淺析灰?guī)r地區(qū)雙輪銑槽機(jī)成槽施工

摘要：連續(xù)墻成槽施工技術(shù)是連續(xù)墻施工的關(guān)鍵，也是連續(xù)墻施工成敗的重要標(biāo)志。文章通過(guò)廣州某地鐵車(chē)站基坑圍護(hù)地下連續(xù)墻工程實(shí)踐，闡述了采用銑槽機(jī)施工在灰?guī)r地區(qū)成槽的工藝和難點(diǎn)，并提出了改進(jìn)和解決的方法。

關(guān)鍵詞：雙輪銑槽機(jī)；灰?guī)r地區(qū)；溶（土）洞；連續(xù)墻成槽施工技術(shù)；地質(zhì)條件 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TU476 文章編號(hào)：1009-2374（2015）31-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.061

連續(xù)墻成槽施工技術(shù)是連續(xù)墻施工的關(guān)鍵，也是連續(xù)墻施工成敗的重要標(biāo)志。某地鐵車(chē)站灰?guī)r地區(qū)地質(zhì)條件比較復(fù)雜，地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要由上部砂層、下部灰?guī)r伴隨溶（土）洞發(fā)育；巖石強(qiáng)度高，巖層起伏大，特別是溶洞發(fā)育對(duì)連續(xù)墻成槽施工帶來(lái)非常大的風(fēng)險(xiǎn)，因此采用銑槽機(jī)成槽施工。

銑槽機(jī)成槽的施工方法：施工前先對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)槽段分幅進(jìn)行優(yōu)化，以滿足銑槽機(jī)特殊施工工藝要求。一刀成槽2.8m，一般采用奇數(shù)段成槽，考慮到槽段實(shí)際施工要求，主要采用三刀成槽工藝。根據(jù)地質(zhì)條件選取合適的銑齒類(lèi)型，適應(yīng)灰?guī)r地區(qū)連續(xù)墻成槽，連續(xù)墻施工成槽先對(duì)前三個(gè)槽段結(jié)合地質(zhì)的優(yōu)化合適的施工參數(shù)成槽，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和成槽的垂直度、擴(kuò)孔系數(shù)、進(jìn)尺速度、斗齒扭矩等數(shù)據(jù)反饋調(diào)整施工參數(shù)。

1 灰?guī)r地區(qū)成槽施工控制參數(shù)的優(yōu)化

1.1 雙輪銑的主要工作原理

雙輪銑設(shè)備的成槽原理是通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下部?jī)蓚€(gè)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水平切削、破碎地層，采用反循環(huán)出碴。最大成槽深度可達(dá)150m，一次成槽厚度在800～2800mm之間。

雙輪銑設(shè)備主要由三部分組成：起重設(shè)備、銑槽機(jī)、泥漿制備及篩分系統(tǒng)。

1.2 連續(xù)墻槽段分幅的優(yōu)化設(shè)計(jì)

常規(guī)的連續(xù)墻施工中槽段分幅主要考慮的是沖樁機(jī)或者液壓抓斗施工，由于銑槽機(jī)對(duì)槽段分幅和接頭方式有嚴(yán)格的要求，因此在使用雙輪銑槽機(jī)施工之前，對(duì)槽段分幅優(yōu)化，達(dá)到滿足銑槽機(jī)成槽施工的要求。原則如下：（1）標(biāo)準(zhǔn)槽段長(zhǎng)度為6.4～7.4m，采用三刀切削，第一刀和第二刀長(zhǎng)度為2.8m，第三刀長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況確定，可以在0.8～1.8m之間調(diào)整；（2）連續(xù)墻接頭不應(yīng)設(shè)在轉(zhuǎn)角處；（3）連續(xù)墻盡量對(duì)稱(chēng)布置；（4）考慮到周邊建構(gòu)筑物情況與地質(zhì)條件差，槽段長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)。

1.3 銑槽機(jī)成槽施工的特點(diǎn)

雙輪銑槽機(jī)，一刀成槽2.8m，槽段長(zhǎng)度一般控制在6.4～8.4m之間，采用3刀成槽工藝。如圖2（a）所示，一期槽段采用三刀成槽，先完成兩側(cè)，最后完成中間。

1.4 銑槽機(jī)銑齒選型的確定

1.4.1 銑齒種類(lèi)。銑槽機(jī)常規(guī)的銑齒有平齒、錐齒、滾齒三種，圖（b）。平齒常用于強(qiáng)度不大于50MPa的地層中，錐齒常用于不大于100MPa的巖層中；滾齒主要用于高強(qiáng)度的花崗巖。

1.4.2 銑齒選型。銑齒的選擇主要根據(jù)地質(zhì)條件，采用平齒能很好地切削黏土和砂層，但是破巖能力不足；滾齒破巖能力強(qiáng)，但是造價(jià)成本高昂、使用不靈活，巖面高差過(guò)大，對(duì)滾齒磨損較大。根據(jù)上述地質(zhì)條件和銑齒價(jià)格，綜合銑齒的性能選用錐齒，圖2（c）。

錐齒的優(yōu)點(diǎn)：（1）適應(yīng)地層廣、且破巖能力強(qiáng)；（2）拆卸、安裝簡(jiǎn)單；（3）綜合性價(jià)比高。

1.5 成槽施工進(jìn)尺速度、刀盤(pán)壓力等參數(shù)的設(shè)定

1.5.1 進(jìn)尺參數(shù)設(shè)定。根據(jù)地層選定錐齒后，進(jìn)尺參數(shù)確定是亟需解決的問(wèn)題，根據(jù)斗齒的破巖參數(shù)和斗齒抗壓能力，砂層地層7cm/min，巖層地層

0.7cm/min。

1.5.2 糾偏措施。為保證銑槽機(jī)在巖面起伏段成槽銑頭偏移，在銑頭沿高度的左右兩側(cè)各安裝有2塊導(dǎo)向板，前后兩側(cè)各安裝有4塊糾偏板。成槽施工時(shí)通過(guò)調(diào)整銑輪的轉(zhuǎn)速和糾偏板的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)成槽垂直度控制。

2 施工中銑齒磨損類(lèi)型

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工統(tǒng)計(jì)，銑齒的磨損類(lèi)型有四種，分別為合金粒崩落、合金粒破裂損壞、合金粒齒床磨損嚴(yán)重合金粒松動(dòng)和齒床卡扣部分磨損變形，如圖3所示。

合金粒崩落：銑齒失去合金粒或合金粒破損嚴(yán)重，就沒(méi)有了切削部位，這種磨損主要是因?yàn)殂姴蹤C(jī)進(jìn)齒速度過(guò)快，當(dāng)銑齒碰到硬巖邊直接崩裂脫落掉。

合金粒破裂損壞：銑槽機(jī)在銑巖層時(shí)，在銑齒合金粒接觸巖石的那一刻，就會(huì)產(chǎn)生沖擊，在破巖的同時(shí)會(huì)在銑齒上留下裂痕，當(dāng)沖擊的次數(shù)增多時(shí)，合金粒上的裂痕也就越明顯，再加上與巖石的不斷摩擦，最終就會(huì)導(dǎo)致銑齒合金粒斷裂。

齒床磨損嚴(yán)重合金粒松動(dòng)：銑齒齒床磨損嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致合金粒沒(méi)有包衣，只要碰到巖石合金粒就會(huì)立即崩掉。這種磨損類(lèi)型主要是在銑巖面不平整的區(qū)域時(shí)，齒床直接與巖面接觸磨損造成的。

齒床卡扣部分磨損變形壞掉：銑齒齒床卡槽部分磨損變形甚至壞掉，有些不能取下來(lái)還得割掉，很浪費(fèi)時(shí)間。這種磨損類(lèi)型主要是因?yàn)殂姴蹤C(jī)銑頭在下降成槽時(shí)不斷銑輪不斷撞擊巖層，迫使銑齒與銑輪卡裝處產(chǎn)生沖擊力造成。

3 銑槽機(jī)在不同巖石強(qiáng)度、巖面高差、溶洞等條件下的成槽

雙輪銑槽機(jī)在灰?guī)r地區(qū)成槽施工是持續(xù)性的工作，在各種復(fù)雜的地質(zhì)條件下不斷調(diào)整改進(jìn)方法，但是對(duì)于灰?guī)r地區(qū)的典型巖面高差大、巖溶發(fā)育強(qiáng)烈的地質(zhì)條件下還缺少相關(guān)的施工技術(shù)。鑒于灰?guī)r地區(qū)地質(zhì)條件的特殊性，通過(guò)施工過(guò)程中實(shí)例進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 巖面高差大、巖石強(qiáng)度高成槽施工

巖面高差大、巖芯強(qiáng)度大，成槽主要存在以下施工困難：（1）成槽時(shí)間加長(zhǎng)；（2）糾偏控制較困難；（3）部分斗齒中間崩斷。

應(yīng)對(duì)措施：通過(guò)巖面高差大的槽段施工，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地質(zhì)情況的交底，做到在入巖前控制進(jìn)尺速度和刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，防止在著巖點(diǎn)速度過(guò)快產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的偏移，并且減少斗齒偏磨受力過(guò)大導(dǎo)致崩斷的發(fā)生，兩側(cè)刀頭油壓穩(wěn)定后再適當(dāng)加快速度。經(jīng)過(guò)上述措施后，槽段沒(méi)有再發(fā)生大的偏槽現(xiàn)象。

3.2 巖面高的銑槽機(jī)成槽控制措施

成槽時(shí)主要有以下施工困難：（1）巖面的進(jìn)尺速度低；（2）刀盤(pán)壓力和溫度比較高；（3）刀具損耗大，多見(jiàn)合金頭崩角，刀尖磨平。

應(yīng)對(duì)措施：加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地質(zhì)情況的交底，控制好進(jìn)尺速度，加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng)維修。

3.3 穿越溶土洞時(shí)的銑槽機(jī)成槽控制措施

穿越溶土洞時(shí)，填充后不規(guī)則的水泥塊有可能影響銑槽機(jī)的垂直度，造成偏孔，設(shè)備擾動(dòng)過(guò)大，成槽擴(kuò)孔，甚至塌孔。

應(yīng)對(duì)措施：（1）提前做好巖溶處理，加強(qiáng)地質(zhì)資料的分析，施工前進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)交底，對(duì)不良地質(zhì)做好思想及施工的準(zhǔn)備，配備相應(yīng)的應(yīng)急措施；（2）在快到溶洞頂板的時(shí)候降低進(jìn)尺速度；（3）通過(guò)的時(shí)候加強(qiáng)糾偏的控制；（4）銑頭完全通過(guò)溶洞底板后注意及時(shí)調(diào)整參數(shù)切削巖面。

4 結(jié)語(yǔ)

銑槽機(jī)施工技術(shù)適用于各種復(fù)雜地層的灰?guī)r地區(qū)連續(xù)墻施工，成槽效率高，能有效降低連續(xù)墻施工的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)占地小、噪聲小，對(duì)泥漿污染控制得非常好。因此，銑槽機(jī)施工技術(shù)順應(yīng)連續(xù)墻施工的發(fā)展趨勢(shì)，有極大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：戴育昕（1982-），男，廣東河源人，供職于廣東華隧建設(shè)股份有限公司，研究方向：市政工程施工管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint