■徐云喆 ■遼寧撫挖重工機械股份有限公司大連技術分公司,遼寧 大連 116000
雙輪銑槽機以其成槽深度大(可達地下150m)、成槽效率高(為抓斗施工方法的2 到3 倍)、成孔規(guī)則(墻體垂直度可控制在3‰以內(nèi))、成墻防滲透效果好、安全環(huán)保、適應大部分土層,并能在硬地層、巖石以及卵礫石等復雜地層下施工等優(yōu)點越來越多的被地下連續(xù)墻施工工程采用。
本文就目前市場上的主流雙輪銑槽機銑槽裝置特點、成槽精度、工作環(huán)境要求、整機經(jīng)濟性等進行比較研究,為企業(yè)進入雙輪銑槽機市場選型提供幫助。
雙輪銑槽機銑槽裝置是通過液壓系統(tǒng)驅動底部兩個銑輪轉動,水平切削、破碎地層的一種特殊裝置,是基坑圍護、堤壩防滲、軌道交通、城市基礎建設等施工領域又一種新型的地下連續(xù)墻成墻設備。目前市面上常用的雙輪銑槽機由銑槽裝置、承載主機、泥漿處理機注入系統(tǒng)等組成。
國際上常用的雙輪銑槽機主要由意大利土力公司、德國寶峨集團、日本株式會社東亞利根鉆機、上海金泰工程機械有限公司等公司生產(chǎn)。
土力的雙輪銑槽機銑槽裝置為H 系列,成槽寬度800~1200mm,成槽長度2600~3000mm,銑槽裝置高為13m,重量約37~40t,銑槽深度達到90m。
H 系列銑槽裝置為框架型結構利用液壓油缸推動導向板實現(xiàn)糾偏功能,特色是增加了銑輪擺動功能,使成墻精度顯著提高,在縱向和垂直方向上成墻垂直度達到了0.2~0.4%。
銑槽裝置懸掛于主機起重臂臂頭之下,需要配備90、120 噸級的SC、SR 系列起重機。
成槽裝置的高度及承載型主機的大小注定H 系列的產(chǎn)品不適用于高度受限的區(qū)域工作。
動力方面,經(jīng)常需要對其配備額外的動力站,這些都給雙輪銑槽機整體的運輸帶來了不便,也增加了施工時的占地面積。
由于銑槽裝置、承載主機重量比較大,因此施工時經(jīng)常需要對地面進行預處理,以使地面承載力可承受整套成槽裝置質(zhì)量。
不考慮價格高昂的銑輪部分成本,單純巨大的框架型結構、90 乃至100 噸級的承載主機、必然在成本和運輸方面帶來昂貴的代價,也必然使工程造價不能有效降低。
寶峨的雙輪銑槽機分為BC、BCM 兩個系列,BC 系列為BC32、BG35、BC40、BC50 四個型號,成槽寬度640~2000mm,成槽長度2800~3200mm,銑輪裝置高度9.5~12.7m,銑槽裝置質(zhì)量22.5~48.9t,其承載主機為強力型起重機,銑槽深度可達150m;BCM 系列為BCM5、BCM10 兩個型號,成槽寬度550~1200mm,成槽長度2400~2800mm,銑槽裝置高度2.35~2.8m,銑槽裝置質(zhì)量5.1~7.4t,其承載主機為旋挖鉆機,銑槽深度可達80m。
由于銑輪動力及傳動部分采用專利技術不同,土力的銑輪動力機構與土力公司不同,糾偏裝置對比土力缺少銑輪擺動裝置。其成槽精度、工作環(huán)境、主機制造成本等方面與土力H 系列無明顯區(qū)別。
近年為CSM(Cutter Soil Mixing)工法開發(fā)的BCM 系列銑槽裝置其質(zhì)量控制在了7.5t 以下,對承載主機的也由強力起重機向旋挖鉆機轉變。
BCM 系列承載主機為BG 系列旋挖鉆機,導向機構使用旋挖鉆機的立式桅桿使其糾偏精度進一步提高。
BCM 系列對動力系統(tǒng)、承載主機需求均有所降低,在整機制造成本及后期維護、運輸費用上得到了降低,從而為其工程造價的降低提供了可能。
但由于部分BCM 系列成槽裝置導向機構高度比較高,部分機型同樣不適于空間高度受限的場所。
利根的雙輪銑槽機分為EMX 系列和SMX、MPD -TMX 兩種機型,EMX 系列成槽寬度650~3200mm,成槽長度2400~3200mm,銑輪裝置高度7.2~8.2m,銑槽裝置質(zhì)量30~55t,銑槽深度均可達到150m,其承載型主機為強力型起重機;SMX 與MPD-TMX 的共同點在于成槽寬度650~1000mm,銑槽裝置質(zhì)量8t,不同點在于SMX 的成槽長度為2410mm,銑槽深度達到32m,MPD-TMX 成槽長度2400mm,銑槽深度達到60m。
EMX 系列和寶峨BC 系列如出一轍,只在銑槽裝置銑輪動力機構部分有明顯的區(qū)別,因此其糾偏能力、工作環(huán)境、成本等與寶峨的BC 系列無明顯區(qū)別。SMX 對比BCM 系列也是如此。
MPD-TMX 等機型對銑槽裝置進行了優(yōu)化,在滿足挖深的前提下簡化銑槽裝置,減小對承載主機的要求。其銑槽裝置是所有廠家里邊最小巧的,而其承載主機更是目前世界上所有雙輪銑槽機供應商里最小的,如MPD-TMX 系列挖深60m 時所用主機是0.45m3小型挖掘機。
MPD-TMX 由于銑槽裝置輕,承載主機小巧,能耗也低,因此其可以適應目前國內(nèi)大部分公司的使用,其制造成本和運輸費用也必然是上述廠家里最小的,如大量使用必將大大降低地下連續(xù)墻的工程造價。
金泰的雙輪銑槽機分為SX、SC 兩個系列,SX 系列成槽寬度800~1000mm,銑槽裝置質(zhì)量40t,銑槽深度達到60m,其承載型主機為其自制履帶式主機;SC 系列成槽寬度750mm,成槽長度2800mm,銑槽裝置高度小于3m,其承載型主機可改為旋挖鉆機,銑槽深度達到50m。
SX、SC 系列均采用金泰獨立設計的銑輪機構、糾偏能力、承載主機等方面無明顯區(qū)別但加上中國制造的優(yōu)勢,其成本及運輸、維護費用較國外公司有很大優(yōu)勢。
隨著國家水電、高鐵、地鐵、城市建設等基礎建設行業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)施工工法受到復雜的地質(zhì)條件、成槽深度過大、地下水位復雜等的影響。因此對于可以在復雜環(huán)境下、惡劣地質(zhì)條件下實現(xiàn)大深度挖深的地下連續(xù)墻的雙輪銑槽機設備的需求越來越多。
2011 年為提高地鐵施工中地下連續(xù)墻的防滲透功能,天津引進價值3500 萬元的BCM5 銑槽裝置配置BG40 旋挖鉆以及成套泥漿處理及注入系統(tǒng)的雙輪銑槽機;同年5 月為解決地鐵興建過程中遇到的沖擊河流、地下水位豐富等問題,引進價值4200 萬的H8 型銑槽裝置,配備強力起重機,引進成套泥漿處理及注入系統(tǒng)。
H、BC、EMX、SX 等系列的銑槽裝置在銑輪傳動機構上各不相同,但在銑槽裝置外型及主機要求上比較接近,因此其常規(guī)機型均不適用于高度受限的場合,且造價高昂,不利于銑槽裝置的推廣應用。
BCM、SMX、SC 系列銑槽裝置同樣在銑輪傳動機構上各不相同,但在銑槽裝置外型及主機要求上比較接近,因此其常規(guī)機型同樣不適用于高度受限的場合,雖然成本較前邊銑槽裝置有所降低,但降低有限,近期仍不適宜大規(guī)模推廣,并取代傳統(tǒng)的地下連續(xù)墻成槽設備。
日本的MPD-TMX 型雙輪銑槽機卻在銑槽裝置小型化、輕量化,承載主機小型化方面做到了極致,其承載主機大膽選用0.5m3的挖掘機;這一機型的產(chǎn)生在銑槽裝置方面小型化方面達到了極致,承載型主機選擇多樣化方面也有了新的拓展,伴隨而來的是雙輪銑槽機制造、運輸、維護費用的降低,同時也為降低施工成本,推廣雙輪銑槽機的發(fā)展指明了方向。
企業(yè)在選擇進入雙輪銑槽機市場時要從銑槽裝置入手,結合自身單位實際情況,如非必要,選擇小型化的銑槽裝置,配備小型的承載主機,在降低投入的基礎上必然可以為企業(yè)帶來可觀的利潤。
[1]朱思聞.液壓雙輪銑槽機地下連續(xù)墻施工技術.上海隧道.
[2]德國寶峨雙輪銑槽機系列樣本.
[3]意大利土力公司雙輪銑槽機系列樣本.
[4]日本株式會社東亞利根鉆機雙輪銑槽機系列樣本.
[5]上海金泰雙輪銑槽機樣本.