双轮铣槽机施工工艺和应用

浅谈双轮铣槽机的施工工艺和应用摘要：双轮铣槽机是近年来国内引进的一种新型的施工机械，主要用作于特殊地质和施工条件下的地下连续墙的施工。

本文通过对铣槽机在工程实例中使用情况的描述，对其特点和缺点进行了一个研究和综述，并对铣槽机在国内工程中的使用做出自己的评价和建议。

关键词：双轮铣槽机、地下连续墙、地铁保护工程
双轮铣槽机是目前国际上一种比较先进的的地下连续墙施工专用设备,具有成槽施工效率高(较之抓斗法高2至3倍)、成槽进度高，孔形规则(墙体垂直度可控制在3‰以下)、安全环保、适应地层地质范围广等优点，并已在发达国家普遍应用。

我国最早于1996年于三峡二期围堰工程首次引进,在国内先后被采用于多个重要工程,如水电工程的小浪底工程、唐山大唐王滩电厂,公路工程的珠江黄埔大桥,地铁工程的深圳地铁一期工程3b标段老街站、广州地铁黄沙站等。

但受其机具的施工成本以及设备数量的限制，因此尚未在国内全面推广，到目前为止全国目前引进的铣槽机也不足十台。

我司在2010年承建的广州市泰康路地铁保护托换结构工程中，出于该工程的特殊的要求，首次采用了该机械进行地下连续墙的施工。

泰康路地铁保护托换结构工程，是一个地铁隧道上盖的地下室托换结构工程。

由于该工程的地下室位于广州市地铁六号线海珠广场～北京路盾构区间的南侧隧道上方，为了在不影响该部位地下室
的使用功能的同时并做好对已建地铁隧道的保护，根据设计单位及市地铁保护办公室的要求，在地铁南侧隧道两侧设置了地下连续墙作为对地铁南侧及北侧隧道的保护，并在基坑内设置两道混凝土支撑，地下室底板同时作为上盖裙楼柱的托换结构。

其中底板离隧道的垂直距离为3~4.5米，连续墙距地铁南隧道两侧距离分别为2.5米和5米。

为了减少连续墙施工对地铁隧道的影响，广州市地铁保护办公室要求连续墙的施工不得采用冲击或抓斗成孔的方式，应当采用钻孔或铣削等工艺进行成槽。

为此，经过各方研究和考察，决定采用中铁一局建工机械有限公司的bc36型液压双轮铣槽机。

该机由德国宝峨公司生产，是目前世界上最先进的成槽设备，具有成槽深度深、适应地层能力强、能够套铣接头槽段等特点。

主要用于建筑基础及地下连续墙施工。

该双轮铣槽机成套设备由起重设备、铣槽机、泥浆制备及筛分系统三大部分组成。

其起重设备为德国利勃海尔公司的hs883型履带起重机，最大起重重量为120t；
铣槽机是一个高12m、宽2.8m，重36t带有液压和电气控制系统的钢制框架（刀架），框架在四面均装有自动纠偏板，通过电脑系统来自动调整刀架的垂直度。

底部安装3个液压马达，水平向排列，两边马达分别带动两个装有铣齿的滚筒。

铣槽时，两个滚筒低速转动，方向相反，利用滚筒上的合金铣齿将地层围岩铣削破碎，中间液压马达驱动泥浆泵，通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆排到地面泥浆站进行集中除砂处理后返回槽段内，如此往复循环，直至终孔成槽；该铣槽机刀架的宽度有0.8米和1.0米两种。

连续墙的长度尺寸在设计时，应考虑到其铣槽机刀架的尺寸的限制，一般一期槽的长度不小于5.6米，二期槽的长度为2.8米，一期槽一般采用两刀或三刀，二期槽则为一刀完成。

与铣槽机配套使用的泥浆循环系统，是由造浆、储浆、泥浆循环、沉淀过滤等子系统组成。

泥浆池由新浆池、储浆池和废浆池组成。

因铣槽机施工过程中泥浆始终循环利用，满足施工进度要求，泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理，泥浆制作场地以利于施工方便为原则，废弃泥浆运到指定的地点。

该铣槽机配置了一套be500振动除砂器，同时根据实际场地情况设置了膨润土制浆站及泥浆循环池，最大处理泥浆能力为500m3/h，泥浆池墙体一般采用钢筋混凝土结构，泥浆池里放置一台泥浆泵，通过一条φ120mm 软管与铣槽机相连。

使用铣槽机施工的连续墙，其墙体接头工艺与普通的冲孔抓斗施工法中的工字钢或钢管接头工艺有所不同。

铣槽机施工的连续墙槽段接头均采用套铣法接头。

具体做法为：根据设计的一期槽段长度，铣槽长度每边增加20cm，同时混凝土浇筑宽度也每边相应增加0.2~0.3m，例如设计长度为5.8米的槽段，实际铣槽长度为6.2~6.4米。

在施工二期槽段时，再将每边增加的20cm混凝土铣去。

铣槽过程中，铣轮的削切将会使混凝土侧壁产生毛面，保证了新旧混凝土的搭接咬合。

铣槽机在二期槽终孔时，使用特制的刷壁器对一期槽段槽壁进行清理，刷壁器为带钢丝刷的方锤，清理时使用吊车配
合在槽段侧壁上下来回进行刷洗，将刷锤提出泥浆面观察刷子带泥情况，至使接头处干净不夹泥，以确保槽段混凝土接口的清洁，然后再放下钢筋笼和进行下一工序的施工。

根据本工程的实际施工状况统计，铣槽机在本工程中各类土层中的施工工效如下：
a、软弱土质（回填土、淤泥、粉砂层进尺速度： 2-4（m/h）
b、较硬土质岩层（粗砂层、全风化、强风化土层）进尺速度：1-1.5（m/h）
c、坚硬岩层（中风化、微风化岩层）进尺速度：0.2~0.5（m/h）
和传统的钻(冲)孔机配合抓斗的连续墙成槽工艺相比，铣槽机在软弱土层和较硬土层的施工进度还是有一定的优势，在工序操作上也更为便捷。

但是在施工坚硬土层时，由于成槽施工原理不同，铣槽机只能靠铣齿对岩层水平向进行削切，对岩层的破碎能力与钻（冲）孔桩机的垂直向作用力尚有一定的差距，所以进度相对而言也不能与传统的连续墙施工工艺相比。

但是考虑到对地铁隧道的保护需要，除了人工挖孔桩，目前来说没有比铣槽机更适合的施工设备和工艺。

总体来说，铣槽机是一种比较先进的连续墙施工设备，具有较高的自动化水平和土层适用性，由于其在施工过程中不会对周边土层产生较大的冲击和振动，因此非常适合在类似地铁隧道附近等对土层扰动有严格限制的区域进行连续施工墙；同时铣槽机还具有电
脑控制垂直度的特点，因此也比较适合大深度（40米以上）、垂直度要求高的连续墙施工。

当超过一定深度时，只能靠自重进行调节的抓斗机就难以控制槽段的垂直度。

铣槽机是一种先进的施工设备，但是也存在着一定的缺陷，例如施工成本高、对施工场地地面强度要求较高、发动机噪声大（在市区施工时需要考虑）、维修保养费用高、国内数量有限，以及在硬岩层施工时效率较低等不足。

因此在选择连续墙施工机具设备时，必须充分考虑以上特点。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。