李 蕾

（中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司）

0 前言

金雞湖隧道主體結(jié)構(gòu)開挖前的關(guān)鍵工序便是止水帷幕的施工，本次設(shè)計(jì)采用SMC施工方法，作為項(xiàng)目部新接觸的施工工藝，項(xiàng)目部人員通過對(duì)招標(biāo)文件和設(shè)計(jì)圖紙的學(xué)習(xí)，掌握了解SMC施工的主要控制要點(diǎn)及關(guān)鍵工序。然后項(xiàng)目部立足實(shí)際施工環(huán)境，結(jié)合施工班組的多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定出一系列的施工方案和風(fēng)險(xiǎn)管控措施。

1 工程概況

金雞湖隧道位于江蘇省蘇州市工業(yè)園區(qū)，二標(biāo)的隧道主線長3.28 km。基坑四周選擇使用雙輪銑攪拌墻來作隔水帷幕，里程為K1+394～K3+786，攪拌墻每幅槽段施工長度有67.50、33.75 m兩種，處理深度在17.32～41.04之間。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定及控制要點(diǎn)，編制施工方案。確定其施工步驟和施工工藝技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)規(guī)范來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員進(jìn)行可視化技術(shù)交底。

2.2 施工準(zhǔn)備

在SMC施工前，在施工條件準(zhǔn)備中，首先考慮水泥罐的設(shè)置，對(duì)水泥罐基礎(chǔ)進(jìn)行鋼筋混凝土施工。水泥罐重5 t，每個(gè)裝滿水泥共重75 t，兩個(gè)水泥罐共重150 t，水泥罐身高11.50 m。承臺(tái)4.50 m×9 m×1.50 m，混凝土密度2 500 kg/m3。

2.2.1 地基承載力計(jì)算（最不利情況：水泥罐滿罐）

承臺(tái)底面積：S=6×9-0.75×5×2=49 m2；承臺(tái)體積：V=6×9×1.50=81 m3；承 臺(tái) 自 重：G承臺(tái)=ρ承臺(tái)×V承臺(tái)×g=2.50×81×9.80=1 984.50 kN；水泥罐（滿罐）自重：G自重=150×9.80=1 470 kN；總自重：G總=G承臺(tái)+G自重=1 984.50+1 470=3 454.50 kN；基底均布荷載：σ=G總/S=3 454.50/49=70 kPa。

經(jīng)過地基承載力實(shí)驗(yàn)，測(cè)得基礎(chǔ)底部地基承載力為120 kPa＞70 kPa，符合地基承載力要求。

2.2.2 水泥罐及其基礎(chǔ)整體抗傾覆計(jì)算（最不利情況：水泥罐空罐）

取ωk=1.10 kN；則風(fēng)力作用面積：A風(fēng)=H×d=9.50×3+1×3/2=30 kN；風(fēng)力大小為：P2=ωk×A風(fēng)=1.10×30=33 kN；自重：G總0=G空罐+G承臺(tái)=5×9.80+1 518.02=1 567.02 kN；水泥罐形心距離基礎(chǔ)面高度：H形心=（1×2/2×3/2+9.50×3×6.75）/30=6 m。

風(fēng)力對(duì)水泥罐及其基礎(chǔ)產(chǎn)生的傾覆力矩：M傾覆=P2×H形心=33×6.49=214.17 kN·m。

水泥罐及其基礎(chǔ)重心與它們的傾覆點(diǎn)距離為3.50 m。產(chǎn)生最小抗傾覆力矩：M抗=1 567.02×3.50=5 484.57 kN·m。

抗傾覆系數(shù)：K=M抗/M傾覆=5 484.57/214.17=25.61>1.60，滿足要求。

2.3 設(shè)備準(zhǔn)備

2.4 人員準(zhǔn)備及崗前培訓(xùn)（具體見表1、表2）

人員準(zhǔn)備主要包括：項(xiàng)目部管理人員的充足，保證為工班施工提供技術(shù)服務(wù)和有效管理。施工人員配備齊全，特殊工種人員（例如挖掘機(jī)操作手、起重機(jī)械操作手、司索工等）具備特種作業(yè)證書。安全環(huán)保部負(fù)責(zé)召開崗前安全教育工作，確保施工的安全前提，工程部負(fù)責(zé)進(jìn)行施工技術(shù)交底，為SMC施工做好技術(shù)支持。

表1 設(shè)備一覽表

表2 施工作業(yè)人員配備表

3 施工工序

3.1 確定SMC施工順序

雙輪銑水泥土攪拌施工實(shí)際順序按照標(biāo)號(hào)，次第開展施工，雙輪銑頭寬度2.80 m，重復(fù)套打30 cm，旨在矯正墻體的垂直度和止水效果。

3.2 前期準(zhǔn)備

對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整壓實(shí)，清除地面、地下障礙物，使作業(yè)面≥7 m。遇到地表過軟的情況時(shí)，進(jìn)行建筑磚渣換填等方式防止機(jī)械傾覆。根據(jù)施工邊線開挖溝槽，防止水泥漿肆意流淌。

3.3 SMC工法機(jī)就位

由專業(yè)工長指揮樁機(jī)就位，樁機(jī)下墊鋼板，樁機(jī)移位前先觀察清楚四周施工環(huán)境，移動(dòng)結(jié)束后，檢查定位情況并對(duì)偏差進(jìn)行糾正，待工法機(jī)停放平穩(wěn)后，采用線錘、卷尺觀測(cè)SMC設(shè)備鉆桿的垂直度，并測(cè)量機(jī)械站位和溝槽的距離，為后續(xù)設(shè)備移動(dòng)提供數(shù)據(jù)支持。

3.4 水泥漿液配合比

水泥漿液配合比需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試樁進(jìn)行比選，初試用配比：水泥參量：25%；水泥標(biāo)號(hào)：P.O 42.5；水灰比：下攪1.50∶1，上攪1.20∶1。

3.5 制備水泥漿液及漿液注入

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置漿液攪拌機(jī)、空壓機(jī)（水泥漿后臺(tái)系統(tǒng)），附近安置2臺(tái)容量75 t的水泥罐，于施工前進(jìn)行水泥漿攪拌，將制備完成的漿液存入儲(chǔ)漿桶中。膨潤土漿液需充分?jǐn)嚢?，攪拌時(shí)間≥5 min，水泥漿靜置時(shí)間≤1.50 h，水泥漿液水膠比一般為0.80～1.50，注漿流量145～290 L/（min/臺(tái)）。注漿壓力一般為2～3 MPa，輔助氣壓0.60～1 MPa。

3.6 銑進(jìn)攪拌

①施工順序：見3.1。②銑削深度：銑削深度通過在導(dǎo)桿上使用紅色自噴漆標(biāo)示刻度來控制，通過測(cè)量放點(diǎn)的護(hù)樁來控制墻體的中心軸線。③銑削速度：開啟主機(jī)進(jìn)行攪拌，緩慢下降SMC 雙輪銑頭與土體接觸，向下銑削過程銑輪的轉(zhuǎn)速為26轉(zhuǎn)/min左右，銑進(jìn)控速為0.50～1.00 m/min；到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，繼續(xù)銑削10 s以上，目的是對(duì)墻底標(biāo)高以下2～3 m范圍內(nèi)進(jìn)行銑削，反復(fù)提降兩次；提升攪拌銑輪速度在22～26轉(zhuǎn)/min左右，提升速度為1～1.50 m/min，不可提升過快，避免成墻形成真空，孔壁坍塌，造成墻體存在不密實(shí)現(xiàn)象。

3.7 清洗移位

將集料斗中清水，通過灰漿泵輸送到壓漿管道和其他所使用的設(shè)備中，清洗結(jié)束后方可將設(shè)備移位，進(jìn)行下幅SMC 的施工。

4 施工記錄

表3 SMC試樁數(shù)據(jù)分析表

經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)比選分析，水灰比選用1.20時(shí)，處理深度14.65 m，總流量為244。下沉?xí)r選擇水灰比1.20，提升時(shí)水灰比選1.50，下降速度（0.30～0.50 m/min），上升速度（0.20～0.30 m/min）。

5 結(jié)語

在現(xiàn)場(chǎng)施工完成600SMC的過程中，技術(shù)人員與施工班組嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行作業(yè)，保證了止水帷幕的施工質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)初步開挖的效果驗(yàn)證，部門在施工初期制定的施工參數(shù)和組織方案具有可實(shí)施性。通過大量的SMC施工，摸索出一套成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，可以有效的指導(dǎo)后續(xù)的此類止水帷幕的施工。