摘要：針對黃沙站基坑深,巖層硬等條件的地下連續(xù)墻施工,采用先進(jìn)的BC30液壓雙輪銑槽機(jī)，與傳統(tǒng)成槽工藝相比,提高了生產(chǎn)效率，解決了硬巖施工難題.本文介紹了銑槽機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與性能，分析了銑槽機(jī)的成槽功效及先進(jìn)性，并對銑槽機(jī)的齒輪在不同地層的施工做出了初步總結(jié)。
　　關(guān)鍵詞：銑槽機(jī)，硬巖，成槽工藝
　　1、工程概況
　　廣州地鐵六號線黃沙站，其地貌形態(tài)為珠江三角洲沖積平原地貌、地勢低平，沿線地面標(biāo)高基本介于7.00～8.30m。該站為地下四層箱型鋼筋砼結(jié)構(gòu)。車站長83.6m標(biāo)準(zhǔn)段寬19.7m，基坑深29.1m。主體基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)采用1.0m厚地下連續(xù)墻+5層內(nèi)支撐，連續(xù)墻共分50個(gè)槽段，連續(xù)墻嵌基坑深度2m，平均深約32m，連續(xù)墻中心線長222.2m。本工程基坑座落在微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖上，地質(zhì)為第四系白堊紀(jì)紅層泥質(zhì)粉砂巖。地面以下0－4m為人工雜填土、舊建筑基礎(chǔ)、木頭、鋼筋雜物多；4－15米為粉細(xì)砂層；15－32m為強(qiáng)風(fēng)化至微風(fēng)化巖層。其中連續(xù)墻進(jìn)入中微風(fēng)化巖層約16m，單軸抗壓強(qiáng)度平均為20mp。而且施工場地狹小,處于繁華的老城區(qū),周圍密部危房，西邊是1號線經(jīng)過，北邊有樓盤建設(shè),基于這些特點(diǎn),項(xiàng)目部引進(jìn)了曾用于三峽工程的BC30雙輪銑槽機(jī)。
　　2、設(shè)備概況
　　基本構(gòu)造，BC30液壓銑槽機(jī)采用全液壓傳動(dòng)，電腦數(shù)顯控制，設(shè)備主要由主機(jī)和銑削頭兩大部分組成。主機(jī)的底盤為改裝的履帶式起重機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)為caterpillar生產(chǎn)的6缸直列式、渦輪增壓、水冷的四沖程柴油機(jī)，標(biāo)定功率為291kW(1900r／min)。在底盤上還安裝有主卷揚(yáng)及輔助卷揚(yáng)，軟管鼓系統(tǒng)(HDS)，HD475動(dòng)力站及液壓系統(tǒng)和駕駛室，銑削頭機(jī)體為一鋼制重型機(jī)架，它的功能除了固定各工作部件外，還為銑削輪(cutwheel)提供一定的給進(jìn)力，并起導(dǎo)向作用。機(jī)體下端有兩個(gè)銑輪組，每組兩個(gè)銑輪。在銑輪上安有銑齒或滾刀，它們分別由潛水液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可繞水平軸作相對轉(zhuǎn)動(dòng)(可正、反轉(zhuǎn)動(dòng))。
　　3、銑槽機(jī)在連續(xù)墻施工中的成槽原理
　　其工作原理為：銑刀架是一個(gè)高15m、重30t帶有液壓和電氣控制系統(tǒng)的鋼制框架，下部安裝3個(gè)液壓馬達(dá)，水平向排列，兩邊馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)裝有銑齒的銑輪。銑槽時(shí)，采用全液壓電腦控制，液壓驅(qū)動(dòng)銑輪,兩個(gè)銑輪低速轉(zhuǎn)動(dòng)，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泥漿泵，通過銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿混合物排到地面泥漿站進(jìn)行集中除砂處理、然后將凈化后的泥漿返回槽段內(nèi)，如此往復(fù)循環(huán),直至終孔成槽。銑槽機(jī)的垂直度應(yīng)與槽段軸線一致，并由兩個(gè)獨(dú)立的測斜儀監(jiān)測，其數(shù)據(jù)由駕駛室內(nèi)的電腦處理并顯示在液晶屏上，從而駕駛員可隨時(shí)監(jiān)控并通過改變銑槽機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)對銑槽機(jī)垂直度的調(diào)整。

　　4、連續(xù)墻接頭處理及成槽效率分析
　　（1）接頭處理
　　雙輪銑在成槽過程中的接頭處理采用套銑混凝土的方式，即在二序槽銑削的時(shí)候套銑掉一序已成墻的混凝土保護(hù)層（一般套銑15~30cm的混凝土），形成鋸齒形的不光滑摩擦面，在通過鋼絲刷對套銑出混凝土壁進(jìn)行刷洗以及護(hù)壁泥漿性能指標(biāo)的控制，使二序槽混凝土墻與一序槽的混凝土墻間的接縫控制在1~2mm之間，從而達(dá)到良好的防滲效果。對于一些防滲和整體結(jié)構(gòu)要求更高的地連墻施工時(shí)，其接頭的處理也可以采用H型鋼或者在接頭處安裝膨脹帶的方式。在黃沙站施工中，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，槽段劃分為50段一序和二序各25段，一序槽寬5.9m-7.4m，二序槽寬2.8m，并且采用套洗20cm的工藝。
　　（2）成槽效率
　　在黃沙站前期銑槽中發(fā)現(xiàn)銑槽機(jī)銑槽速率較低，原因?yàn)椋孩儆捎邳S沙站銑槽機(jī)設(shè)備為二手設(shè)備，雖然在安裝調(diào)試階段對設(shè)備進(jìn)行了基本的維修恢復(fù)，但設(shè)備故障停機(jī)率依然很高，在前期因故障總計(jì)停工約45天，均是因設(shè)備發(fā)生故障而購買國外配件郵遞時(shí)間長等耽誤時(shí)間。因此對設(shè)備系統(tǒng)的了解把握及對備件和保養(yǎng)做到未雨綢謀是關(guān)鍵；②由于擺齒匹配間隙大，未及時(shí)調(diào)整補(bǔ)焊，出現(xiàn)盲區(qū)銑削不到，也常常會降低銑削速度，增加油耗和齒耗，尤其在微風(fēng)化地層最為明顯；③由于成型的一序槽的分布筋為U型，因此在二序槽容易套銑到成型一序墻的鋼筋，導(dǎo)致銑槽機(jī)的銑齒頻繁脫落，影響銑槽效率；④在前面銑的15個(gè)槽段,使用標(biāo)準(zhǔn)輪(安裝平齒-適用于土沙強(qiáng)風(fēng)化地層<50MPa)，該段地層入巖少，有的槽段達(dá)80MPa，銑槽速度較慢、換齒較多；⑤同時(shí)在粘土層中粘土?xí)�將整個(gè)齒輪完全包住導(dǎo)致銑槽無法進(jìn)行，必須將銑槽機(jī)提起沖洗后方可繼續(xù)銑槽，影響了銑槽速度。
　　經(jīng)過比較分析采取以下措施提高銑槽機(jī)的銑槽速度：①由于國外配件的價(jià)格高，且制作郵遞的時(shí)間長，因此通過網(wǎng)絡(luò)尋找國內(nèi)相同配件，不僅減少了配件的單價(jià)，而且大大節(jié)約了郵遞時(shí)間；②確定標(biāo)準(zhǔn)輪不適合黃沙站地層，更換切削硬巖的錐齒輪重新銑削二序槽；③由于鋼筋籠不合適，因此修改分布筋為“一”字型，同時(shí)把支撐鋼筋移至距結(jié)合面30cm以上，避免在二序槽時(shí)銑到鋼筋，降低了齒耗油耗，④同時(shí)操作保養(yǎng)逐漸熟練，減少維修時(shí)間，提高了銑槽效率，基本上達(dá)到了該機(jī)的成槽水平，通過對平齒與錐齒輪的成槽時(shí)間統(tǒng)計(jì)中可以看出兩種齒輪的成槽時(shí)間對比情況：
　　黃沙站使用兩種齒的效率對比(機(jī)況良好)

　　說明:在土砂強(qiáng)風(fēng)化層,土壓低,為控制垂直度,一般會控制銑削速度.
　　銑槽機(jī)可配平齒、錐齒和羊角齒，施工時(shí)根據(jù)地質(zhì)情況選用。一序施工采用平齒。平齒分3種：平齒、尖齒和滾齒，每一種齒又分左齒、右齒和中齒刀；二序施工采用錐齒。從上表可以看出：1、羊角齒、平齒和尖齒只適應(yīng)于本工程松軟地層，不適應(yīng)于本工程巖層；2、錐齒可適應(yīng)于本工程巖層。
　　一序槽在銑中間一刀時(shí),速度很快，所用時(shí)間僅為邊刀的1/5，因此在場地等條件許可時(shí)對于微風(fēng)化地層可采用“兩鉆一銑”的工藝，大大節(jié)約銑槽時(shí)間和成本。
　　
　　(3)銑削關(guān)鍵點(diǎn)----擺齒擺位
　　①施工第一槽段時(shí)，輪壓劇增，進(jìn)尺緩慢，經(jīng)摸索發(fā)現(xiàn)：因擺齒墊塊磨損影響擺齒擺位，形成銑削盲區(qū)，經(jīng)修復(fù)后，有所改善；②施工第二槽段時(shí)，反復(fù)修復(fù)擺齒墊塊，銑削盲區(qū)仍然存在，后通過兩次修復(fù)耐磨環(huán)，得以解決；③施工第四槽段時(shí)，前述情況再次出現(xiàn)，需保證擺齒軸銷緊密配合。
　　5、銑槽機(jī)施工連續(xù)墻的優(yōu)勢
　　(1)對地層的適應(yīng)范圍廣，通過更換不同形式的銑刀輪及銑齒可滿足不同地層的成槽銑削；
　　(2)施工效率高，較之抓斗、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)等傳統(tǒng)的成槽施工設(shè)備效率高出多倍，尤其在強(qiáng)度較大的硬巖地層優(yōu)勢更為突出；
　　(3)成槽精度高，孔形規(guī)則，銑輪在持續(xù)向下銑削過程中，其切削軌跡通過操作系統(tǒng)的電腦顯示屏跟蹤顯示，對產(chǎn)生的傾斜或偏移利用X、Y方向糾偏板隨時(shí)進(jìn)行糾正，其精度控制在3‰，從而保證槽段的垂直度，為后期整片鋼筋籠的下設(shè)提供了方便；
　　(4)銑輪切削的渣料及泥漿通過安裝在銑輪架上的泥漿泵及管路輸送至泥漿篩分系統(tǒng)，篩分后的泥漿又重復(fù)返回至切削槽段內(nèi)，形成較為密閉的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。泥漿篩分系統(tǒng)能獨(dú)立的完成泥漿的處理，達(dá)到水下混凝土澆筑的要求；
　　(5)銑刀架的銑削方向可進(jìn)行調(diào)整，即可平行也可垂直主機(jī)作業(yè)，對施工作業(yè)范圍具有一定的適應(yīng)性，且更有利于拐角槽段的銑削；
　　(6)銑削機(jī)構(gòu)可穩(wěn)定持續(xù)的進(jìn)給工作，直至終孔成槽，全過程不會產(chǎn)生較大的沖擊和震動(dòng)，高速度、低噪音，大大降低了操作勞動(dòng)強(qiáng)度；
　　(7)所有操作采用雙電腦控制，自動(dòng)反映所銑削槽段的垂直情況。對于各種故障實(shí)行自動(dòng)報(bào)警模式，簡化了各種操作程序和設(shè)備的檢修力度，提高了操作的準(zhǔn)確性和可控性；
　　(8)污染小、噪聲小、占用場地小、移動(dòng)方便，適合城市施工；
　　(9)清孔質(zhì)量好、速度快：采用反循環(huán)系統(tǒng)只需半個(gè)小時(shí)清孔，泥漿含砂量能控制在1%左右，孔底基本上沒有沉碴，使得砼澆筑時(shí)間大大縮短，200m3砼只需5個(gè)小時(shí)左右。
　　6、結(jié)語
　　綜合分析認(rèn)為,該設(shè)備在黃沙地鐵發(fā)揮了其作用，在場地小文明施工要求較高的城市，銑槽機(jī)成槽質(zhì)量高,效率大，值得在城市施工中推廣采用。同時(shí)銑槽機(jī)在地鐵連續(xù)墻中的應(yīng)用也存在一定的缺陷：如對大于80MPa的地層效率明顯減低，損耗加大，建議采用鉆爆等輔助工藝成槽效益好；一序槽中間一刀速度較快，故在成槽量大，場地夠?qū)挸ǖ那闆r下可采用“兩鉆一銑”的工藝，提高成槽效率；銑槽機(jī)配件方面，由于銑槽機(jī)齒占成本比重較大，在成槽過程中損耗較大，因此盡量采用國產(chǎn)化，可以大量節(jié)約成本。
　　參考文獻(xiàn)：
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