浅析灰岩地区双轮铣槽机成槽施工

摘要：连续墙成槽施工技术是连续墙施工的关键，也是连续墙施工成败的重要标志。文章通过广州某地铁车站基坑围护地下连续墙工程实践，阐述了采用铣槽机施工在灰岩地区成槽的工艺和难点，并提出了改进和解决的方法。

关键词：双轮铣槽机；灰岩地区；溶（土）洞；连续墙成槽施工技术；地质条件 文献标识码：A

中图分类号：TU476 文章编号：1009-2374（2015）31-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.061

连续墙成槽施工技术是连续墙施工的关键，也是连续墙施工成败的重要标志。某地铁车站灰岩地区地质条件比较复杂，地质结构主要由上部砂层、下部灰岩伴随溶（土）洞发育；岩石强度高，岩层起伏大，特别是溶洞发育对连续墙成槽施工带来非常大的风险，因此采用铣槽机成槽施工。

铣槽机成槽的施工方法：施工前先对围护结构槽段分幅进行优化，以满足铣槽机特殊施工工艺要求。一刀成槽2.8m，一般采用奇数段成槽，考虑到槽段实际施工要求，主要采用三刀成槽工艺。根据地质条件选取合适的铣齿类型，适应灰岩地区连续墙成槽，连续墙施工成槽先对前三个槽段结合地质的优化合适的施工参数成槽，通过现场和成槽的垂直度、扩孔系数、进尺速度、斗齿扭矩等数据反馈调整施工参数。

1 灰岩地区成槽施工控制参数的优化

1.1 双轮铣的主要工作原理

双轮铣设备的成槽原理是通过液压系统驱动下部两个轮轴转动，水平切削、破碎地层，采用反循环出碴。最大成槽深度可达150m，一次成槽厚度在800～2800mm之间。

双轮铣设备主要由三部分组成：起重设备、铣槽机、泥浆制备及筛分系统。

1.2 连续墙槽段分幅的优化设计

常规的连续墙施工中槽段分幅主要考虑的是冲桩机或者液压抓斗施工，由于铣槽机对槽段分幅和接头方式有严格的要求，因此在使用双轮铣槽机施工之前，对槽段分幅优化，达到满足铣槽机成槽施工的要求。原则如下：（1）标准槽段长度为6.4～7.4m，采用三刀切削，第一刀和第二刀长度为2.8m，第三刀长度根据实际情况确定，可以在0.8～1.8m之间调整；（2）连续墙接头不应设在转角处；（3）连续墙尽量对称布置；（4）考虑到周边建构筑物情况与地质条件差，槽段长度不宜过长。

1.3 铣槽机成槽施工的特点

双轮铣槽机，一刀成槽2.8m，槽段长度一般控制在6.4～8.4m之间，采用3刀成槽工艺。如图2（a）所示，一期槽段采用三刀成槽，先完成两侧，最后完成中间。

1.4 铣槽机铣齿选型的确定

1.4.1 铣齿种类。铣槽机常规的铣齿有平齿、锥齿、滚齿三种，图（b）。平齿常用于强度不大于50MPa的地层中，锥齿常用于不大于100MPa的岩层中；滚齿主要用于高强度的花岗岩。

1.4.2 铣齿选型。铣齿的选择主要根据地质条件，采用平齿能很好地切削黏土和砂层，但是破岩能力不足；滚齿破岩能力强，但是造价成本高昂、使用不灵活，岩面高差过大，对滚齿磨损较大。根据上述地质条件和铣齿价格，综合铣齿的性能选用锥齿，图2（c）。

锥齿的优点：（1）适应地层广、且破岩能力强；（2）拆卸、安装简单；（3）综合性价比高。

1.5 成槽施工进尺速度、刀盘压力等参数的设定

1.5.1 进尺参数设定。根据地层选定锥齿后，进尺参数确定是亟需解决的问题，根据斗齿的破岩参数和斗齿抗压能力，砂层地层7cm/min，岩层地层

0.7cm/min。

1.5.2 纠偏措施。为保证铣槽机在岩面起伏段成槽铣头偏移，在铣头沿高度的左右两侧各安装有2块导向板，前后两侧各安装有4块纠偏板。成槽施工时通过调整铣轮的转速和纠偏板的运动实现成槽垂直度控制。

2 施工中铣齿磨损类型

经过现场实际施工统计，铣齿的磨损类型有四种，分别为合金粒崩落、合金粒破裂损坏、合金粒齿床磨损严重合金粒松动和齿床卡扣部分磨损变形，如图3所示。

合金粒崩落：铣齿失去合金粒或合金粒破损严重，就没有了切削部位，这种磨损主要是因为铣槽机进齿速度过快，当铣齿碰到硬岩边直接崩裂脱落掉。

合金粒破裂损坏：铣槽机在铣岩层时，在铣齿合金粒接触岩石的那一刻，就会产生冲击，在破岩的同时会在铣齿上留下裂痕，当冲击的次数增多时，合金粒上的裂痕也就越明显，再加上与岩石的不断摩擦，最终就会导致铣齿合金粒断裂。

齿床磨损严重合金粒松动：铣齿齿床磨损严重会导致合金粒没有包衣，只要碰到岩石合金粒就会立即崩掉。这种磨损类型主要是在铣岩面不平整的区域时，齿床直接与岩面接触磨损造成的。

齿床卡扣部分磨损变形坏掉：铣齿齿床卡槽部分磨损变形甚至坏掉，有些不能取下来还得割掉，很浪费时间。这种磨损类型主要是因为铣槽机铣头在下降成槽时不断铣轮不断撞击岩层，迫使铣齿与铣轮卡装处产生冲击力造成。

3 铣槽机在不同岩石强度、岩面高差、溶洞等条件下的成槽

双轮铣槽机在灰岩地区成槽施工是持续性的工作，在各种复杂的地质条件下不断调整改进方法，但是对于灰岩地区的典型岩面高差大、岩溶发育强烈的地质条件下还缺少相关的施工技术。鉴于灰岩地区地质条件的特殊性，通过施工过程中实例进行优化。

3.1 岩面高差大、岩石强度高成槽施工

岩面高差大、岩芯强度大，成槽主要存在以下施工困难：（1）成槽时间加长；（2）纠偏控制较困难；（3）部分斗齿中间崩断。

应对措施：通过岩面高差大的槽段施工，加强现场对地质情况的交底，做到在入岩前控制进尺速度和刀盘转速，防止在着岩点速度过快产生不可逆转的偏移，并且减少斗齿偏磨受力过大导致崩断的发生，两侧刀头油压稳定后再适当加快速度。经过上述措施后，槽段没有再发生大的偏槽现象。

3.2 岩面高的铣槽机成槽控制措施

成槽时主要有以下施工困难：（1）岩面的进尺速度低；（2）刀盘压力和温度比较高；（3）刀具损耗大，多见合金头崩角，刀尖磨平。

应对措施：加强现场对地质情况的交底，控制好进尺速度，加强设备保养维修。

3.3 穿越溶土洞时的铣槽机成槽控制措施

穿越溶土洞时，填充后不规则的水泥块有可能影响铣槽机的垂直度，造成偏孔，设备扰动过大，成槽扩孔，甚至塌孔。

应对措施：（1）提前做好岩溶处理，加强地质资料的分析，施工前进行相应的技术交底，对不良地质做好思想及施工的准备，配备相应的应急措施；（2）在快到溶洞顶板的时候降低进尺速度；（3）通过的时候加强纠偏的控制；（4）铣头完全通过溶洞底板后注意及时调整参数切削岩面。

4 结语

铣槽机施工技术适用于各种复杂地层的灰岩地区连续墙施工，成槽效率高，能有效降低连续墙施工的风险，同时占地小、噪声小，对泥浆污染控制得非常好。因此，铣槽机施工技术顺应连续墙施工的发展趋势，有极大的推广和应用价值。

参考文献

[1] 黄辉.地下连续墙接头形式及其渗漏的防治措施[J].施工技术，2002，10（10）.

[2] 上海市机械施工公司.刚性接头地下连续墙施工工法（YJGF01-2000）[J].施工技术，2002，10（10）.

[3] 朱思闻.液压双轮铣槽机地下连续墙施工技术[J].上海隧道，2005，（1）.

作者简介：戴育昕（1982-），男，广东河源人，供职于广东华隧建设股份有限公司，研究方向：市政工程施工管理。

（责任编辑：蒋建华）endprint