浆量，起到平抑进浆孔和出浆口压力的作用，进一步提高高压护壁的可靠性。

本发明具有如下有益效果：实现对槽内泥浆压力控制，利用槽口的密封装置和液压泵实现成槽期间泥浆的高压护壁，从而限制槽壁土体侧向变形，从而降低施工地下连续墙铣成槽的施工成本，简便高效；伸缩密封套两端的密封可靠性高，进一步提高高压护壁的可靠性。

附图说明

图1是本发明第一种实施例的结构示意图。

图2是本发明中密封盖板的结构示意图。

图3是本发明中密封装置的结构示意图。

图4是本发明中第二种实施例中伸缩密封套的端部示意图。

图5是本发明中第三种实施例的结构示意图。

图中：密封盖板1 密封气囊2 气压泵3 伸缩密封套4 环形折叠面41 密封边42 密封唇43 进浆泵5 进浆孔6 悬吊线孔7、8 出浆管孔9 进浆管10 悬吊线11 出浆管12 铣槽机13 出浆管道14 平压孔141 弹性膜142 平压管143 平压柱144 限位帽145 弹性限位件146。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1，

如图1到图3所示，一种地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，其特征是，包括以下步骤：

A、成型导墙；地下连续墙成槽施工前，先按照规范要求施工导墙；若导墙以下2米范围土体若变形模量较低，施工导墙前，沿导墙对土体进行加固。

B、安装铣槽机13；铣槽机13的悬吊线11和出浆管12都从密封装置预留孔中穿过，铣槽机的悬吊线和出浆管都放置于铣槽机13导向架上部；穿过密封装置的悬吊线11和出浆管12外侧套设有伸缩密封套4，伸缩密封套4两端进行密封处理。伸缩密封套4的两端通过带螺纹的接头固定在对应的设备上；伸缩密封套4的结构为柔性套管，悬吊线11的伸缩密封套4的上部固定连接铣槽机13悬吊线11穿孔，悬吊线11的伸缩密封套4的下部固定连接铣槽机13的悬吊架吊点处；出浆管12的伸缩密封套4的上端固定连接顶板的进浆孔6外侧，出浆管12的伸缩密封套4的下端固定连接铣槽机13的出浆管道14出口处。

C、铣槽；铣槽机13沿导墙开始成槽下沉，槽内采用泥浆护壁；当铣槽机13的导向架完全进入导墙底部土体后，在密封装置外侧由上到下依次套设若干圈与密封装置尺寸匹配的回形密封气囊2，将密封装置放置于开挖槽内，密封装置应与槽内四周土体紧密贴合；

D、开挖槽口密封；通过气压泵3对密封气囊2进行充气，使密封气囊2膨胀挤压密封装置和外侧土体，完成开挖槽口的密封；

E、高压深挖；利用进浆泵5对泵入泥浆进行加压，进浆泵5为恒压泵，通过进浆管10与密封盖板1连接，可以对泵入泥浆进行加压，实现对槽内泥浆压力控制，形成孔内高压护壁条件，铣槽机13继续向下成槽，钻屑通过铣槽机13底部的出浆孔通道排出槽外，保持孔内的高压条件，并通过进浆口处的压力表监测并记录槽内的泥浆压力状态；

F、泄压；当铣槽机13成槽到预设深度时，先通过泥浆循环将槽内钻屑排出槽外，然后通过进浆口增加孔内泥浆浓度，待孔内泥浆浓度达到预定标准后，卸去孔内的泥浆压力，然后卸去密封气囊2内气压；

G、最终铣槽；将铣槽机13连同密封装置从槽内提起，旋转180度后，重复上述步骤C到F，继续开挖该槽段内的另一半土体，直至整个槽段成槽完毕。

成槽过程中如出现密封装置周围的漏浆情况，通过降低孔内压力或增加密封气囊2膨胀压力措施处理。密封装置包括密封盖板1和密封气囊2，密封盖板1包括顶板和顶板边沿下侧设置的侧板，密封盖板1的横断面与单个开挖槽段面匹配；侧板应有足够的变形刚度，各侧板连接处进行倒角处理。密封气囊2环绕侧板的外侧设置；密封装置预留孔为顶板上设置的进浆孔6、铣槽机13悬吊线11穿孔和出浆管12出浆管12孔9。密封装置预留孔预留螺纹连接口，与伸缩密封套4端部的接头通过螺纹连接。密封气囊2为内空环形气囊，共三个，内腔横截面呈椭圆形，分别套置在侧板外侧的上、中、下部，并于侧板外侧紧密贴合，气囊上设有充气嘴，连接于气压泵3上，可通过气压泵3对密封气囊2充气，并通过气压表测量密封气囊2内的气压状态。

通过进浆管10与密封盖板1连接，可以对泵入泥浆进行加压，实现对槽内泥浆压力控制，利用槽口的密封装置和液压泵实现成槽期间泥浆的高压护壁，从而限制槽壁土体侧向变形，从而降低施工地下连续墙铣成槽的施工成本，简便高效。

实施例2，

一种地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，如图4所示，实施例2与实施例1的不同之处在于：伸缩密封套4的端部设有环形连接凸部，环形连接凸部通过螺钉和对应的设备连接。环形连接凸部包括和伸缩密封套4上端一体的环形折叠面41，环形折叠面41的轴向截面的形状为“M”形。环形折叠面41的外端设有环绕环形折叠面41外端设置的密封边42，密封边42的形状横截面形状为“S”形；密封边42的外端设有抵接到伸缩密封套4上端所在平面的密封唇43。

实施例3，

一种地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，如图5所示，实施例3与实施例1的不同之处在于：铣槽机13的出浆管道14上设有平压孔141，平压孔141内设有弹性膜142，平压孔141外设有平压管143，平压管143内设有平压柱144，平压柱144的外端设有限位帽145，限位帽145和出浆管道14之间设有弹性复位件。槽内存在进浆和出浆的流动循环，流动的泥浆会造成进浆处和出浆处的压力存在差异，在铣槽过快时，压力梯度差异会更加明显，影响高压护壁的可靠性，铣槽机13的出浆管道14位于进浆孔6和出浆口之间，进浆压力过大于出浆压力时，限位帽145被压进，平压柱144顶进平压管143，顶出弹性膜142，能够减小出浆管道14的内部面积，从而减小出浆量，起到平抑进浆孔6和出浆口压力的作用，进一步提高高压护壁的可靠性。

Claims (5)

1.地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，其特征是，包括以下步骤：

A、成型导墙；地下连续墙成槽施工前，先按照规范要求施工导墙；

B、安装铣槽机；铣槽机的悬吊线和出浆管都从密封装置预留孔中穿过，放置于铣槽机导向架上部；所述密封装置包括密封盖板和密封气囊，密封盖板包括顶板和顶板边沿下侧设置的侧板，密封盖板的横断面与单个开挖槽段面匹配；密封气囊环绕侧板的外侧设置；顶板上设有进浆孔和铣槽机悬吊线穿孔；

C、铣槽；铣槽机沿导墙开始成槽下沉，槽内采用泥浆护壁；当铣槽机导向架完全进入导墙底部土体后，在密封装置外侧由上到下依次套设若干圈与密封装置尺寸匹配的回形密封气囊，将密封装置放置于开挖槽内，密封装置应与槽内四周土体紧密贴合；

D、开挖槽口密封；通过气压泵对密封气囊进行充气，使密封气囊膨胀挤压密封装置和外侧土体，完成开挖槽口的密封；

E、高压深挖；利用进浆泵对泵入泥浆进行加压，形成孔内高压护壁条件，铣槽机继续向下成槽，钻屑通过铣槽机底部的出浆孔通道排出槽外，保持孔内的高压条件，并通过进浆口处的压力表监测并记录槽内的泥浆压力状态；

F、泄压；当铣槽机成槽到预设深度时，先通过泥浆循环将槽内钻屑排出槽外，然后通过进浆口增加孔内泥浆浓度，待孔内泥浆浓度达到预定标准后，卸去孔内的泥浆压力，然后卸去密封气囊内气压；

G、最终铣槽；将铣槽机连同密封装置从槽内提起，旋转180度后，重复上述步骤C到F，继续开挖该槽段内的另一半土体，直至整个槽段成槽完毕；

所述步骤B中，穿过密封装置的悬吊线和出浆管外侧套设有伸缩密封套，伸缩密封套两端进行密封处理，所述伸缩密封套的端部设有环形连接凸部，环形连接凸部包括和伸缩密封套上端一体的环形折叠面，环形折叠面的外端设有环绕环形折叠面外端设置的密封边，密封边的形状横截面形状为“S”形；密封边的外端设有抵接到伸缩密封套上端所在平面的密封唇。

2.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，其特征是，所述步骤A中，若导墙以下2米范围土体若变形模量较低，施工导墙前，沿导墙对土体进行加固。

3.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，其特征是，成槽过程中如出现密封装置周围的漏浆情况，通过降低孔内压力或增加密封气囊膨胀压力措施处理。

4.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，其特征是，所述伸缩密封套的结构为柔性套管，悬吊线的伸缩密封套的上部固定连接铣槽机悬吊线穿孔，悬吊线的伸缩密封套的下部固定连接铣槽机的悬吊架吊点处；出浆管的伸缩密封套的上端固定连接顶板的进浆孔外侧，出浆管的伸缩密封套的下端固定连接铣槽机的出浆管道出口处。

5.根据权利要求1所述的地下连续墙成槽的高压泥浆护壁施工方法，其特征是，所述铣槽机的出浆管道上设有平压孔，平压孔内设有弹性膜，平压孔外设有平压管，平压管内设有平压柱，平压柱的外端设有限位帽，限位帽和出浆管道之间设有弹性复位件。

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