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《廣東土木與建筑雜志》2014年第七期

1施工方法的選擇

鑒于本項目的特殊情況，施工過程必須嚴格控制以下幾項重要指標：①地鐵隧道結構絕對沉降量及水平位移≤20mm；②施工對地鐵隧道外壁產生的附加荷載≤20kPa；③施工產生的震動峰值≤25mms；④連續墻的尺寸及位置，包括槽段長度允許偏差±2%，厚度允許偏差1.5%～-1.0%，垂直度允許偏差±1150，墻頂中心線偏差≤30mm。目前國內對于地下連續墻的常用施工方法及設備主要有以下幾種：⑴抓斗法：施工時有一定的沖擊荷載，適用于較松軟的土質，施工精度較好，土層N≥30kPa時成槽速度顯著下降，N≥40kPa時難以掘進，不適用于基巖施工。⑵沖擊法：施工時依靠沖擊力破碎地基土，沖擊荷載大，震動大，結構簡單，適用于各種土質的挖掘，但施工速度較其他方式慢，施工精度相對較低。⑶多頭鉆：挖槽時對槽壁擾動少，無噪聲，施工文明，鉆進速度取決于土層堅硬程度，而對于軟土層則主要取決于排泥速度，一般不適用于基巖。⑷銑槽法：通過液壓系統驅動下部兩個輪軸轉動，水平切削破碎巖層，并采用泥漿反循環出碴進行成槽，如圖3。我國于1996年首次從國外引進了銑槽機用于長江三峽二期圍堰防滲墻的施工［1］，該方法自動化程度高，工藝先進，挖槽時對槽壁擾動少，施工精度高，在硬巖中的施工效率高，適應各種地質條件，施工速度相對其他方式快，但施工成本較高，在國內尚未普及。根據各類施工方法的優缺點以及本工程的特點，確定采用銑槽機法進行成槽施工，銑槽機采用德國產BC-36型雙輪液壓銑槽機，裝備質量168t，主機發動機功率604kW，銑削最大深度80m，銑輪最大扭矩81kN•m，在較硬巖層中掘進速度約15~20cmmin，配備BE500型泥漿凈化系統，可滿足本工程的需要。

2施工工藝

銑槽法施工工藝流程如圖4所示。

2.1施工場地處理本工程BC-36銑槽機機身主要部件裝配完成后的自重接近170t，對施工作業場地和行走路線的地面要求高。根據以往的施工經驗，銑槽機的施工作業平臺必須采用鋼筋混凝土進行硬化處理，同時還要保持一定的平整度，方可保證機械在行走和作業期間的安全穩定以及場地路面的完好。根據施工計算校核結果，本工程銑槽機作業平臺采用250mm厚C20鋼筋混凝土硬化處理，鋪設單層f12@200×200鋼筋網片與導墻鋼筋相連，地面找坡由場地中間流向連續墻槽段或排水溝，坡度不大于1%。

2.2銑削成槽施工⑴槽段劃分銑槽法施工除應根據傳統方法將槽劃分為Ⅰ、Ⅱ期槽外，在槽段寬度劃分上還必須根據銑槽機銑輪刀架尺寸進行調整。本工程銑槽機刀架寬度為2.8m，根據其模數，按長短標準槽對連續墻槽段進行劃分，短距槽寬度2.8m，采用一刀成槽；寬距槽根據情況設計寬度為5m（兩刀）或6m（三刀）。采用三刀施工時，先施工槽段的兩端（即主孔部分），再施工槽段中間的剩余部分，如圖5。⑵銑削成槽銑削成槽施工應根據不同地質情況采用不同的銑齒，在土層和軟質巖中可采用標準銑齒，在硬質巖層中應采用硬巖銑齒，如圖6。在銑削過程中，同步注入配置好的泥漿，泥漿裹挾渣土通過反循環系統到達地面，并經過渣土分離系統分理處巖屑碎石，泥漿進入泥漿池凈化后循環利用，如圖7。銑槽機不斷掘進到達設計深度后，一孔（或一刀）地掘進完成。⑶銑削成槽精度控制施工過程中的精度控制主要是對成槽過程中的垂直度和深度的監控，本工程特別注意對垂直度偏差的控制。傳統方法中，對于垂直度的控制主要通過導墻初始定位，加上成槽過程中定期用直尺測量鋼纜在孔口處偏離槽孔中心的距離來計算孔底的偏距和偏斜率，但人工監控誤差大、效率低。銑槽機本身安裝有精確的觀測系統，能夠通過自身在刀架上裝備的全自動電腦糾偏系統和測量系統來進行實時監控并調整施工過程中可能出現的偏差，從而確保連續墻墻體的垂直度和深度。通過實際施工觀測，本工程連續墻垂直度偏差僅3‰，滿足施工要求。⑷非標準槽段的處理由于銑槽機成槽的特點，施工中必須保證銑機刀架兩側受力的均勻性，以確保成槽的垂直度。本工程中2.8m、5m、6m寬槽段為標準槽段，施工中可確保刀架兩側的受力均勻，但由于場地的限制，在槽段劃分中難免存在少量非標準槽段，可能會存在銑輪刀架兩側受力不均的情況，導致銑削成槽過程中發生刀架偏移，從而影響成槽的垂直度。針對本項目我們研發了一種簡易的機架定位平衡裝置［3］（如圖8），通過將兩件該裝置分別安裝在刀架的上下部位，利用已施工完成的槽段或原有土體進行支撐，以保持刀架兩側的受力均勻，如圖9。

2.3接頭處理傳統施工方法中，Ⅰ、Ⅱ期槽段接頭位通常采用接頭管或工字鋼的方法，采用接頭管施工時間長，勞動強度高，質量難保證；采用工字鋼接頭鋼材用量大，鋼板焊接面積大，導致工字鋼易變形，且焊接工序時間長；上海近年開始采用一種橡膠接頭［2］，但其用于連續墻永久結構時的耐久性未得到證實。根據銑槽機的特點，本工程采用一種特殊的套銑接頭施工方法（如圖10），其原理是在Ⅰ期槽施工時預先加大槽段的澆筑寬度，一般情況下每側加寬約300mm，然后在施工Ⅱ期槽段時利用銑槽機將加寬部位的混凝土銑削掉，形成一個粗糙的混凝土接觸面，使得兩期槽段混凝土能充分有效地咬合在一起，確保接頭的強度和止水效果。應注意的是，在Ⅱ期槽段銑削成槽后，下放鋼筋籠前，還應對Ⅰ期槽段槽壁進行清理，以保證兩期槽段混凝土連接的質量。本工程采用特制的刷壁器對Ⅰ期槽進行清理，刷壁器采用5mm鋼板焊接，為梯形形式，兩側各采用鋼板加固一層用鋼絲繩切割制成的鋼絲刷。刷壁時，使用吊車吊穩刷壁器貼近槽段側壁上下刷動，直至鋼絲刷上不再出現泥皮后，再進行后繼工序的施工。為確保接頭位的止水效果，本工程采取了在接頭位加設一條旋噴樁的措施。在后期的土方開挖中證實，該種接頭方法效果良好。

3結束語

銑槽法作為一種先進的地下連續墻成槽施工方法，雖然造價較高，但其適用范圍廣，在周邊環境要求高、地質條件復雜的條件下，其優越性尤為明顯。本工程共70個槽段，全部位于地鐵隧道兩側，采用1臺銑槽機進行施工，施工時間為6個月，經檢測，Ⅰ類槽段比例達到90%，且無Ⅲ類以下槽段；施工過程未收到地鐵任何報警，施工過程中經第三方監測，地鐵隧道各項變形指標均在安全范圍內，而現有其它施工方法均無法達到此種效果。

作者：蔣明曦單位：廣州機施建設集團有限公司