劉亞斌

摘 要：城市軌道交通建設(shè)中的重要施工之一是地下連續(xù)墻施工，液壓雙輪銑槽機(jī)是一種新型的成槽技術(shù)，現(xiàn)在在地鐵施工中應(yīng)用也越來(lái)越普遍；沖孔樁機(jī)應(yīng)用比較普遍，應(yīng)用時(shí)間也比較久遠(yuǎn)，本文對(duì)兩種成槽設(shè)備進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合廣州市軌道交通八號(hào)線北延段聚龍站車站現(xiàn)場(chǎng)地下連續(xù)墻施工，對(duì)兩種施工工法的技術(shù)特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)性，施工進(jìn)度，安全文明施工等方面進(jìn)行對(duì)比分析，為類似圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工法選擇提供借鑒。

關(guān)鍵詞：液壓雙輪銑槽機(jī)；沖孔樁機(jī)；地下連續(xù)墻施工

1工程概況

廣州市軌道交通八號(hào)線北延段聚龍車站主要采用明挖順筑法施工，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm、1000mm厚地下連續(xù)墻，基坑安全等級(jí)為一級(jí)。地下連續(xù)墻接頭采用工字鋼。

2工程地質(zhì)

根據(jù)本工程地質(zhì)詳勘報(bào)告顯示，本標(biāo)段施工范圍的地層有新生界第四系層（Q）、古生界二疊系（P1q）、石灰系地層（C2+3ht）。該地區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，地層起伏交錯(cuò)，由上至下主要地層依次為：①雜填土，灰黃色、黃褐色，平均層厚4m；②淤泥質(zhì)土，灰黑色，飽和、軟塑，平均層厚5.7m；③粉質(zhì)粘土，灰黃色、褐黃色，可塑狀，局部含有少量粉細(xì)砂和中粗砂，平均層厚4m；④礫砂、粉細(xì)砂，淺黃色、灰色，飽和、稍密，含少量粘粒、粉粒，層厚2.7m；⑤殘積土，黃褐色、灰黃色、灰白色，硬塑狀，含較多灰?guī)r碎塊、碎屑。分布不連續(xù)，不均勻，平均層厚3m；⑥各類風(fēng)化巖層，炭質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r。

3工程難點(diǎn)

本工程車站東側(cè)附近大量的商鋪，地連墻施工可能會(huì)對(duì)周邊建筑物及地面造成沉降影響，且地質(zhì)中存在大量的溶洞及較堅(jiān)硬的微風(fēng)化巖層，地連墻成槽難度偏大。

4液壓雙輪銑成槽機(jī)及沖孔樁機(jī)介紹

4.1液壓雙輪銑成槽機(jī)組成

液壓雙輪銑的主要工作部位為一個(gè)高12m、重36t帶有液壓和電氣控制系統(tǒng)的鋼制框架，下部裝有3個(gè)液壓馬達(dá)，水平交叉排列，兩邊馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)裝有銑齒的銑輪，負(fù)責(zé)切削并破碎泥土，另外一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泥漿泵，負(fù)責(zé)把破碎的泥土、碎石泵送到地面的泥漿篩分系統(tǒng)。

4.2液壓雙輪銑成槽機(jī)工作原理

液壓雙輪銑槽機(jī)為液壓式操作機(jī)械，工作時(shí)兩個(gè)液壓馬達(dá)帶動(dòng)銑輪低速轉(zhuǎn)動(dòng)（方向相反），切削下面的泥土及巖石，利用切割齒把它們破碎成小塊并向上卷動(dòng)，同時(shí)與槽中穩(wěn)定的泥漿混合，然后由另外的一個(gè)液壓馬達(dá)帶動(dòng)離心泵不斷把土、碎石和泥漿泵送到泥漿分離器，泵送到地表的泥漿經(jīng)過(guò)泥漿分離器處理后，干凈的泥漿再被送回到基坑里，廢棄的泥漿、碎石則作拋棄處理。損失的泥漿由供漿系統(tǒng)補(bǔ)償。

5沖孔樁機(jī)介紹

5.1組成

樁錘、樁架及卷?yè)P(yáng)機(jī)等組成。

5.2沖孔樁機(jī)工作原理

沖孔方法是采用機(jī)身自帶的卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)一定重量的沖擊鉆頭，在設(shè)定的高度內(nèi)使鉆頭提升，然后空放使鉆頭自由降落，利用沖擊動(dòng)能沖擠土層或破碎巖層形成樁孔，再用循環(huán)消夜將鉆渣和巖屑排出。

6 液壓雙輪銑槽機(jī)與沖孔樁機(jī)實(shí)物圖片

7液壓雙輪銑槽機(jī)與沖孔樁機(jī)對(duì)比分析

7.1技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比

7.1.1液壓雙輪銑槽機(jī)特點(diǎn)

（1）對(duì)地層適用范圍廣，通過(guò)更換不同形式的銑刀輪可以滿足不同地層的成槽。

（2）施工效率高，較沖孔樁機(jī)等傳統(tǒng)成槽設(shè)備效率高出多倍，龍其在強(qiáng)度較大的巖層優(yōu)勢(shì)更為突出，本工程地層中有微風(fēng)化巖層，巖層較硬，非常適合本工程的成槽施工。

（3）成槽精度高，孔形規(guī)則（墻體垂直度可控制在3‰以下），銑輪在持續(xù)成槽過(guò)程中可以通過(guò)有電腦顯示屏進(jìn)行跟蹤，容易控制槽段的垂直度，為之后的鋼筋籠下籠提供了方便。

（4）成槽的全過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊和震動(dòng)，高速度，低噪音，且可以貼近建筑物施工。

（5）操作有電腦主動(dòng)記錄并監(jiān)控施工全過(guò)程，同時(shí)保存記錄。

（6）成槽過(guò)程中較少出現(xiàn)塌槽現(xiàn)象。

但是雙輪銑設(shè)備存在一定的局限性：

（7）不適用于存在孤石、較大卵石等地層，此種地層下需爆破配合使用。

（8）雙輪銑在地連續(xù)墻的二期槽段施工中不適宜使用。

（9）對(duì)原有地層中存在的鋼筋等比較敏感。

（10）設(shè)備自重較大對(duì)場(chǎng)地硬化條件要求較傳統(tǒng)設(shè)備高。

7.1.2沖孔樁機(jī)特點(diǎn)

（1）沖孔樁機(jī)作為一種成熟的工藝，其施工機(jī)械安裝簡(jiǎn)單，進(jìn)入場(chǎng)地方便，成孔的速度快，成槽質(zhì)量可靠，在實(shí)際地鐵施工中應(yīng)用較為廣泛。

（2）沖孔樁機(jī)適用于破碎有裂隙的堅(jiān)硬土和大的卵石，在含有較大卵石層成孔效率較高。

（3）沖孔樁機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，鉆進(jìn)深度容易掌控，設(shè)備移動(dòng)方便，機(jī)械故障較少，錘頭容易根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地連墻厚度要求調(diào)整。

（4）沖孔樁機(jī)在沖孔過(guò)程中垂直度控制比較難，錘頭沖孔過(guò)程中，樁繩會(huì)出現(xiàn)搖擺，且沖孔過(guò)程中，操作人員重復(fù)沖孔動(dòng)作容易疲勞和精神不集中，可能會(huì)落錘高度過(guò)高，錘身擺動(dòng)較大，容易在沖孔時(shí)出現(xiàn)擴(kuò)孔，斜孔，歪孔的情況。

（5）根據(jù)本工程的地質(zhì)情況，存在淤泥層，該層屬高壓縮性，低強(qiáng)度土，工程性能不良，本工程在該地層沖槽時(shí)，較易出現(xiàn)塌孔，淤泥層沖孔過(guò)程中，因?yàn)樾纬傻哪酀{比重一般偏大，且攜渣效果不明顯，所以在泥漿循環(huán)過(guò)程中，容易導(dǎo)致泥漿泵堵管；沖孔樁機(jī)在錘擊沖孔時(shí)還有可能遇到孤石，容易造成偏孔或擴(kuò)孔。

7.2經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

（1）雙輪銑槽機(jī)設(shè)備價(jià)格較高，設(shè)備維護(hù)復(fù)雜且費(fèi)用過(guò)高，沖孔樁機(jī)設(shè)備價(jià)格較低，日常維修費(fèi)用較低。

（2）成本上的分析對(duì)比：雙輪銑成槽成本根據(jù)地層不同，約在1000元/m3～1500元/m3，沖孔樁機(jī)成本約在400-600元/m3，雙輪銑是沖孔樁機(jī)施工工藝的1.5倍～2倍，在軟弱地層沒(méi)有上風(fēng)，但在連續(xù)墻深度大、精度要求高、巖性較硬的地層，方顯上風(fēng)。

（3）沖孔樁機(jī)在沖孔過(guò)程中容易造成擴(kuò)孔且在深度方面控制不太精準(zhǔn)，雙輪銑槽機(jī)成槽孔形規(guī)則且深度有電腦精準(zhǔn)控制，在混凝土澆筑時(shí)，沖孔樁機(jī)的成槽澆筑的混凝土容易超方，用在混凝土方面的成本會(huì)高于雙輪銑。

7.3施工進(jìn)度對(duì)比

（1）雙輪銑設(shè)備施工進(jìn)度與傳統(tǒng)沖孔樁機(jī)在土層、砂層等軟弱地層中上風(fēng)并不十分顯明，雙輪銑成槽速度在此種地層中效率在20m3/h～30m3/h。一旦進(jìn)入巖段，雙輪銑就顯出其上風(fēng)，在巖層段選擇合適刀具，在中風(fēng)化巖層中（60MPa以下），施工效率可達(dá)10m3/h，在微風(fēng)巖層（60MPa～120MPa）中可達(dá)1m3/h～2m3/h。在此種地層中沖孔樁機(jī)的沖孔速度在中風(fēng)化巖層中約每臺(tái)班4m～6m，效率在0.3m3/h～0.5m3/h，若在微風(fēng)化地層中鉆進(jìn)就非常困難，每臺(tái)班進(jìn)尺僅能維持在幾十公分上下，效率極低。

（2）根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況及實(shí)際施工情況，雙輪銑大約需要3-5天可以完成一幅槽段，沖孔樁機(jī)大約需要7-10天完成一幅槽段。

7.4安全文明施工方面對(duì)比

（1）液壓雙輪銑槽機(jī)，工作時(shí)比較安靜，污染少，噪音小，震動(dòng)小，泥漿循環(huán)利用率高。

（2）沖孔樁機(jī)因其工作原理，會(huì)在施工過(guò)程中產(chǎn)生高達(dá)100分貝以上的噪音，特別是使用時(shí)間已久的樁機(jī)，產(chǎn)生的噪音更大，雖然這些噪音是間歇性的，但是對(duì)周邊生活的人會(huì)產(chǎn)生較大的生理?yè)p害，嚴(yán)重影響周邊居民的生活和學(xué)習(xí)，甚至?xí)鹬苓吶罕姷耐对V，且不適宜在夜間進(jìn)行沖孔施工。

（3）本工程?hào)|側(cè)有大量的建筑物，安全性要求較高，若采用沖孔樁機(jī)施工，會(huì)存在文明施工難以管理的局面，而且沖孔樁機(jī)沖孔容易引起周邊建筑物及地面發(fā)生沉降，所以在工程?hào)|側(cè)采用雙輪銑沖槽較沖孔樁機(jī)好。

8結(jié)論

（1）液壓雙輪銑槽機(jī)在硬巖地下連續(xù)墻施工中的應(yīng)用，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多個(gè)城市的地鐵站施工中已被證明非常有效。

（2）在傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)成孔施工中，沖孔樁施工作為一種相對(duì)成熟的施工工藝，因其經(jīng)濟(jì)性及安全性在國(guó)內(nèi)被廣泛應(yīng)用。

（3）綜上所述，液壓雙輪銑槽機(jī)作為一種新型的地下連續(xù)墻成槽設(shè)備，不僅適應(yīng)強(qiáng)、在硬巖地層中施工進(jìn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)施工工藝， 其成槽速度及垂直精度方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他設(shè)備。同時(shí)，施工噪音低有效降低對(duì)環(huán)境的影響，雙輪銑今后將成為地下工程的中堅(jiān)力量。

參考文獻(xiàn)

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