導(dǎo)語(yǔ)：雙輪銑槽機(jī)在軌道交通工程施工的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以南昌軌道交通4號(hào)線一期工程中上沙溝站為例，講述雙輪銑槽機(jī)工作原理，及逆行施工工藝分析。工程應(yīng)用結(jié)果表明，與常規(guī)的成槽施工設(shè)備技術(shù)相比，雙輪銑槽機(jī)工效高、施工速度快，能有效解決傳統(tǒng)成槽設(shè)備沖孔樁機(jī)施工進(jìn)度慢、對(duì)周?chē)ㄖ绊憽_動(dòng)甚至破壞較大等難題。

關(guān)鍵詞：雙輪銑槽機(jī)；城市軌道交通；擾動(dòng)；施工

1工程背景

南昌軌道交通4號(hào)線一期工程中上沙溝站是本土建施工標(biāo)段的起點(diǎn)，沿南北向布置，位于二七北路北側(cè)舊城改造范圍內(nèi)。該線路和3號(hào)線的上沙溝站相連，主要通過(guò)地下通道實(shí)現(xiàn)與3號(hào)線的換乘。上砂溝站按照三層島式車(chē)站型式設(shè)計(jì)，車(chē)站的外包段總長(zhǎng)度達(dá)150m，包段以外的總寬度為30.1m，基坑深度約24.59m。4號(hào)線上砂溝站起點(diǎn)樁號(hào)K28+990.884～K29+139.284，站臺(tái)有效寬度設(shè)計(jì)值為16.5m。車(chē)站主體施工主要應(yīng)用明挖順筑的施工技術(shù)，以厚度100cm的地下連續(xù)墻為主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，將4道支撐按設(shè)計(jì)要求豎向設(shè)置在基坑內(nèi)。本車(chē)站地層中主要分布為褐紅色極軟巖的泥質(zhì)粉砂巖，局部夾雜鈣質(zhì)膠結(jié)，巖屑以粉細(xì)砂為主，其中有一些礦物巖石經(jīng)風(fēng)化侵蝕后發(fā)生性狀改變。地下連續(xù)墻成槽機(jī)在如此深度的中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖中成槽速度極慢，因此選用地下連續(xù)墻雙輪銑槽機(jī)+成槽機(jī)配合施工。

2雙輪銑槽機(jī)成槽工藝原理

雙輪銑槽機(jī)是當(dāng)前較為先進(jìn)的地下連續(xù)墻施工專(zhuān)用機(jī)械，其成槽工效比抓斗法等常規(guī)成槽技術(shù)高出2～3倍，成槽孔型規(guī)則，地下連續(xù)墻垂直度誤差可控制在3‰以內(nèi)，適應(yīng)地層范圍十分廣泛。我國(guó)自1996年三峽工程二期圍堰首次引進(jìn)并采用該技術(shù)以來(lái)，國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)建設(shè)工程也有所采用，但是限于該施工設(shè)備數(shù)量較少，施工成本較高，因此并未形成全面推廣之勢(shì)。考慮到南昌軌道交通4號(hào)線一期工程土建施工包括隧道上蓋地下室托換結(jié)構(gòu)工程，為實(shí)現(xiàn)對(duì)部分地下室及已建地鐵隧道的保護(hù)，決定在基坑內(nèi)增設(shè)兩道混凝土支撐，并以地下室底板為裙樓柱托換結(jié)構(gòu)。為確保地鐵隧道免受連續(xù)墻施工的不利影響，項(xiàng)目部要求不得采用抓斗或沖擊成孔的連續(xù)墻施工施工技術(shù)，應(yīng)采用銑削或鉆孔等成槽工藝。經(jīng)項(xiàng)目組研究后，決定采用德國(guó)BE公司所生產(chǎn)的BC-36型液壓雙輪銑槽機(jī)。該型銑槽機(jī)成槽深度大，對(duì)地層地質(zhì)條件適應(yīng)能力強(qiáng)，且能實(shí)現(xiàn)接頭槽段的套銑施工。BC-36型液壓雙輪銑槽機(jī)高為12.0m，寬2.8m，結(jié)構(gòu)本身質(zhì)量為36t。該設(shè)備主要由起重系統(tǒng)、銑槽機(jī)、泥漿制備及篩分系統(tǒng)、液壓及電氣控制系統(tǒng)等部分組合而成。起重系統(tǒng)主要采用的是德國(guó)LB公司所生產(chǎn)的HS-1883型履帶起重機(jī)械，其具有120t的最大起重能力。在銑槽施工過(guò)程中，銑槽機(jī)底部按照設(shè)計(jì)要求事先安裝好的2個(gè)對(duì)稱(chēng)的銑齒滾筒，各自沿反方向和較低低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)推動(dòng)滾筒上所安裝好的的合金銑齒，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將周?chē)貙訃鷰r銑刨、切削、破碎的初步施工目的。達(dá)到設(shè)計(jì)銑刨和破碎目的后，泥漿泵在液壓馬達(dá)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)銑槽機(jī)銑輪內(nèi)側(cè)的吸砂口，將所銑刨后的鉆渣和泥漿全部吸排到地面所設(shè)泥漿站進(jìn)行集中處理。若除砂處理后的材料性能符合設(shè)計(jì)要求，可再讓其原路返回槽段，循環(huán)往復(fù)[1]，直至成孔，如圖1所示。本工程銑槽機(jī)還配備了1套BE-500型振動(dòng)除砂器、1套膨潤(rùn)土制漿站和泥處理能力500m3/h的泥漿循環(huán)池，循環(huán)池內(nèi)的泥漿泵由1條直徑120mm軟管連接在銑槽機(jī)上。

3雙輪銑槽機(jī)的應(yīng)用

3.1施工工藝及流程

根據(jù)上沙溝站整個(gè)成槽施工范圍內(nèi)土層強(qiáng)度普遍較高的地質(zhì)情況，及連續(xù)墻成槽深度的施工要求，采用銑-抓結(jié)合的施工工藝，即對(duì)于普通液壓抓斗成槽機(jī)所無(wú)法進(jìn)尺的地段，先通過(guò)雙輪銑槽機(jī)施工，再配合普通液壓抓斗成槽機(jī)進(jìn)行較厚黏土層施工。根據(jù)上沙溝站地質(zhì)情況分析，采用一級(jí)鈉基膨潤(rùn)土[2]和拌合用水進(jìn)行成槽護(hù)壁泥漿的拌制，不同地層成槽護(hù)壁泥漿的性能指標(biāo)詳見(jiàn)表1。待地下連續(xù)墻施工完畢，所采用的膨潤(rùn)土泥漿通過(guò)循環(huán)逐漸達(dá)到混凝土澆筑前所需泥漿性能的要求，并通過(guò)雙輪銑槽機(jī)泥漿循環(huán)系統(tǒng)中的濾砂機(jī)進(jìn)行除砂作業(yè)。

3.2槽段銑削

按照所設(shè)計(jì)的上沙溝站單元槽段長(zhǎng)度（5.0m和5.8m）進(jìn)行銑削施工，并在轉(zhuǎn)角處等部位按設(shè)計(jì)原則再次劃分節(jié)段。開(kāi)槽前進(jìn)行槽段編號(hào)，及分界線位置尺寸等的核對(duì)與記錄，無(wú)誤后嚴(yán)格按照一期槽段→二期槽段的次序進(jìn)行跳躍開(kāi)挖和槽段銑削。本次開(kāi)挖施工所用銑槽機(jī)單孔開(kāi)槽尺寸設(shè)計(jì)值為3.08m，為提升施工工效，應(yīng)先銑刨切削各槽段兩端，完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再銑削中間。將銑槽機(jī)放入導(dǎo)墻前，必須先將銑槽機(jī)銑齒外緣和導(dǎo)墻頂槽段的測(cè)放線對(duì)齊，并使銑齒側(cè)面和連續(xù)墻導(dǎo)墻面平行，再將銑輪垂直置入導(dǎo)墻槽內(nèi)，用液壓固定架將銑槽機(jī)導(dǎo)向架固定，以防止線槽施工過(guò)程中發(fā)生銑刀架偏移，影響銑槽孔垂直度。此外，為保證成槽孔的垂直度和施工質(zhì)量，還應(yīng)針對(duì)導(dǎo)向架深度范圍加強(qiáng)進(jìn)尺速度和進(jìn)尺量的控制，避免因巖層高差過(guò)大而使雙輪銑槽機(jī)兩側(cè)的銑刨輪受力不均、發(fā)生偏斜，從而影響正常的施工進(jìn)度。

3.3清槽及墻段接頭刷洗

為提升地下連續(xù)墻抗?jié)B能力和承載力，應(yīng)在銑槽施工結(jié)束后利用銑槽機(jī)反循環(huán)系統(tǒng)及時(shí)清出槽底沉渣和碎石。清槽施工時(shí)，必須按照設(shè)計(jì)要求向槽段內(nèi)持續(xù)泵送優(yōu)質(zhì)泥漿，且不得過(guò)量或中斷。槽段以內(nèi)泥漿的液面高度需始終保持在設(shè)計(jì)水平±2cm范圍內(nèi)，避免因注漿不合格而導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象發(fā)生。待清槽結(jié)束后停止注漿，并檢查槽深[3]等指標(biāo)。本工程所測(cè)得的泥漿密度為1.10～1.15g/cm3，黏度20～23s，含砂率4%，均符合設(shè)計(jì)要求。

3.4雙輪銑槽機(jī)工效

應(yīng)用銑槽機(jī)進(jìn)行上沙溝站地層中微～中微風(fēng)化花崗巖地層的銑刨施工工況和施工工效調(diào)查結(jié)果顯示，土層開(kāi)挖量為8.5m3/h，配合GB-60型液壓抓斗清渣。巖層開(kāi)挖量在0.67～6.95m3/h之間，平均開(kāi)挖量為1.53m3/h。銑槽開(kāi)挖過(guò)程中，納基土消耗量15.43kg/m3，銑齒消耗量平均為1.5個(gè)/m3，共消耗數(shù)量為900個(gè)。

4結(jié)論

本工程應(yīng)用實(shí)踐證明，雙輪銑槽機(jī)與傳統(tǒng)的沖孔、抓斗連續(xù)墻成槽施工技術(shù)相比，在軟弱土層和硬質(zhì)土層均具有一定優(yōu)勢(shì)，施工工序也更為簡(jiǎn)便。但是對(duì)于質(zhì)地較為堅(jiān)硬的地層進(jìn)行銑刨開(kāi)挖施工時(shí)，雙輪銑槽機(jī)通常會(huì)憑借銑齒對(duì)待開(kāi)挖巖層實(shí)施水平向的切削。在這種施工形式和工況下，銑槽機(jī)對(duì)巖層的銑刨破碎開(kāi)挖能力和常規(guī)的沖孔樁機(jī)施加垂直向撞擊力開(kāi)挖有很大差距，出于最大限度地減小對(duì)周?chē)翆拥臄_動(dòng)，并保護(hù)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的目的，只能選擇銑槽機(jī)開(kāi)挖施工技術(shù)。總體而言，雙輪銑槽機(jī)自動(dòng)化水平較高，對(duì)土層的適應(yīng)能力也較強(qiáng)，其不會(huì)對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生明顯的沖擊和破壞性擾動(dòng)。對(duì)于城市軌道交通、地鐵隧道等對(duì)周?chē)翆訑_動(dòng)限制較為嚴(yán)格，且?guī)r層厚、強(qiáng)度高，地質(zhì)條件復(fù)雜工況下地下連續(xù)墻的施工較為適用，成槽效率高，施工質(zhì)量有保證，并能滿足對(duì)周邊建筑物保護(hù)的施工要求。雙輪銑槽機(jī)維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高難度大，對(duì)施工場(chǎng)地地面強(qiáng)度也有較高要求，且對(duì)于硬質(zhì)巖層銑刨開(kāi)挖施工并不適用。為此城市軌道交通土建工程地下連續(xù)墻施工中，必須密切結(jié)合工程實(shí)際、區(qū)域水文地質(zhì)條件、工期及造價(jià)要求等，進(jìn)行連續(xù)墻施工機(jī)械設(shè)備的綜合比選，以達(dá)到最佳的施工效果。

參考文獻(xiàn)

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作者：于洋洋 單位：中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司