摘要： 文章主要論述了雙輪銑槽機在地下連續墻施工中的應用和質量控制措施。以工程實例出發，介紹了銑槽機施工成槽工藝和施工流程，并結合其施工特點，分析了銑槽機在連續墻施工中的優勢和施工質量控制措施。為同類工程提供了一定的參考價值

　　關鍵詞： 地下連續墻,銑槽機,成槽工藝

　　1工程介紹

　　1.1工程概況

　　工程位于廣州市天河區天河城東側，西鄰六運三街，南鄰天河南一路，北鄰天河路，東鄰正佳大街。基坑面積約47550m2，擬建3層地下室商場及停車庫以及地上2層裙樓商場。基坑維護部分采用地下連續墻，施工范圍緊鄰地鐵1號線。

　　1.2設計要求

　　地下連續墻總長及槽段以設計圖紙為準，地下連續墻厚度1m，調整后標準槽段為2.8m，深度平均約22m，混凝土采用水下C30P8。因地下連續墻施工部位緊挨地鐵1號線運行隧道，經地鐵相關單位審核同意，地下連續墻成槽采用銑槽機施工。

　　2設備概況

　　BC30液壓銑槽機采用全液壓傳動，電腦數顯控制，設備主要由主機和銑削頭兩大部分組成(如圖1)。主機的底盤為改裝的履帶式起重機，發動機為caterpillar生產的6缸直列式、渦輪增壓、水冷的四沖程柴油機，標定功率為291kW(1900r/min)。在底盤上還安裝有主卷揚及輔助卷揚，軟管鼓系統(HDS)，HD475動力站及液壓系統和駕駛室，銑削頭機體為一鋼制重型機架，它的功能除了固定各工作部件外，還為銑削輪(cutwheel)提供一定的給進力，并起導向作用。機體下端有兩個銑輪組，每組兩個銑輪。在銑輪上安有銑齒或滾刀，它們分別由潛水液壓馬達驅動，可繞水平軸作相對轉動(可正、反轉動)。

　　3銑槽機成槽施工流程

　　4 成槽泥漿工藝

　　4.1泥漿系統施工工藝

　　4.2 泥漿性能

　　護壁泥漿在使用前，應進行室內性能試驗，施工過程中根據監控數據及時調整泥漿指標(如表1)。如果不能滿足槽壁土體穩定，須對泥漿指標進行調整。

　　4.3 泥漿循環

　　隨著地下連續墻開挖的完成，所用的膨潤土泥漿將被加以循環，泥漿循環(見圖4)，部分更換或是完全用新鮮的膨潤土泥漿置換依需要所定，以達到澆注砼之前所需的性能標準。是否更換或循環的決定以所用的泥漿條件為準。除砂作業用利用泥漿箱上面的濾砂機進行。

　　4.4 泥漿儲存

　　泥漿儲存采用半埋式磚砌泥漿池。

　　盛裝泥漿的泥漿池的容量應能滿足成槽施工時的泥漿用量。同時考慮循環泥漿的存貯和廢漿存放，本工程地下連續墻施工期間，泥漿池的容量設計為300m3，另外濾砂機配套泥漿箱可存放60m3泥漿。

　　4.5泥漿施工管理

　　成槽作業過程中，槽內泥漿液面應保持在不致泥漿外溢的最高液位，并且必須高出地下水位1m以上，成槽作業暫停施工時，泥漿面不應低于導墻頂面50cm。

　　5銑槽施工(如圖5)

　　5.1 銑槽機銑槽

　　銑槽機是一個帶有液壓和電氣控制系統的鋼制框架，底部安裝 3 個液壓馬達，水平向排列，兩邊馬達分別帶動兩個裝有銑齒的滾筒。銑槽時，兩個滾筒低速轉動，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達驅動泥漿泵，通過銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿排到地面泥漿站進行集中處理后返回槽段內,如此往復循環,直至終孔成槽。銑槽機的垂直度應與槽段軸線一致，并由兩個獨立的測斜儀監測，其數據由駕駛室內的電腦處理并顯示在液晶屏上，從而駕駛員可隨時監控并通過改變銑槽機的轉速來實現對銑槽機垂直度的調整。

　　5.2 銑槽機施工特點

　　(1)混凝土

　　混凝土接頭開挖二期槽段時，切削齒同時切削兩側一期槽段的已澆筑完成的混凝土。二期槽段切削后可形成緊密的混凝土與一期混凝土的連接(被切削后的混凝土表面足夠粗糙)，確保連接密實度達到完美的標準。

　　(2)開挖過程中垂直度的監測與導正

　　液壓雙輪銑裝備DMS電子系統可時刻監控液壓雙輪銑的工作參數及位置;專業器械裝置可對垂直度的偏差及時進行修正。

　　(3)適應土層

　　液壓雙輪銑借助UCS閥，可適應強度達50～100MPa的各種土層或巖層。

　　(4)減輕對環境的影響

　　由于開挖過程噪音及產生的震動很小，不會對周邊建筑造成影響。

　　(5)清潔施工

　　切削渣通過反循環系統并經過泥漿處理系統的分離可重復利用，分離出來的砂可運送至現場指定的渣土存放區或直接運出工地。

　　5.3 銑槽機施工連續墻的優勢

　　(1)對地層的適應范圍廣，通過更換不同形式的銑刀輪及銑齒可滿足不同地層的成槽銑削;

　　(2)施工效率高，較之抓斗、沖擊反循環鉆機等傳統的成槽施工設備效率高出多倍，尤其在強度較大的硬巖地層優勢更為突出;

　　(3)成槽精度高，孔形規則，銑輪在持續向下銑削過程中，其切削軌跡通過操作系統的電腦顯示屏跟蹤顯示，對產生的傾斜或偏移利用X、Y方向糾偏板隨時進行糾正，其精度控制在3‰，從而保證槽段的垂直度，為后期整片鋼筋籠的下設提供了方便;

　　(4)銑輪切削的渣料及泥漿通過安裝在銑輪架上的泥漿泵及管路輸送至泥漿篩分系統，篩分后的泥漿又重復返回至切削槽段內，形成較為密閉的泥漿循環系統。泥漿篩分系統能獨立的完成泥漿的處理，達到水下混凝土澆筑的要求;

　　(5)銑刀架的銑削方向可進行調整，即可平行也可垂直主機作業，對施工作業范圍具有一定的適應性，且更有利于拐角槽段的銑削;

　　(6)銑削機構可穩定持續的進給工作，直至終孔成槽，全過程不會產生較大的沖擊和震動，高速度、低噪音，大大降低了操作勞動強度;

　　(7)所有操作采用雙電腦控制，自動反映所銑削槽段的垂直情況。對于各種故障實行自動報警模式，簡化了各種操作程序和設備的檢修力度，提高了操作的準確性和可控性;

　　(8)污染小、噪聲小、占用場地小、移動方便，適合城市施工;

　　(9)清孔質量好、速度快：采用反循環系統只需半個小時清孔，泥漿含砂量能控制在1%左右，孔底基本上沒有沉碴，使得砼澆筑時間大大縮短，200m3砼只需5個小時左右。

　　6銑槽機造孔常見事故的預防及處理

　　6.1導墻變形及破壞

　　(1)主要原因

　　a導墻設計制作的強度或剛度不足;b導墻的底部地層不穩發生坍塌或受到淘刷破壞;c作用于導墻的荷載過大;d導墻沒有設置支撐或支撐遭受破壞。

　　(2)預防及處理措施

　　根據地基土的性質及導墻的荷載大小、作用方式等，做好導墻的設計和施工，對導墻地基進行加固處理，達到必要的承載力，在布置銑槽機時，盡可能使作用在導墻上的荷載分散在較廣的作業地面上。并在作業過程中，避免銑削機架沖撞導墻，必要時對導墻設置支撐，并保證其具有足夠的強度。

　　當導墻變形不大且尚未斷裂時，可采取加強頂撐、減少荷載、用鋼梁加固、用塑性混凝土等低強度材料封堵導墻底部等措施處理。

　　當導墻變形過大或已斷裂時，一般應回填槽孔，將已變形、破壞部位的導墻拆除，重新建造導墻。當槽孔深度較大且接近完成時發生局部導墻破壞，為減少工期和經濟損失，也可不回填槽孔，不恢復破壞部位的導墻，而采用沿墻軸方向架設大型型鋼的方法繼續施工。

　　6.2孔壁坍塌

　　(1)主要原因

　　a槽內泥漿漏失或泥漿循環時未能進行及時補充泥漿，槽內泥漿液面降至安全范圍以下，導致泥漿靜水壓力過小;b泥漿性能不適應地質情況或泥漿質量差，無法起到固壁作用;c施工作業平臺過低，地下水位過高或地下水流速過大;d地層松散、軟弱，而未進行有效處理;e在處理地下障礙(如大孤石)時，所用方法不當;f每次銑削的單元槽段劃分過長;g槽孔周圍地表荷載過大或振動力過大;h槽孔施工時間過長或成孔后得不到及時澆注。

　　(2)預防及處理措施

　　修筑施工平臺之前加密松散地基，提高其抗剪強度;特別是孔口以下 6m 以內的土體。導墻要牢固，能承受各種施工荷載，發生塌孔時導墻不會斷裂。最好修建鋼筋混凝土導墻。對槽孔劃分要因地制宜具有針對性，在地層穩定性較差和滲漏量較大的部位采用較短的槽孔。采用適當的泥漿性能指標，保證泥漿的質量，防止廢水流入槽內， 儲備足夠的泥漿和堵漏材料，發生大量漏漿時，及時堵漏和補漿，避免槽內漿面下降過多。保證孔口至少高于地下水位 2m。當孔口可能被淹時，用粘土回填槽孔，暫停施工。未完成的槽孔長時間擱置時，亦應回填粘土。

　　發生槽口坍塌且導墻斷裂，孔深較小時應回填槽孔，拆除原有導墻，加固孔口土體后重建新導墻。成槽孔深較大時，為減少損失，可沿墻軸方向鋪設數30 號以上的型鋼跨過塌坑支承枕木鐵軌，使鉆機能繼續工作，直至槽孔完成。

　　槽口坍塌但導墻尚未斷裂。一般可采用下述方法處理：

　　a緊貼導墻外緣每隔斷20～30 cm 向下斜插鋼筋或鋼管，并打入坍孔形成的斜坡體內，然后用袋裝土封堵塌坑下部，用混凝土封堵塌坑上部;b沿墻軸方向跨過塌坑鋪設數根 16～20 號型鋼支承造孔設備，減輕導墻的荷載;c孔深較小時也可回填槽孔，下部用土料或砂礫料回填，上部用低標號混凝土或固化灰漿回填;然后重新開孔。 必要時重新劃分槽孔，縮短槽孔長度。

　　6.3槽孔漏漿

　　(1)主要原因

　　a地層較松散，在砂礫石、大漂石等地層中存在較大孔隙;b銑削地段的基巖中存在溶洞、溶槽、斷層、裂隙等滲漏通道;c地層中存在長期滲漏、管涌造成的集中滲漏通道;d槽孔內注入的泥漿的防滲性能差，達不到必要的性能指標。

　　(2)預防及處理措施

　　為防止槽孔漏漿，對槽孔兩側一定深度內土體進行振沖加密，在槽孔兩側預先進行高壓噴射注漿或水泥灌漿，并使用防滲性能良好、粘度較大的固壁泥漿。在松散、漏失地層中鉆進，應隨時向孔內投入適量粘土并少抽砂，以增加孔底泥漿的稠度。漏失地層中單槽的主孔未打完時不得劈打副孔。必要時在泥漿中加入防漏失材料。

　　發生大量漏漿時應立即提升銑槽機頭，中斷造銑孔，迅速向槽孔內補充泥漿，保持漿面高度不低于導墻底部。并在泥漿中摻加膨潤土、粉煤灰、鋸末、棉子殼、紙屑、麻屑、人造纖維等堵漏材料。向孔底投放粘土、水泥、砂、碎石、粘土球等堵漏材料，并用機頭搗實并擠入漏漿孔洞。

　　6.4.槽孔傾斜

　　(1)主要原因

　　a銑槽機槽前就位不正或安放不穩;b銑槽過程中遇到地層極不均勻、強度差異極大或陡坡巖面;c銑削混凝土接頭孔時混凝土強度過高;d銑削操作不當，開孔不正，放繩過多，進尺過快。

　　(2)預防及處理措施

　　保證施工平臺的修筑質量和銑槽機的安置就位準確平穩， 槽孔銑削開始前要在槽口放置導向架，并根據地質情況調整好銑削進給速度，并要時使用 X、Y兩個方向的糾偏板進行方向糾偏，經常檢查孔斜情況，發現問題及時處理。

　　孔斜超標嚴重時，一般需回填孔斜段后重新銑孔。回填材料可用較堅硬的塊石或低標號混凝土。重新銑孔時須向與孔斜相反的方向適當移動銑孔中心，并注意輕打慢放，隨時檢查修孔效果，直至滿足垂直度要求，利用液壓銑槽機的測斜糾偏裝置進行糾偏。

　　6.5銑削機頭槽內卡阻

　　(1)主要原因

　　a停止銑削時，銑削頭沒有按照規定要求及時提出槽孔，以致槽孔泥漿中的鉆碴沉淀時將鉆具卡住;b地層中可能存在較多的漂石和孤石;c孔斜、孔曲過大，孔形不規整;d銑削頭銑削進給過程中，上部孔壁可能掉落石塊;e銑削頭的形狀和結構存在較大變形或失衡。

　　(2) 預防及處理措施

　　停止銑削時須將銑削機頭提出孔外，至少提離孔底 2m，及時處理孔內的漂石、孤石或障礙物，銑削作業進給速度不要過快，保持孔形垂直和規則，檢查銑刀架的形狀和尺寸是否存在變形，必要時進行修整，當有塌孔跡象時，要盡快將銑削頭提出孔口，以防卡阻或埋頭。

　　查明銑削頭卡阻的原因，確定適當的處理方法，避免處理不當損傷鋼絲繩和銑刀架造成掉頭。如果機頭卡阻是由于泥漿中鉆碴沉淀造成，可采用高壓射水裝置和空氣升壓法清除銑削頭四周的碴土。若由于銑孔彎曲造成卡阻，可采糾偏板交替伸縮擺動，使被卡銑頭脫離孔壁。在承載力許可的范圍內用滑輪組或千斤頂增力提拉銑削頭。

　　7 結語

　　銑槽機施工對周邊環境影響較小，由于不存在對淤泥、淤泥質土層、沙層的震動，成功克服地層的震陷性，銑輪對巖土層的切削作用能最大限度的減少對周邊巖土層的影響。在場地小文明施工要求較高的城市，銑槽機成槽質量高,效率大，值得在城市施工中推廣采用。同時銑槽機在地鐵連續墻中的應用也存在一定的缺陷：如對大于80MPa的地層效率明顯減低，損耗加大，建議采用鉆爆等輔助工藝成槽效益好;在成槽量大，場地夠寬敞的情況下可采用“兩鉆一銑”的工藝，提高成槽效率;銑槽機配件方面，由于銑槽機齒占成本比重較大，在成槽過程中損耗較大，因此盡量采用國產化，可以大量節約成本。

　　參考文獻：

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