连续墙用铣槽机技术现状及发展趋势

王淑婧，刘前程

（1.江苏徐工工程机械研究院有限公司，江苏 徐州 221004；2.徐工集团工程机械股份有限公司，江苏 徐州 221004）

WANG Shu-jing，LIU Qian-cheng

双轮铣槽机（以下简称双轮铣）起源于1971年法国地基建筑公司提出的Hydrofraise（水力绞刀）的概念。此后，德国宝峨、意大利土力、意大利卡萨等公司先后推出了自己的双轮铣产品，并且迅速应用于工程实践当中。目前，双轮铣已成为世界上最先进的地下连续墙施工装备，具有破岩能力强、成槽速度快、成槽精度高、对周边环境影响小等特点。

双轮铣由主机和铣槽机两大部分组成，其中铣槽机是双轮铣的入槽部分，也是双轮铣的执行机构。本文主要对国内外各厂家的铣槽机技术现状及发展趋势做简要介绍。

1 铣槽机结构及功能

铣槽机主要由铣刀架、提升装置、纠偏装置、扩展板、吸砂口、电气箱、液压箱、铣轮、铣轮传动箱、泥浆泵、压力补偿器等组成，如图1 所示。

图1 铣槽机结构示意图

1）铣刀架 铣刀架是铣槽机的主要支撑结构，其一方面要为纠偏装置、电气箱、液压箱、压力补偿器、泥浆泵等提供安装空间，且重量分布合理，避免因重量分布不均使整个铣槽机产生倾斜；另一方面还要为铣轮进给提供足够下压力、避免铣削过程中的铣轮跳动、影响铣削。

2）提升装置 用于连接铣槽机和主机、并承载整个铣槽机的重量。提升装置内部有滑轮，从主机卷扬上过来的钢丝绳绕过滑轮再回到主机上，实现主机对铣槽机的下放和提升控制。为了保证在铣槽深度深、外部泥浆压力大的环境下滑轮轴承仍能正常工作，其上通常配置皮囊用于内外压差平衡、避免进浆污染轴承。

3）纠偏装置和扩展板 在铣削过程中为铣槽机提供导向、并能在铣槽机产生倾斜时进行纠偏。其中纠偏装置为平行四杆机构，通过纠偏油缸实现推板的伸出和收回；扩展板能够拆卸和更换，以适应不同槽厚的施工需求。

4）吸砂口 位于最下方2 个铣轮的中间，铣轮铣削下来的岩石等需经过吸砂口才能输送至泥浆泵。泥浆泵则将吸砂口过滤后的岩石、泥浆等最终泵送至地面。其中吸砂口可以防止大块岩石进入泥浆泵。

5）电气箱 用于安装铣槽机倾斜检测和控制模块，能够及时检测铣槽机姿态并传输控制信号；液压箱用于安装安全纠偏阀组、控制纠偏装置工作等。电气箱和液压箱要求水下密封性能好。

6）铣轮与铣齿 铣轮上均匀布置多个铣齿，用于切削岩层；铣轮传动箱用于驱动铣轮转动。

7）压力补偿器 为铣轮传动箱和泥浆泵提供压力补偿，保证铣轮传动箱和泥浆泵在深水环境下仍能正常工作。

2 国内外各厂家技术现状

双轮铣因其技术复杂、开发难度大，生产厂家比较少。国外厂家主要有德国宝峨、意大利土力、卡萨、利勃海尔等，其中宝峨、土力、卡萨开发较早，技术也较为先进和成熟，利勃海尔则是在2019 年德国宝马展上首次展出了HS8130.1双路铣主机+LSC8～18 铣槽机。国内对双轮铣的研究和开发起步较晚，2010 年后，中联、金泰、徐工等厂家陆续开始研究双轮铣，经过近几年的发展，技术也较为成熟，在国内市场的占有率已超过国外产品，三一集团于2021 年推出了首台SDC100 双轮铣槽机。

2.1 宝峨铣槽机

宝峨公司于1984 年推出首个BC30 铣槽机，经过近40 年的发展，宝峨又先后推出了多个型号的铣槽机：MBC30、BC32、BC35、BC40、BC48 和BC50。

MBC30 为低矮型铣槽机，高度仅有4.5m，主要搭载低矮主机，用于隧道、高架桥下等高度受限的低矮空间施工；BC32 型铣槽机高度9.3m，主要搭载旋挖钻主机进行施工；BC35、BC40、BC48 和BC50 搭载MC96 或MC128 强力型起重机主机进行施工，其中BC48 所搭载的MC96 主机是宝峨在2019 年德国宝马展上首次展出的电动型主机，见表1。

表1 宝峨铣槽机参数表

2.2 土力铣槽机

土力公司于2007 年开发了Hydromill 双轮铣，目前共有三款型号的铣槽机：SH～30、SH～40 和SH～50。土力铣槽机的特色是增加了铣轮摆动功能，可以配合12 块纠偏装置起到联合纠偏的作用，提高成槽精度，见表2。

表2 土力铣槽机参数表

2.3 卡萨铣槽机

卡萨公司主推的铣槽机有FD60 和FD100 两种，FD60 为普通型，可铣槽厚700～120mm，适用岩石硬度20～130MPa；FD100为重载型，可铣槽厚800～1 500mm，适用岩石硬度为50～150MPa。卡萨铣槽机的特点是由于铣轮传动轴干涉，前后铣轮中间无法安装铣齿，因此卡萨采用了整体中央链式循环结构，只要调整链带的线速度与铣轮的线速度保持一致即可。

2.4 利勃海尔铣槽机

利勃海尔于2019 年在德国宝马展上展出了首台双轮铣，并提出了模块化铣槽机的概念。其铣槽机有LSC 8～18 C 和LSC 8～18L 两种，LSC 8～18 L 高度12m，中间4m 不安装任何组件，只需去除该4m 段以及相应长度的泥浆管和液压管、不改变其他任何组件的位置便可以变成高度8m 的LSC 8～18 L 铣槽机。但该4m 段与上下两端为焊接形式，仍然需要在加工生产前确定好所需铣槽机高度，加工生产后便无法更改，具有一定的局限性。

2.5 徐工铣槽机

徐工于2015 年推出了首台XTC80 双轮铣，随后进行了改进升级以及系列化开发，是目前国产双轮铣中技术成熟、系列齐全、市场占有率最高的产品。现有型号有：XTC80/55、XTC80/60M、XTC80/85、XTC80/60、XTC120、XTC180。其中XTC80/55 为链传动式铣槽机，可与抓斗切换，实现一机两用；XTC80/60M 为低矮型铣槽机，能够实现隧道、高架桥下等低矮工作的施工；XTC80/60 为中型铣槽机，适合城市地铁、房建工程等的施工；XTC120 和XTC180 均为重载型铣槽机，XTC180 铣轮最大扭矩可达210kNm，具有高效、高精度的施工特点，见表3。

表3 徐工铣槽机参数表

2.6 中联重科铣槽机

中联重科在2016 年上海宝马展上推出首台ZC32 双轮铣，铣轮扭矩80kNm；2019 年又推出了ZC40，铣轮扭矩100kNm，见表4。

表4 中联重科铣槽机参数表

3 发展趋势

3.1 大型、重载化方向发展

国家“十二五”和“十三五”规划提出“要持续加大城市轨道交通、大中型水库、高层建筑、污水处理设施等战略工程和民生工程建设”，这些工程开工的第一道工序即是构建地下连续墙。随着社会的不断进步和发展，这类工程的地下连续墙建设也正朝着超深、硬地层方向发展，如目前正在建设的上海深层排水隧道工程，施工深度达110m。而在超深、硬地层施工环境下仍能保证施工效率和成槽精度的大型、重载化铣槽机将成为铣槽机未来必然的发展趋势，主要体现在：铣轮扭矩大、成槽厚度大、铣刀架重量重。目前扭矩最大的是徐工XTC180 双轮铣槽机，最大扭矩210kNm。

3.2 全面系列化方向发展

不同地理位置、施工深度、岩石类型等对铣槽机的需求不同：深邃、高层建筑基坑、大桥锚定等超深、硬地层施工需要大型、重载铣槽机；城市地铁、房建工程等需要经济、转场灵活的中小型铣槽机；而隧道、高架桥下等城市狭小、高度受限空间则需要低矮型铣槽机。因此单一类型的铣槽机已无法满足多样化的地下连续墙施工需求，铣槽机必然向着全面系列化方向发展。目前铣槽机已具备系列化规模的是徐工以及宝峨，其所开发的铣槽机搭载不同主机，几乎可以覆盖所有地下连续墙施工需求。

3.3 模块化方向发展

铣槽机无法独立施工，需要搭载主机进行（专用主机、旋挖钻主机等），需要根据实际施工需求进行组合和切换。从成槽厚度考虑，对槽厚有影响的铣轮、吸砂口、纠偏装置和扩展板等也需经常切换。另外，不同施工空间对铣槽机的高度要求也不一样。因此，从铣槽机与主机、铣槽机高度、厚度切换的便捷性方面考虑，模块化也将是未来铣槽机的发展方向之一。目前国内外一些厂家已在纠偏装置、铣轮、吸砂口等部件上进行了模块化设计。

3.4 低碳环保方向发展

随着全球气候变暖，节能减排已经成为全球着力解决的问题，绿色环保已成为社会的主旋律，我国更是在2021 年提出了2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和的政策目标。作为在基础设施建设等行业应用越来越广泛的铣槽机也必将向着低消耗、低排放的低碳环保型方向发展。2019 年德国宝马展上宝峨首次展出了电动型主机，电动型铣槽机的开发也将势在必行。

4 结语

本文主要介绍了地下连续墙用铣槽机的组成及功能、国内外各大厂家铣槽机的技术现状，展望了铣槽机的发展趋势。随着地下连续墙施工领域的不断发展，铣槽机的需求也将不断增加，各生产厂家需从技术创新入手，在掌握铣槽机核心技术的基础上，为用户持续提供更加高效、经济、环保的解决方案，推动地下连续墙用铣槽机快速发展。O