雙輪銑在地下連續墻成槽施工中的應用及質量控制

黃?？。ㄉ虾Ｊ兴畡战ㄔO工程安全質量監督中心站，上海 200237）

1 工程概況

某基坑工程圍護結構采用 1 500 mm 厚，59 m 深鋼筋混凝土地下連續墻，圍護外包尺寸為 52 m×66 m，井壁內襯墻與地下連續墻采用疊合墻構造型式，工作井內襯墻采用逆作法施工，為保證豎向隔滲帷幕的形成，在圍護墻外側設置一圈 800 mm 厚塑性混凝土止水墻?；拥叵逻B續墻施工范圍內土層主要為：表層 1-1 雜填土、3-1a 粉質黏土、3-2 粉質黏土、3-4 淤泥質粉質黏土、4-1 粉砂、4-2 粉細砂、4-3 中粗砂、15b-1 弱膠結礫巖和 15b-2 中等風化粉砂質泥巖等土層。本工程地下連續墻深度大，穿越大厚度砂性地層，極易產生槽體塌方；地下墻最大入巖深度達 8 m，施工難度大。因此，地下連續墻各道工序的施工質量至關重要。

考慮到施工誤差及保證結構的有效凈寬，1 500 mm厚地下墻施工時外放尺寸為 150 mm，800 mm 厚塑性地下連續墻施工時設計要求間距 1 500 mm 厚地下連續墻外邊 200 mm。設計藍圖要求地下連續墻垂直度≤1/500，施工時應嚴格控制地下連續墻施工垂直度，以免影響 800 mm厚塑性地下連續墻的正常施工。綜合考慮地下連續墻成槽質量和效率因素，本工程地下連續墻采用雙輪銑槽機進行巖層成槽施工。

2 雙輪銑槽機的施工特點

雙輪銑槽機工作裝置由銑刀架、銑輪、銑輪減速箱、泥漿泵、壓力補償器、滑輪組、液壓控制箱和電氣箱等組成[1]。雙輪銑槽機施工為反循環施工工藝，通過刀架下部的銑輪對巖層進行銑削作業，將大顆粒巖塊反復銑削成可通過吸渣口的較小巖屑，通過刀架下部泥漿泵循環由泥漿攜帶至地面，經由地面上的泥漿管匯至后臺除砂系統進行篩分，篩分后的泥漿經地面泥漿泵送至槽口。

雙輪銑可適應各種地層或巖層，其在軟土層和硬巖層的施工速度均優于當前連續墻抓斗和沖擊鉆；雙輪銑具有數/模顯示的可視化操控系統，可實時監測工作參數及工作裝置的位置和傾角變化，能夠對刀架體的垂直度偏差進行及時修正，確保成槽精度；破巖成槽過程中振動沖擊小，可緊貼既有建筑物施工，對周圍環境影響小；成槽泥漿通過分離設備后再返回至槽孔循環，整個過程基本無地面泥漿污染；獨有的套銑接頭工藝，具有墻體剛度好，墻體防滲效果好等優點[2]。

3 施工工藝流程及方法

3.1 抓銑結合施工工藝流程

針對本工程地層的特點，采用“抓銑結合”的工藝進行成槽，即淺層黏土和中段全斷面砂性土采用液壓抓斗成槽；液壓抓斗挖至 50 m 深后，換用雙輪銑成槽，由于抓斗左右兩側精度較難控制到設計要求的標準，而銑槽機控制精度高，換銑槽機成槽時首先用較快的銑削速度將抓斗已經挖好的孔重新銑削一遍，修復成槽軌跡和糾偏，遇到巖層后降低銑削速度，完成巖層的成槽。地下連續墻抓銑結合施工工藝流程圖詳見圖 1。

圖1 地下連續墻施工工藝流程圖

3.2 泥漿制備及循環系統

本工程地下連續墻成槽開挖方量達 500 m3，配置 12 個泥漿儲存筒和 30 個鋼制泥漿箱，滿足單幅地下連續墻 3 倍泥漿存儲量。采用復合鈉基膨潤土美國捷高（優鉆 100）膨潤土。配漿用水采用凈化后的湖水，在配漿前，加入適量純堿將酸性水或硬水的 pH 值調到 8～9，以達到最佳配漿效果。清孔回收泥漿必須通過泥漿分離系統進行分離后再經過調漿后方可繼續使用，為確保泥漿分離效果，本工程采用德國寶峨泥漿分離系統，該分離系統每小時處理泥漿量達 400 m3，完全能滿足泥漿分離要求。圖 2 為泥漿處理系統布置圖。

圖2 泥漿處理系統布置圖

4 地下連續墻成槽質量控制

4.1 循環泥漿指標控制

泥漿指標的好壞直接關系到槽壁成槽精度和穩定性。泥漿分離系統主要用于在成槽、清孔和換漿過程中不斷的將成槽泥漿土粒和砂粒通過泥漿處理器分離出去，使泥漿各項指標滿足相關規范要求。各階段泥漿性能指標詳見表 1。

表1 泥漿性能指標表

在施工過程中投入德國寶峨振動篩和旋流器的組合泥漿分離系統，處理能力 400 m3/h，通過三級分離。其中，第一級可分離大于 0.4 mm 顆粒；第二級可分離大于 0.06 mm顆粒；第三級分離大于 0.026 mm 顆粒。循環泥漿經過分離凈化之后，雖然清除了許多混入其間的土渣，但并未恢復其原有的護壁性能，因此，循環泥漿經過分離凈化之后，還需加入一定比例濃縮新漿進行調整，使其性能指標恢復，然后進入下一步循環。泥漿分離系統示意圖如圖 3 所示。

圖3 泥漿分離系統示意圖

4.2 銑槽機成槽垂直度控制

本工程地下墻精度控制上采用現場監控銑槽過程中導墻口處鋼絲繩位置變化情況和銑槽機操作機手根據電腦控制糾偏的上下相結合的三維控制手段，確保在銑槽過程中實時糾偏，確保銑槽精度。

（1）導正架輔助精度控制。銑槽過程中安裝導向定位架，通過固定在導墻上的定位架，約束銑槽過程中震動的銑斗，輔助精度控制。

（2）銑槽機自身的糾偏系統。利用銑槽機自有糾偏裝置，駕駛員可根據電腦上四個方向動態偏斜情況啟動液壓成槽機上的液壓推板進行動態的糾偏。

（3）現場管理監控。在槽段成槽過程中，槽段垂直度通過目測法來保證，使槽段開挖垂直度偏差控制住在最大允許值范圍之內。這種檢測方法只能對成槽垂直度進行粗略測定。

（4）超聲波檢測。成槽質量采用了進口的高精度超聲波檢測儀準確測量槽段的垂直度。同時，為保證成槽精度，增加了過程中超聲波檢測成槽精度的頻率。

4.3 泥質粉砂巖成槽保障措施

根據以往施工經驗，在泥質粉砂巖成槽過程中，易發生糊輪想象，極大的影響了成槽效率。在成槽時遇到泥質粉砂巖時，可采取以下措施確保成槽效率：①降低銑輪下放速度,減低斗體下放噸位；②提升銑輪，通過正轉和反轉，甩掉滾輪淤泥；③改進銑槽機刮泥板，確保刮泥板刮泥效率；④如果采取上述措施后依然發現成槽速率緩慢，可提升斗體，人工鏟除裹輪淤泥，再下斗繼續銑槽。

5 結 論

雙輪銑槽機作為目前最先進的地下連續墻施工設備，具有成槽施工效率高、精度高、噪聲低、振動小以及地層適應性強等優點。通過雙輪銑槽機在復合砂性地層地下連續墻施工中的成功應用，得到以下結論：

（1）采用“抓銑結合”的砂性嵌巖地層地下連續墻成槽工藝，可以有效提高地下墻成槽效率，降低施工成本；

（2）三級泥漿分離系統可極大提升循環泥漿回收率，有效控制泥漿參數，提升地下連續墻成槽過程中的成槽穩定性；

（3）雙輪銑在成槽施工過程中的實時糾偏功能大大提升了成槽垂直度，成槽精度得到有效控制。

本文介紹了雙輪銑槽機的工作原理及施工技術特點，重點分析了在地下連續墻成槽過程中的質量控制措施，工程質量控制效果十分良好。相關經驗可為今后類似工程施工提供借鑒。