双轮铣成槽机技术调查.doc

双轮铣成槽机技术调查 王玉卿 （中铁隧道集团有限公司东黄项目部） 摘 要 通过对双轮铣成槽设备在国内的水利、公路及地铁等多个项目的实际施工案例的技术收集和调查，阐述其设备的施工原理、施工特性、优缺点、与传统施工工艺上的经济性对比以及其主要的技术要点。 关键词 双轮铣成槽机 优缺点 刀具 接头 双轮铣成槽机的国外发展 液压双轮铣槽机作为专用的地下连续墙施工设备，以其成槽施工效率高（较之抓斗法高2～3倍）、孔形规则(墙体垂直度可控制在3‰以下)、安全环保、适应地层地质范围广等优点已在发达国家普遍采用，我国1996年于三峡工程首次引进，3B标段老街站、广州地铁黄沙站等。但受施工成本、设备数量限制未在国内全面推广。 双轮铣成槽机与传统成槽设备之间的差异 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。意大利卡沙特兰地地基设备有限公司法国索莱唐日公司铣削式成槽机 图4 双轮铣施工工艺流程图 图5 双轮铣施工工艺示意图 双轮铣槽机的铣头部分安装了一定数量的、用于采集各类数据的传感器，操作人员可以通过触摸屏，很直观地看到双轮铣槽机的工作状态（铣头的偏直状况、铣削的深度、铣头受到的阻力），并进行相应的操作。 操作员可以针对不同土层设定铣头的下降速度，通过控制铣头所受的压力来减少刮刀的磨损，并加快成槽速度。在铣削砂层时，速度可达6 m/h，即出土量可达24 m3/h；当铣削硬土层时，铣头的下降速度要放慢（避免铣头底部的轮轴受到过大的压力而造成硬石损坏轮轴上刮刀的合金部分），并作上下小幅运动，让铣轮上刮刀的合金部分能有效地铣削硬土层，破碎的石块能尽快地被吸走在铣头沿高度的左右两侧各安装2块导向板，前后两侧各安装4块纠偏板。在地层多变地区，铣头在铣削时，往往会使前后、左右的刮刀产生受力不同的情况，造成铣头倾斜，从而引起槽孔的偏斜。此时，操作员通过触摸屏，控制液压千斤顶系统伸出或缩回导向板、纠偏板，调整铣头的姿态，并调慢铣头下降速度，从而有效地控制了槽孔的垂直度。双轮铣槽机可以在任何地层中开挖槽孔，不仅开挖槽孔的速度比液压抓斗快，而且槽孔的垂直度高；它还带有电子指示仪，可自动记录孔深、孔斜等情况，并通过触摸屏显示出来，在槽孔施工完成后，自动保存的测斜记录可全部打印出来，即可作为工程测斜资料。因此，液压双轮铣槽机是在硬土层中构筑地下连续墙的先进设备。　① 对地层适应性强，在淤泥、砂、砾石、卵石及中硬强度的岩石、混凝土中开挖。② 钻进效率高，在松散地层中钻进效率 20～40m3/h，在中硬岩石中钻进效率1～2m3/。③ 孔形规则(墙体垂直度可控制在3‰以下)④ 运转灵活，操作方便。双轮铣的履带式起重机可自由行走，不需要轨道，在控制室可方便安全操作。排碴同时即清孔换浆，减少了混凝土浇筑准备时间。自动记录仪监控全施工过程，同时全部记录。低噪音、低震动。① 不适用于存在孤石、较大卵石等地层，此种地层下需和冲击钻或爆破配合使用。 ② 受设备限制连续墙槽段划分不灵活，尤其为二期槽段。 ③ 对地层中的铁器掉落或原有地层中存在的钢筋等比较敏感。 ④ 设备维护复杂且费用高。 ⑤ 设备自重较大对场地硬化条件要求较传统设备高。 双轮铣和传统施工工艺的施工进度和经济性对比 双轮铣设备施工进度与传统的抓槽机和冲孔机在土层、砂层等软弱地层中优势并不十分明显，大约为抓槽机的2～3倍，抓槽机成孔效率约在10 m3/h，双轮铣成槽速度在此种地层中效率在20～30 m3/h。但进入岩段话，双轮铣才显出其优势，在岩层段选择合适刀具，在中风化岩层中（60MPa以下），施工效率可达10 m3/h，在微风岩层（60MPa～120MPa）中1～2m3/h。在此种地层中抓槽机基本无法使用，必须采用冲桩机来完成，冲孔速度在中风化岩层中约每班4～6 m，效率在0.3～0.5m3，若在微风化地层中微风化地层中钻进就异常困难，每班进尺仅能维持在几十公分上下，效率极低。 成本上分析对比：双轮铣成槽成本根据地层不同，约在1000～1500元，是正常施工工艺的1.5～2倍，在软弱地层没有优势，但在连续墙深度大、精度要求高、岩性较硬的地层，方显优势。 以下各表为调查和收集的部分实际施工案例方面的数据统计，表1～4。 表1 双轮铣在深圳老街车站工作情况 地层情况 上层的软土层，全风化到强风化的岩石层，中风化到微风化的岩石层。经现场调查勘测，地下水位约在地表下2.5 m呈静态分布,岩石的最大单轴强度为138 MPa。设计要求地下连续墙需貫入到下层硬岩中。 平均工作量: 工作效率和材料消耗 土