雙輪銑施工工藝在陳集水庫防滲墻施工的運用

王嵐

【摘要】雙輪銑削作為用于地下防滲墻施工的先進施工工藝，具有地層適應性強、鉆進效率、精度高、操作靈活方便、安全環保等特點，施工效率和成墻質量效果遠遠大于傳統施工設備與工藝，雙輪銑這一施工工藝值得在地下防滲墻施工中推廣應用。

【關鍵詞】雙輪銑；防滲墻

一、工程概況

陳集水庫位于陽谷縣南外環路以南，明堤東干渠（陳集村）以西，朱施董村以北，曹集村以東，總庫容1031萬m3。水庫壩基各層均具有中等透水性，30M深度內無相對隔水層分布，存在滲漏問題，30M以下⑩層粘土滲透系數較小、分布連續、厚度較大，可視為相對隔水層。為有效減少水庫滲漏量，確保滲透穩定以及壩外農田不發生浸沒，確保水庫發揮效益，采用塑性混凝土防滲墻截滲，防滲墻軸線位于圍壩軸線上游8米，墻厚0.6米，墻底入⑩層粘土不少于1.0米，最大深度約36米，平均深度約32米，滲透系數不大于5*10-7cm/s，孔位偏差±30mm，垂直偏斜率≤3‰。

二、施工原理

雙輪銑即液壓銑槽機，這一挖掘設備專用于建造地下連續墻施工，該設備主要由履帶式起重機、銑槽機、泥漿制備及篩分系統三部分組成。施工工藝是由液壓雙輪銑槽機和傳統深層攪拌的技術特點相結合。在下攪過程中，通過兩個銑輪相對相向旋轉，銑削地層；同時通過凱利方形導桿施加向下的推進力，向下掘進切削。在此過程中，通過供氣、注漿系統同時向槽內分別注入高壓氣體、固化劑（一般為水泥和膨潤土），其注漿量為總注漿量的70%-80%，直至要求的設計深度。此后，兩個銑輪作相反方向相向旋轉，通過凱利方形導桿向上慢慢提起銑輪，并通過供氣、注漿管路系統再向槽內分別注入氣體和固化液，其注漿量為總注漿量的20%-30%，并與槽內的基土相混合，從而形成由基土、固化劑、水等形成的混合物，達到截滲效果。

三、性能和優點

1、液壓雙輪銑施工對地層適應性強。在淤泥、砂、礫石、卵石及中硬強度的巖石、混凝土中均可開挖。

2、在鉆進過程中，效率高，精度高。在松散地層中鉆進效率 20～40m3/h，在中硬巖石中鉆進效率1～2m3/h，鉆進效率明顯高于傳統的抓斗工法；鉆孔偏斜率可控制在2‰以內，從而保證了墻段之間的可靠連接。

3、操作過程中，運轉靈活、方便。雙輪銑的履帶式起重機不需要設置軌道，即可自由行走，在控制室方便安全操作；施工過程中自動記錄儀即監控操作過程，又可出具施工記錄。

4、安全環保。發動機符合綠色排放標準，施工時噪音低、震動小，對周圍環境無不利影響。

四、施工方法

1、清場備料

平整壓實施工場地，清除地面地下障礙，作業面不小于15m（從截滲墻軸線至邊緣），當地表過軟時，采取鋪設過路板，防止機械失穩的措施；采用散裝水泥，每個施工機械配備2臺水泥罐，保證水泥儲備量。

2、測量放線

施工前，先根據設計圖紙和業主提供的坐標基準點，精確計算出截滲墻軸線角點坐標（或轉角點坐標），利用測量儀器精確放樣出截滲墻軸線，每50M布設一高程控制樁，并作出明顯標志，然后進行坐標數據校核。

3、安裝調試

支撐移動機和主機就位：架設鉆桿安裝銑頭；安裝制漿、注漿和制氣設備；接通水路、漿路和氣路；運轉試車。

4、開溝鋪板

開挖橫斷面為深0.5米、寬1米的儲留溝以解決鉆進過程中的余漿儲放和回漿補給，長度超前主機作業10米，鋪設過路板，以均衡主機對地基的壓力，保證設備的垂直度。攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度補救依靠重復套鉆來保證。

5、孔位放樣及樁機就位

在開挖的工作溝槽兩側設計定位輔助線，按設計要求在定位輔助線上劃出鉆孔位置。根據確定的位置嚴格鉆機樁架的移動就位，就位誤差不大于3厘米。開鉆前用液壓系統將平臺調平，并調直機架，確保機架垂直偏斜率≤3‰。由專人統一指揮樁機就位，移動前看清上、下、左、右各方面的情況，發現有障礙物及時清除，移動結束后檢查定位情況并及時糾正，樁機保持平穩、平正。

6、定位線

挖溝槽前劃定雙輪銑銑頭中心線到機前定位線的距離，并在線上做好每一幅樁位的標記（用短鋼筋打入土中定位）。

7、噴漿、攪拌成樁

水泥采用山水集團生產的P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比不大于1.2，水泥摻入量為22%（重量比），注漿壓力一般為2.0-3.0Mpa。施工的關鍵在于如何保證樁身的強度和均勻性。在施工中加強對水泥用量和水灰比的控制，確保泵送壓力。根據鉆頭下沉和提升兩種不同的速度，注入土體攪拌均勻的水泥漿液，確保水泥土攪拌樁在初凝前達到充分攪拌，水泥與被加固土體充分拌和，保證攪拌樁的加固質量。

水泥漿液制備系統每一個時間段，人工抽查灰漿比重。半自動拌漿系統配制好的水泥漿液輸送至儲漿罐為液壓銑削攪拌設備連續供漿。

開動主機掘進攪拌，并徐徐下降銑頭與基土接觸，按規定要求注漿、供氣。控制銑輪的旋轉速度為36轉/分鐘左右，一般銑進控速為不大于0.6m/min.掘進達到設計深度時，延續10s左右，對墻底深度以上1-2M范圍，適當重復提升1-2次.提升速度嚴格控制，一般不大于0.8m/min；以避免形成真空負壓，孔壁坍陷，造成墻體空隙。

經常進行現場實測壓漿泵的流量、漿液配合比與設計水泥摻量一致，確保樁體的成樁質量。

液壓銑削水泥土攪拌樁在下沉和提升過程中均應注入水泥漿液，同時嚴格控制下沉和提升速度，確保每幅樁的水泥用量。

五、結語

雙輪銑槽機應用于地下防滲墻施工，即有優點也有諸如設備維護保養成本高、施工成本高等缺點與不足，但它的施工效率和成墻質量效果遠遠大于傳統施工設備與工藝，雙輪銑這一施工工藝值得在地下防滲墻施工中推廣應用。

參考文獻：

[1]李俊奇；雙輪銑在小浪底槽孔防滲墻施工中的運用[D]；《中國水利》；1999年11期

[2]畢元順；雙輪銑深攪（CSM）工藝在基礎工程中的應用[C]；中國水利學會地基與基礎工程專業委員會第十一次全國學術技術研討會論文集；2011年

[3]孫蘭堅；蔡琰；南水北調中線穿黃工程地下連續墻施工工藝[A]；第四屆中國巖石錨固與注漿學術會議論文集[C]；2007年

[4]周俊；地下連續墻設計及施工發展研究與展望[D]；《施工技術》；2015年S2期