打开文本图片集

摘要：污水处理厂项目包括五个位于临近海域的填海造地形成陆域上的污水处理泵站，其最大开挖深达80m，入岩深度深，岩层变化大，施工难度高，且距离海域最近处仅32.5米。本篇详细论述了污水处理厂大士污水处理厂地下连续墙设计方案、施工工艺控制，总结施工工序和施工效果。

关键词：地下连续墙;

1 工程概况

大士污水处理厂工程作为“深层隧道污水处理系统第二阶段”（“DTSS2”）项目的一部分部署。 DTSS2采用了连接下水道和深层隧道下水道的输送系统，通过重力将工业废水和生活污水输送到沿海地区并集中到大士污水处理厂。处理过的废水经过进一步处理后再净化成高级再生水（“NEWater”），而多余的未处理过的未经处理的废水则用于处理或其他工厂用水，或达标后排入海中。大士污水处理厂可实现自给自足，依靠内部系统提供能源处理废水，全部流程联系紧密，实现自动化操作，节约人力成本和降低对环境的危害。其初始废水处理能力为800 MLD（生活用水为650 MLD，工业废水为150 MLD）和高级水再生能力为114 MLD。

该标段主要包含5个竖井的结构及其内部管线安装，以及6个地面建筑，还涉及集中式气味控制设施的建设。

从上部标段T-08起，有2个粗筛轴和3个泵站轴与竖井连接

》轴径22m至52m; 深度在65m和80m;

》国内IPS-116泵的总抽水量为1950 MLD;

》工业IPS-10个泵，总泵容量为450 MLD;

》6个地下和地面上上升的干线到液体模块工程;

》集中式气味控制设施。

2 地质水文情况

2.1 地质分析

调查包括钻探七十个带有相关岩心的地连墙板幅探孔。调查的目的是获得有关拟议场地下土条件的岩土技术信息。

根据所提供的钻孔信息，勘探性钻孔位置的土壤剖面主要由填充材料和覆盖在裕廊组的海相粘土组成。回填材料的平均深度约为15m，SPT N值介于10到40之间。在该站点东北部的几个钻孔中遇到了F1和F2材料。裕廊组的材料包括S（5）至S（1）材料，这些材料完全是轻微风化的岩石。

岩石结构的特征是相对较薄的床层和折叠趋势的NWW-SEE。尽管在先前的项目中已经报告了较高的水平现场应力，但预计风化岩体会显著减少。

岩体强度通常较弱，并且由于广泛的压裂而降低了质量。典型的风化剖面通常距岩头最远为10m。岩心表明砂岩和粉砂岩的存在，并经历了一定程度的风化和节理，并在现场南部遇到了质量块。

地下水位通过15m深度的水位监测孔监控。结果表明，地下水位在现有地面以下1m至3m的范围内。

建议的所有其他钻孔均已完成，信息已用于我们的设计中并已更新到工程图中。在地下连续墙开挖操作期间进行的探测将进一步确定土壤条件符合设计假设。

WIP01的钻孔表明其形成水平将建立在北部的坚硬土壤层上。在南部，岩头位于钻孔点ABH002，BH010，ABH002，ABH012，ABH013，ABH014，OBH019和OBH020。

根据所述的设计基础，提出了在整个土层和岩石层延伸至最终开挖高度以下5m的1200mm厚的地下连续墙，以形成临时的固定结构，以方便开挖和永久性竖井施工。鉴于岩石的高裂缝性，还提出了基础灌浆技术。

有限元分析中采用的土壤剖面取自钻孔BH006。根据场地信息，地下水位的模型是在地面以下2m处。假设ULS模型的地下水位不会减少，则水压将对地连墙产生更大的箍力。在开挖阶段，根据稳定的渗流条件计算出开挖场地内的地下水位。

考虑到深基坑开挖和水控制要求，地下连续墙被认为是支撑所有竖井土壤层的最合适的固定系统。地下连续墙板将安装成与永久结构形状一致的圆形竖井。圆形轴的优点在于，可以通过穿过壁的环向力来平衡侧向土壤压力，因此不需要侧向支撑。

与平面墙相比，它更经济，并且可以提供通畅的工作空间。由地面条件，结构几何形状和施工工作引起的不平衡力可以通过提供环形梁和盖梁来解决。

根据现有的钻孔信息，CSS竖井的北部位于坚硬的土壤层上未遇到岩石层;而在南部，遇了岩石层。但是在南部岩心岩样品显示，那里的岩石包括高度裂化的岩石，整个岩头到竖井的地层水平，RQD均小于50。若岩石层不使用地连墙结构，考虑利用岩石本身稳定性使用岩石支护体系，但由于岩石中存在裂缝，因此需要重型岩石支护设计来控制地层位移，地下水渗漏的控制在开挖期间也是很难处理的。

因此，提出了地下连续墙将延伸至最终结构底标高，以控制地面运动和水的进入。地下连续墙用作临时的固定结构，以方便挖掘，并且在到达标高时将浇筑永久结构。在这种情况下，永久结构的质量更易于管理，并且可以提供更好的防水性。可以提供额外的混凝土衬里在地连墙墙表面，以弥补由于建筑垂直度公差而导致的有效接触面积减少。

对于IPS竖井，其岩石头高度比CSS南部的岩头水平高得多。平均高度比现有地面低约40m。岩心样品也显示出较高的RQD，表明岩石的裂缝较少。因此，在这种情况下，岩石支撑对于岩石层的开挖是更可行和更经济的。此外，这种通常适合的岩石状况可能会给隔板壁板的安装带来问题。岩石支撑系统由喷浆衬砌和岩石螺栓组成。

3 施工工艺

3.1 施工流程

3.1.1地下连续墙总体施工流程

该项目地下连续墙槽段为2.8m和6.5m幅，一半间隔布置，部分为连续的2.8m槽段。施工总体思路采用调仓法施工，2.8m施工流程基本同6.5m;

a.准备施工平台，浇筑混凝土地坪供大型设备行走和工作，泥浆供应系统;

b.导墙施工，根据地连墙分幅浇筑两侧导墙;

c.使用Liebherr 855液压抓斗开挖槽段;

d.使用BC40铣槽机开挖槽段;

e.钢筋笼安装;

f.导管安装;

g.止水片安装;

h.混凝土浇筑。

3.1.2施工平台

施工平台的设计和构造应能够满足挖掘设备的载荷和轴向压力。必须通过测试来验证平台的承载能力，以确保其满足这些要求，设计铺设200mm混凝土渣和浇筑300mm的素混凝土地坪。

3.1.3 导墙方案设计与施工

由专业工程师对导墙进行设计和计算，导墙高1.4m宽0.2m，混凝土强度为20MPa，钢筋强度为500MPa。导墙按照地连墙分幅圆形布置，可以任意选择首开槽位置。

结合类似项目施工经验，泥浆稳定液标高需高出承压水1.3m，按照1.4m设计，导墙顶标高为+3.1m SHD，同地面同高，泥浆面低于导墙200mm。

3.1.4 泥浆系统及泥浆指标控制

泥浆系统包括制浆池及制浆系统、工作池、废浆池、膨润土堆放区、泥浆净化系统等。其中，制浆池容积400m3（直径12m*4m），泥浆除砂器单位（120立方米/小时）岩石过滤器：2个BE250（500m3 /小时）。

膨润土浆料用途：

a.确保沟槽的稳定性;

b.降低土壤渗透性。

膨润土浆料控制

a.现场将提供一个配有适当设备来控制膨润土浆料性能的实验室。 在膨润土主管使用之前，必须对这些仪器进行维护和检查。

b.下表中详细列出了测试频率，典型测试要求和可接受结果的正常范围。

3.2 成槽施工

地连墙根据设备尺寸分两种槽段类型，长度2.8m 和6.2m，其中6.2m槽段由三组2.8m施工组合而成。砂土层采用Liebherr 855型液压抓斗取土，岩石部分使用Bauer MC64型铣槽机。

3.2.1 成槽过程控制

在开挖过程中进行开挖的垂直度检查，以控制正确的进度，在开挖结束时进行浇筑的质量控制。 下面介绍了用于垂直度控制的方法：

根据液压抓斗/铣槽机绳索与导墙中心的相对位置，计算出开挖底部的横向和纵向偏差。Koden测试（占面板总数的5%）依赖于在挖砂后和浇筑混凝土之前沿开挖沟槽位置深度进行的超声波测量。通常，Koden测试将在项目早期进行，以验证沟槽切割机垂直度读数的准确性，一旦确定切割机读数，就可以降低或停止该测试。垂直度将被监控并保持在规格公差之内。

任何过度的偏差将被纠正到容许范围内。在某些情况下，这可能会导致局部过度断裂，如果在挖掘过程中需要，可以将其清除。

开挖槽段主要采用Liebherr 855液压抓斗，该机配有垂度显示仪表和自动纠正偏差装置。

a.成槽机垂直度控制。

成槽前，利用水平仪调整成槽机的平整度，利用全站仪控制成槽机抓斗的垂直度。成槽过程中，利用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度，成槽垂直精度不得低于1/200，接头处相邻两槽段的中心线任一深度的偏差均不得大于30mm。

b.成槽挖土顺序。

先挖两端主孔，再挖中间副孔，这样能使抓斗在挖主孔时吃力均衡，可以有效纠偏，保证成槽垂直度，副孔长度小于抓斗开斗长度，抓斗能套住隔墙挖掘，同样能使抓斗吃力均衡，有效地进行纠偏，保证成槽垂直度。待主孔和副孔都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖，抓斗挖主孔和副孔时，因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保证槽段横向有良好的直线形。在抓斗沿槽长方向套挖的同时，把抓斗下放到槽段设计深度挖除槽底沉渣。

两个起始槽段施工完成后，可以具备多个施工面，根据槽段混凝土强度，依次施工标准槽段，直至施工合龙槽段。

c.辅助开挖措施。

根据工艺试验研究，在泥岩与细砂岩交界范围内，局部存在硬夹层，抓斗施工工效较低，且设备磨耗较大，提前利用冲击钻进行辅助成孔，可以提高施工效率。

3.2.2 清孔

槽孔终孔后，报请监理工程师进行孔位、孔深及孔形全面检查验收，合格后进行清孔、换浆。清孔换浆采用黑旋风ZX250泥浆净化器以及3m3空压机，气举反循环法施工，用压缩空气吹出的泥浆，经净化机净化处理后返回槽孔，同时向槽内补充新鲜泥浆。

3.2.3钢筋笼加工及下放

a.钢筋笼设计。

为适应液压抓斗开挖的槽形，地下连续墙钢筋笼按照折线形设计，每个槽段钢筋笼分为两片，每片之间预留20cm施工空隙。

b.钢筋笼加工。

地下连续墙钢筋笼按照折线形设计，为满足线形要求，提高加工精度，确保顺利入槽，钢筋笼全部在专门的台座上进行绑扎成型。地下连续墙钢筋笼加工台座由槽钢骨架、架立钢筋和混凝土底座等组成。台座每隔1.5m布置一个，总长度按照钢筋笼长度控制，所有台座顶面标高一致，误差控制在5mm以内，为增加台座之间整体稳定性，可以增加连系钢筋。

钢筋笼绑扎前，先在台座骨架型钢上刻画出钢筋笼水平和竖向钢筋的布置线。为减少施工偏差每个槽段的钢筋笼在同一平台上成型。钢筋笼的总长度原则上按设计图控制，成槽过程中，如有实际成槽深度与原设计有较大差别，根据实际情况调整。为个槽段的钢筋笼在同一平台上成型。钢筋笼的总长度原则上按设计图控制，成槽过程中，如有实际成槽深度与原设计有较大差别，根据实际情况调整。为尽量减少上、下节笼对接接头的数量，接头处根据实际情况选定在钢筋较少处。

c.钢筋笼吊装。

根据钢筋笼重量，采用双机抬吊的方式分节下放钢筋笼，主吊采用QUY100A履带吊车，副吊采用QUY55履带吊车。考虑QUY100A履带吊最长配置40m大臂，据此对钢筋笼进行分节，通过1：1模拟分析。

d. H型钢接头施工

端点联合方法

止端接头成型法通过将端板在浇筑之前定位而将面板互锁在一起，从而确保结构的连续性

与地下连续墙的建造顺序有关的面板有3种类型：

主面板：首先按顺序构建这些面板。开挖直接在没有相邻面板的情况下进行。在安装和固j

①定笼子之前，主面板将配备2个挡块。连续面板：这些面板是相对于主要面板或连续面板而言的。开挖在相邻的面板和地面之间进行。在安装和固定桶之前，必须先卸下先前安装在相邻面板中的Stop-End。此外，必须在面板的另一端安装一个止动端成型器。

②封闭面板：封闭面板是在两个先前构建的面板之间构建的。取决于布局，先前构造的面 板可以是主要面板或连续面板。在安装笼子和浇筑混凝土之前，先移除端部。

③末端脚趾将比岩头高度高一小段距离，或最大35.5m。

在浇筑混凝土之前，如果将其安装在主面板或后续面板中，则将止动端支撑在导向壁的顶部。

首先，使用专用的工具清洁末端，由挖掘起重机将其降低到正确的高度。然后，再次使用挖掘起重机小心地将止动端剥下，朝着挖掘中心缓慢旋转。挡块端部的自重使挡块与先前浇筑的玻璃板逐渐脱离粘结。释放后，将止动端抬起，并根据需要重新放置到另一个面板或存储中。

铣削联合法

铣削的节理法确保了地连墙板构造形状的结构连续性，并且由于采用沟槽切割机进行了界面切割，从而防止了面板之间的漏水。

①主面板：这些面板是按顺序首先构建的。 开挖直接在没有相邻面板的情况下进行。 在安装笼子和浇筑混凝土之前，主面板将在前24m配备2个止动端。 止动端确保在闭合面板构造过程中对沟槽切割机的平稳引导。

②封闭面板：这些面板是通过铣削连接法在顺序中最后构造的。

封闭面板的开挖最初将在相邻的主面板的两端之间进行。 然后将末端移开，允许通过挖沟机继续进行挖掘，从而在先前浇筑的2个相邻主面板中形成混凝土的过挖。

4 结语

大士污水处理厂地下连续墙共计150个槽段，用时399天全部完成，其中扣除疫情影响122天，以及每月4天的假期，综合考虑平均1.5天/槽段。施工方充分利用资源合理安排施工顺序，并通过工艺试验验证施工参数，为国内类似工程的施工积累了经验。