淺析灰巖地區雙輪銑槽機成槽施工

摘要：連續墻成槽施工技術是連續墻施工的關鍵，也是連續墻施工成敗的重要標志。文章通過廣州某地鐵車站基坑圍護地下連續墻工程實踐，闡述了采用銑槽機施工在灰巖地區成槽的工藝和難點，并提出了改進和解決的方法。

關鍵詞：雙輪銑槽機；灰巖地區；溶（土）洞；連續墻成槽施工技術；地質條件 文獻標識碼：A

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

連續墻成槽施工技術是連續墻施工的關鍵，也是連續墻施工成敗的重要標志。某地鐵車站灰巖地區地質條件比較復雜，地質結構主要由上部砂層、下部灰巖伴隨溶（土）洞發育；巖石強度高，巖層起伏大，特別是溶洞發育對連續墻成槽施工帶來非常大的風險，因此采用銑槽機成槽施工。

銑槽機成槽的施工方法：施工前先對圍護結構槽段分幅進行優化，以滿足銑槽機特殊施工工藝要求。一刀成槽2.8m，一般采用奇數段成槽，考慮到槽段實際施工要求，主要采用三刀成槽工藝。根據地質條件選取合適的銑齒類型，適應灰巖地區連續墻成槽，連續墻施工成槽先對前三個槽段結合地質的優化合適的施工參數成槽，通過現場和成槽的垂直度、擴孔系數、進尺速度、斗齒扭矩等數據反饋調整施工參數。

1 灰巖地區成槽施工控制參數的優化

1.1 雙輪銑的主要工作原理

雙輪銑設備的成槽原理是通過液壓系統驅動下部兩個輪軸轉動，水平切削、破碎地層，采用反循環出碴。最大成槽深度可達150m，一次成槽厚度在800～2800mm之間。

雙輪銑設備主要由三部分組成：起重設備、銑槽機、泥漿制備及篩分系統。

1.2 連續墻槽段分幅的優化設計

常規的連續墻施工中槽段分幅主要考慮的是沖樁機或者液壓抓斗施工，由于銑槽機對槽段分幅和接頭方式有嚴格的要求，因此在使用雙輪銑槽機施工之前，對槽段分幅優化，達到滿足銑槽機成槽施工的要求。原則如下：（1）標準槽段長度為6.4～7.4m，采用三刀切削，第一刀和第二刀長度為2.8m，第三刀長度根據實際情況確定，可以在0.8～1.8m之間調整；（2）連續墻接頭不應設在轉角處；（3）連續墻盡量對稱布置；（4）考慮到周邊建構筑物情況與地質條件差，槽段長度不宜過長。

1.3 銑槽機成槽施工的特點

雙輪銑槽機，一刀成槽2.8m，槽段長度一般控制在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，最后完成中間。

1.4 銑槽機銑齒選型的確定

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

1.4.2 銑齒選型。銑齒的選擇主要根據地質條件，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，但是造價成本高昂、使用不靈活，巖面高差過大，對滾齒磨損較大。根據上述地質條件和銑齒價格，綜合銑齒的性能選用錐齒，圖2（c）。

錐齒的優點：（1）適應地層廣、且破巖能力強；（2）拆卸、安裝簡單；（3）綜合性價比高。

1.5 成槽施工進尺速度、刀盤壓力等參數的設定

1.5.1 進尺參數設定。根據地層選定錐齒后，進尺參數確定是亟需解決的問題，根據斗齒的破巖參數和斗齒抗壓能力，砂層地層7cm/min，巖層地層

0.7cm/min。

1.5.2 糾偏措施。為保證銑槽機在巖面起伏段成槽銑頭偏移，在銑頭沿高度的左右兩側各安裝有2塊導向板，前后兩側各安裝有4塊糾偏板。成槽施工時通過調整銑輪的轉速和糾偏板的運動實現成槽垂直度控制。

2 施工中銑齒磨損類型

經過現場實際施工統計，銑齒的磨損類型有四種，分別為合金粒崩落、合金粒破裂損壞、合金粒齒床磨損嚴重合金粒松動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重，就沒有了切削部位，這種磨損主要是因為銑槽機進齒速度過快，當銑齒碰到硬巖邊直接崩裂脫落掉。

合金粒破裂損壞：銑槽機在銑巖層時，在銑齒合金粒接觸巖石的那一刻，就會產生沖擊，在破巖的同時會在銑齒上留下裂痕，當沖擊的次數增多時，合金粒上的裂痕也就越明顯，再加上與巖石的不斷摩擦，最終就會導致銑齒合金粒斷裂。

齒床磨損嚴重合金粒松動：銑齒齒床磨損嚴重會導致合金粒沒有包衣，只要碰到巖石合金粒就會立即崩掉。這種磨損類型主要是在銑巖面不平整的區域時，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，有些不能取下來還得割掉，很浪費時間。這種磨損類型主要是因為銑槽機銑頭在下降成槽時不斷銑輪不斷撞擊巖層，迫使銑齒與銑輪卡裝處產生沖擊力造成。

3 銑槽機在不同巖石強度、巖面高差、溶洞等條件下的成槽

雙輪銑槽機在灰巖地區成槽施工是持續性的工作，在各種復雜的地質條件下不斷調整改進方法，但是對于灰巖地區的典型巖面高差大、巖溶發育強烈的地質條件下還缺少相關的施工技術。鑒于灰巖地區地質條件的特殊性，通過施工過程中實例進行優化。

3.1 巖面高差大、巖石強度高成槽施工

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

應對措施：通過巖面高差大的槽段施工，加強現場對地質情況的交底，做到在入巖前控制進尺速度和刀盤轉速，防止在著巖點速度過快產生不可逆轉的偏移，并且減少斗齒偏磨受力過大導致崩斷的發生，兩側刀頭油壓穩定后再適當加快速度。經過上述措施后，槽段沒有再發生大的偏槽現象。

3.2 巖面高的銑槽機成槽控制措施

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

應對措施：加強現場對地質情況的交底，控制好進尺速度，加強設備保養維修。

3.3 穿越溶土洞時的銑槽機成槽控制措施

穿越溶土洞時，填充后不規則的水泥塊有可能影響銑槽機的垂直度，造成偏孔，設備擾動過大，成槽擴孔，甚至塌孔。

應對措施：（1）提前做好巖溶處理，加強地質資料的分析，施工前進行相應的技術交底，對不良地質做好思想及施工的準備，配備相應的應急措施；（2）在快到溶洞頂板的時候降低進尺速度；（3）通過的時候加強糾偏的控制；（4）銑頭完全通過溶洞底板后注意及時調整參數切削巖面。

4 結語

銑槽機施工技術適用于各種復雜地層的灰巖地區連續墻施工，成槽效率高，能有效降低連續墻施工的風險，同時占地小、噪聲小，對泥漿污染控制得非常好。因此，銑槽機施工技術順應連續墻施工的發展趨勢，有極大的推廣和應用價值。

參考文獻

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

（責任編輯：蔣建華）endprint