地下连续墙在泵站基坑防渗工程中的应用与实践

1、工程概况、设计指标、地质条件

　　1.1 工程概况

　　太浦河泵站位于江苏省吴江市庙港镇境内，西距东太湖边约2.0Km，是太湖流域综合治理、改善水环境的大型工程之一。泵站站址北侧为太浦河节制闸。泵站该泵站规模为大（1）型，等别Ⅰ级，主体结构为I级建筑物。泵站建成后，将改善上海市在黄浦江取水口的水质，设计供水流量300m3/S，拟安装6台直径为4.10m、斜150轴伸泵，单泵设计流量为50m3/S.泵站轴线距太浦闸轴线下游71.45m.

　　泵站主泵房上游依次设计为进水池、拦污栅闸、交通桥，泵站下游为出水池。为了实现泵站及进出水建筑物的施工，设计了上开口尺寸（长×宽）171.4m×165m，开挖深度17.5m（一般约14.5m）的大型基坑，基坑毗邻太浦河和太浦闸，基坑距太浦河河岸较近，开挖边线最近处只有22m.

　　为保证基坑开挖及结构物施工期间的边坡稳定，保护太浦河节制闸等已有建筑物的安全，并有效截断太浦河河水对深基坑的侧向渗流影响，在泵房主基坑和太浦河之间设计布置了一道砼地下连续墙进行防渗。

　　1.2 设计指标

　　太浦河泵站砼地下连续墙设计长度为240m，墙体厚度为0.24m；设计墙体深度为19.70m（EL6.00m～EL-13.70m），砼设计标号C20，水泥用量≮350kg/m3，整体渗透系数≯1×10-7cm/s.该工程采用射水法成墙技术。

　　1.3 工程地质条件

　　工程地质条件：根据江苏省工程勘测设计院提供的《太浦河泵站工程地质水文地质勘察报告》中I-I/工程地质剖面图所示，地连墙施工区内主要地层见表1：

　　表1 地下连续墙土层分类表

层号　 土层分类　 土层描述　 标准贯入击数　 地基允许承载力（Kpa）　
①1　 重粉质壤土　 灰黄、灰褐色粉质粘土，中粉质壤土、杂碎砖石等，为人工堆土或耕作土　 4　 　　
②2　 中粉质壤土　 灰黄、灰色淤泥质中粉质壤土，含泥炭层，软塑到流塑状　 4　 85　
②3　 粉质粘土　 灰色淤泥质粉质粘土夹少量粉土薄层，含有机质，软塑到流塑状　 1　 60　
③1　 粉质粘土　 褐黄、灰黄、深灰色粉质粘土，含铁锰质结核，硬塑状　 12　 255　
③2　 粉质粘土　 黄色重粉质壤土、粉质粘土，夹砂壤土薄层，局部互层　 8　 150　
③3　 重砂壤土　 黄色、黄灰色重砂壤土，夹少量重粉质壤土、粉质粘土薄层，局部互层　 13　 120　
④1　 重砂壤土　 青灰色轻砂壤土，含云母片　 26　 120　
⑤　 粉质粘土　 灰色粉质粘土，夹砂壤土薄层，含碎贝壳，局部互层　 4　 105　
⑤1　 重粉质壤土　 灰色重粉质砂壤土与粉质粘土互层　 9　 110　
⑥　 粉质粘土　 棕黄、灰绿色粉质粘土，含铁锰质结核，硬塑状　 21　 300　

　　依据设计要求，砼地连墙需穿过①1、②2、②3、③1、③2、③3、④1、⑤等多层土层，并深入⑥层土深度⑥层土0.3～0.5m.⑥层土为硬塑状粉质粘土，中低压缩性，土质均匀，土层稳定，是相对隔水层和地连墙的墙底持力层。

　　2、射水法造墙技术原理及施工工艺

　　2.1 射水法造墙技术原理

　　射水法建造地下连续墙技术由福建省水电厅水利科学研究所于1982年开始研究，经过多年的研制和生产性试验，在80年代中期生产出一代机、二代机、目前研制生产出三代机。研制生产的专利设备——射水法造墙机组（二代机组、三代机组）进行砼地下连续墙的施工在我国江河湖泊的堤防工程中得到了广泛的应用。

　　该机组由在同一轨道上电动行走的造孔机、砼浇筑机、砼拌和机（三代机配备反循环砂砾泵抽碴）组成，设备总功率约150～180KW.其工作原理是利用水泵及成型器中的射水喷嘴形成高速水流来切割破坏土层结构，水土混合回流，泥砂溢出地面（正循环）或者用砂砾泵抽吸出槽孔（反循环），同时利用卷扬机带动成型器上下往返运动进一步破坏土层并由成型器下沿刀具切割修整孔壁形成具有一定规格尺寸的槽孔；槽孔由一定浓度的泥浆固壁。溢出或抽吸出的与泥浆混合一起的土、砂、卵石等流入沉淀池，土、砂、卵石沉淀，泥浆水循环使用。槽孔成型后提起成型器，造孔机电动行走到隔一槽孔位置继续造孔，砼浇筑机就位，采用导管法水下砼浇筑建成砼单槽板或钢筋砼单槽板，并在施工中采用平接技术建成地下砼连续墙。墙体厚度按设计要求在220～450mm之间调节。