地下連續(xù)墻銑接頭工藝二期槽施工技術(shù)

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1 銑接頭工藝

地下連續(xù)墻銑接頭工藝是先施工一期槽，再利用雙輪銑槽機(jī)在成槽時(shí)銑削掉一期槽端面混凝土，然后澆筑二期槽，使得一期槽與二期槽對(duì)接處形成新舊混凝土良好咬合的一種接頭工藝[1]。

2 二期槽施工要點(diǎn)

2.1 確定銑接頭銑削厚度

銑接頭依靠銑槽機(jī)將一期槽搭接切削范圍內(nèi)的素混凝土切削成新鮮的混凝土面，在澆筑二期槽混凝土?xí)r能提供良好的結(jié)合面，從而達(dá)到理想的止水效果。因此一期槽接縫面混凝土銑削的好壞是影響接縫質(zhì)量的重要因素之一。

選擇合理的套銑搭接厚度可以確保二期槽段銑削到足夠的一期槽段混凝土。套銑搭接厚度如果太薄，則不能保證二期槽段套銑至墻底都能銑削到新鮮的混凝土面，嚴(yán)重時(shí)甚至可能產(chǎn)生開(kāi)叉夾泥，如圖1所示。

圖1 一期槽偏差引起銑接頭開(kāi)叉

合理的套銑搭接厚度與施工的地下連續(xù)墻深度、端面X向垂直度聯(lián)系緊密。目前《地下連續(xù)墻施工規(guī)程》DG/TJ 08-2073—2010中對(duì)地下連續(xù)墻垂直于槽段的Y方向的垂直度提出了小于1/300的控制要求，在此借鑒該垂直度偏差，套銑搭接厚度取值應(yīng)當(dāng)滿足公式：搭接厚度h=地下連續(xù)墻深度H×垂直度偏差，同時(shí)為保證銑削到的一期槽段為密實(shí)的混凝土面，其搭接厚度不應(yīng)小于150 mm。

根據(jù)上述理論，在超深地下連續(xù)墻施工中，一般選取套銑搭接厚度為200 mm，深度超過(guò)60 m的應(yīng)選取搭接厚度300 mm。

2.2 接頭刷壁

二期槽段混凝土澆筑前為避免接縫處夾泥，除了清基換漿外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)一期槽段端面進(jìn)行洗刷，刷去端面附著的泥砂。由于銑槽機(jī)銑削兩側(cè)一期槽段的特點(diǎn)，因此成槽完成后一期槽段端面被打毛，為更好地洗刷掉附著在凹槽中的泥皮、砂土，建議采用鋼絲作為刷毛。

2.3 清基換漿

二期槽段成槽完成后，一方面應(yīng)當(dāng)采用與一期槽段相同的反循環(huán)清基技術(shù)進(jìn)行槽段清基，減少泥漿中沉渣的含量，減少槽底沉渣；另一方面，泥漿中含砂率的降低，可以減少地下連續(xù)墻接駁器等鋼筋較為密集的部位形成夾泥、夾砂的風(fēng)險(xiǎn)[2-5]。

3 糾正一期槽齡期差異對(duì)二期槽垂直度的影響

3.1 雙輪銑槽機(jī)銑削掘進(jìn)原理

雙輪銑槽機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)銑輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)一般的機(jī)械動(dòng)力規(guī)律，驅(qū)動(dòng)的銑輪轉(zhuǎn)速越慢，其輸出的扭矩越大。銑齒通過(guò)固定的刀刃切削混凝土，刀刃與混凝土的切削接觸面積是一定的。因此，液壓驅(qū)動(dòng)輸出的銑輪轉(zhuǎn)速越低，其輸出的扭矩越大，傳遞到銑齒刀刃的動(dòng)力越強(qiáng)，作用在切削面上的壓強(qiáng)越大，反映到施工中就表現(xiàn)為銑槽機(jī)能夠切削的巖石或混凝土強(qiáng)度越高。

從銑輪機(jī)械運(yùn)動(dòng)軌跡方面研究，若忽略刀刃磨損，銑齒刀刃在轉(zhuǎn)動(dòng)切削巖石或混凝土?xí)r，每個(gè)刀刃的切削深度h是固定的（圖2），銑輪刀盤(pán)上的銑齒數(shù)量固定不變，故銑輪每轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，切削的深度是固定不變的。因此，當(dāng)輸出的銑輪轉(zhuǎn)速越快，單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)尺速度就越快，反映在施工中就表現(xiàn)為銑槽機(jī)成槽進(jìn)尺速度越快。

圖2 單個(gè)銑齒刀刃切削深度示意

在銑槽機(jī)設(shè)備上安裝有力學(xué)傳感器，可以將銑輪轉(zhuǎn)動(dòng)受到的阻力通過(guò)力學(xué)傳感器采集處理后，直接以“拖重”的數(shù)據(jù)形式反映在銑槽機(jī)駕駛室的機(jī)載計(jì)算機(jī)上，方便操作人員控制銑槽機(jī)進(jìn)尺。

綜合上述機(jī)械動(dòng)力原理、銑輪運(yùn)動(dòng)原理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在實(shí)際施工過(guò)程中，可以簡(jiǎn)化為如下直觀的相互關(guān)系：混凝土或巖土強(qiáng)度越高，拖重越大，越需要降低銑輪的轉(zhuǎn)速，從而提高切削能力，這會(huì)使得成槽進(jìn)尺速度降低[6,7]。

3.2 一期槽齡期差異對(duì)二期槽垂直度的影響

一期槽段施工必然存在先后順序，因此一幅二期槽段在套銑施工時(shí)，兩側(cè)的一期槽段齡期必然存在差異。此時(shí)，如圖3所示，當(dāng)一期1齡期小于一期2齡期時(shí)，銑槽機(jī)兩側(cè)銑輪拖重P1＜P2，在銑輪轉(zhuǎn)速相同的情況下，使得左側(cè)銑輪的進(jìn)尺速度V1＞右側(cè)銑輪進(jìn)尺速度V2，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，左側(cè)成槽深度H1＞右側(cè)成槽深度H2，使得銑槽機(jī)向一期2方向傾斜。傾斜的銑槽機(jī)隨著成槽時(shí)間的推移，左側(cè)拖重P1不斷減小，直至其橫向的限制能力減弱，受到較大的阻力P2的橫向分力作用，使得銑槽機(jī)向一期1方向偏斜。其后銑槽機(jī)不斷向左側(cè)偏斜，使得左側(cè)強(qiáng)度較低的一側(cè)套銑厚度大于右側(cè)強(qiáng)度較高的套銑厚度，待兩側(cè)銑輪阻力基本相同后，銑槽機(jī)重新恢復(fù)垂直（圖3）。

圖3 一期槽齡期差異對(duì)二期槽垂直度的影響

經(jīng)過(guò)上述過(guò)程的變化，最終銑槽機(jī)偏向齡期較短、強(qiáng)度較低的一側(cè)。

3.3 針對(duì)性措施

經(jīng)過(guò)多個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在一期槽兩側(cè)混凝土齡期差異不大的情況下，這種由于一期槽齡期差異引起的垂直度偏差并不明顯，若能夠控制兩側(cè)一期槽齡期均在7～14 d，且齡期差不大于7 d時(shí)，基本可以保證二期槽成槽垂直度。

當(dāng)某些特定原因造成兩側(cè)一期槽齡期差異較大時(shí)，仍可通過(guò)雙輪銑槽機(jī)的機(jī)載計(jì)算機(jī)實(shí)施監(jiān)控成槽狀態(tài)，利用糾偏裝置強(qiáng)行糾偏。

另外，經(jīng)驗(yàn)豐富的操作手甚至可以根據(jù)拖重?cái)?shù)據(jù)的變化調(diào)節(jié)銑槽機(jī)兩側(cè)銑輪的轉(zhuǎn)速，使阻力較小的一側(cè)轉(zhuǎn)速降低，進(jìn)而降低這一側(cè)的進(jìn)尺速度，使兩側(cè)銑輪進(jìn)尺一致，保證套銑成槽的垂直度[8,9]。

4 結(jié)語(yǔ)

銑接頭工藝二期槽與一期槽的接縫質(zhì)量是銑接頭施工成敗的關(guān)鍵，在目前的施工精度下，銑接頭銑削混凝土的厚度一般為200 mm，當(dāng)深度超過(guò)60 m時(shí)建議選取搭接厚度300 mm，從而確保銑削面的質(zhì)量。

另外，銑接頭二期槽的垂直度也直接影響接縫質(zhì)量，主要受到一期槽齡期差異的影響。施工上應(yīng)當(dāng)注重控制一期槽的齡期在7～14 d。在二期槽施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)有效措施減小一期槽齡期差異對(duì)二期槽垂直度的影響。