做好挖槽工作是提高地下连续墙施工效率及保证工程质量的关键

1、做好挖槽工作是提高地下连续墙施工效率及保证工程质量的关键成梢工艺是地下连续墙中最重要的工序，常常要最少占到梢两段施工工期一半以上，因此做好挖梢的是提高地下连续墙施工效率及保证工程质量工作关键。随着对施工运行效率要求的不断提高，新设备不断出现，新的工法也在不断发展。目前国内外广泛采用的先进高效的地下连续墙成梢（孔）机械主要有抓斗式成梢机、液压铳梢机、多头钻（亦称为垂直多轴回转式成梢机）和旋挖式桩孔钻机等，其中，应用最广的要抓得属制动器抓斗式成梢机。1 、抓斗式成梢方法抓斗式成梢机已成为目前国内地下连续墙成梢的主力设备，已拥有百多台（多数为进口设备）。水吉镇挖梢机以履带式起重机来悬挂水吉镇，抓斗通

2、常是蚌（蛤）式的，根据抓斗的抓斗机械结构特点分为切割机抓斗、液压导板抓斗、导杆式抓斗和混合式抓斗。抓斗以其斗齿切削土体，炼钢下的土体斗收容在斗体内，从梢段内所提出后开斗卸土，如此峭腹进行挖土成梢。该成梢工法在建筑、地铁等金融行业中应用极广，北京、上海、天津、广州等大城市的地下连续墙多采用这种工艺。如北京阿依达、上海金茂大厦、天津鸿吉大厦、苏州新街口地铁车站、上海环球金融中心等工程地底下的地下连续墙均采用的是抓斗法施工工艺。使用抓斗成梢，可以单抓成梢，也可以多抓成梢，梢段幅长一般为3.87.2m。单抓成梢，即一次抓取一个梢幅画；多抓成梢，每个梢幅由三抓或出水口多抓形成。通常单序科缘抓的长度等于抓

3、斗的最大开度（2.4m左右），双序扒的长度小于直径抓斗最大开度。适用环境：地层适应性广，如N<40的粘性土、砂性土及砾卵石土等。除大块的漂卵石、基岩外，一般的覆盖层均可。优点：低噪音低振动；抓斗挖梢能力强，施工高效；除中晚期的蚌式抓斗索式导板抓斗外多设有测斜及纠偏装置（如纠偏液压推板）随时调控措施成梢垂直度，成梢精度较高（1/300或更小）。缺点：掘进浅层及遇硬层时受限，降低成梢工效。需配合其它算法一道使用。设备：钢丝绳抓斗一如意大利的土力（SOILMEC和卡沙特兰地（Casagrande）公司、德国的宝峨（BAUER、LEFFE序口WIRT心司、日本真砂（MASAG隹司目前均生产各型的

4、钢丝绳抓斗；液压导板抓斗一如德国宝峨（BAUER公司生产的DH3口GB两种类型，日本真砂（MASAGO公司生产的MHLLMEH（为超大型，最大闭斗力高达1725kN,可在砂卵石地基开挖深达150mffl厚大3.0m的地下墙）型，利伯创维公司生产的HSW航斗；导杆式抓斗一如法国的KELLY意大利的KRCF日本的CONg歹U;混合式液压抓斗一如意大利土力（SOILMEC公司的BH-7/12等和MAIT公司的HR160M斗。2 、冲击式躲到成梢方法世界上最早出现的地下连续墙是用冲击工法（如意大利的依克斯（ICOS）法一冲击钻进、正循环出渣）建成的，我国也是这样。随着施工技术水平的不断降低，冲击钻进工

5、法不再占主导地位。不过如将其与现代施工技术融为一体和设备相结合，冲击钻进工法仍然有不可忽视的优点。国内封闭式冲击钻进成梢工法主要有冲击钻进式（钻劈法）和冲击反循环式（钻吸法）。冲击钻进法采用的是冲击破碎和抽筒掏渣（即泥浆不循环）的工法，即冲击钻机利用钢丝绳悬吊冲击钻头进行往复提升和下落运动，依靠其自身的重量无数次反复冲击破碎岩石，然后用一只带有活底的收渣筒将破碎下来的土渣石屑格鲁济克取出而成孔。一般先钻进主孔，后劈打副孔，主副孔相连成为一个梢孔。冲击反循环式是以冲击反循环钻机替代冲击钻机，在锥形套筒式钻头中心设置排渣管（或用反循环砂石泵）抽吸含钻渣的泥浆，经净化后回至梢孔，使得排渣效率大大提高

6、，泥浆中钻渣减少后，效能钻头冲击破碎的效率也大为提高，梢孔开凿既可以用平打法，也可分主副孔施工。这种冲击反循环钻机的钻吸法工效大大高于老式冲击钻机的某些钻劈法。适用环境：在各种土、砂层、砾石、卵石、漂石、软岩、硬岩中都能使用，特别适用于投合漂石、孤石等非常复杂地层施工，在此类地层中其施工成本要远低于抓斗式成梢机和液压铳梢机。是国内水利部门在防渗墙施工中水利厅仍在使用的一种方法。优点：施工机械简单，操作简便，成本低，不失为一种经济适用型工艺。缺点：成梢效率低，成梢质量较差。主要机型：冲击钻机主要有YK理、CZ-22和CZ-30型，冲击反循环钻机首要有CZF系列、CJF系列、CIS-58等。在我国

7、，冲击式钻机用于地下连续墙施工已有五十多年的历史了，冲击反循环钻机船用成墙深度最大达101m（四川冶勒水电站），在长江三峡和润扬长江大桥等嵌岩地下连续墙中也发挥了重要作用。3 、回转式成梢方法回转式成梢机根据回转轴的方向分垂直回转式与水平回转式。（1）垂直回转式垂直式分垂直单轴回转起重机（也称单头钻）和垂直多轴回转钻机（也称多头钻）。单头钻主要用来钻导孔，多头钻多用挖梢。a,单头钻单头钻机多采用反循环钻进工艺，在细颗粒地层也可采用正循环出渣。由于钻进中会遇到从软土到基岩的各种，一般均配备多种钻头以适应钻进的需要。单轴回转钻机主要包括有：法国的CIS-60、CIS-61、德国的B"口我

8、国的GJDGPSG第还有一种是泥浆不循环的旋挖钻进工法，其工作原理是机器施加强大的动力（扭矩）使钻头、振动沉管、摇管、全套管等在回转过程中切削破碎岩（土）体，再用旋挖斗、螺旋钻、冲抓斗等设备直接挖土至孔外。主要机型有：意大利索列旦斯公司的CIS-71型、意大利的KCC1和MR-2型、日本的KPC-1200和我国的GJD-1500等。旋挖钻进工法中比较先进的是一种全回转式全套管钻进工法，其特点地质是可以在非常易碎的地质条件下（即使是抗压强度大于250MPOI勺岩石）成功进行连续套管切割并薄片确保钻进速度。主要型飞机有德国的RDMS和日本的RT型（上海基础公司2006年引进RT-200AIII型全

9、回转全套管钻机，用于外滩十六铺地区综合改造施工进度工程中施工穿越江边深厚抛石层的地下连续墙的清障处理，效果较好），其在地下连续墙领域的应用有待进一步挖掘潜力。b.多头钻多头回转钻是利用两个或多个潜水电机，通过传动装置带动钻机下的多个钻头旋转，等钻速对称切削土层，用泵吸反循环的方式排渣进入振动筛，较大砂石、块状泥团由振动筛排出，较细颗粒随泥浆回流沉淀池，通过旋流器多次分离处理排除，清洁泥浆再供循环使用。多头钻一次下钻挖成的幅段称为削段，几个掘削段构成一个单元梢段。适用环境：NK30的粘性土、砂性土等不太坚硬的细颗粒地层。深度可达40m左右。优点：施工时无振动无噪音，可连续成功进行挖梢和排渣，不需

10、要反复提钻，施工效率高，施工质量较好，垂直度可控制在1/2001/300之间。在上世纪80年代前期应用较多，是一种较受欢迎的施工技术手段。缺点：在挡板砾石卵石层中及遇障碍物时成梢适应性每况愈下。设备：主要机型有日本的BW系列(目前国外仅此一家生产，BWN型最深挖深已达130m墙厚达1.5m)、我国的SF型(上海基础公司上世纪70年代后期申请专利，SF-60/SF-80)和ZLQ等。多头钻近年来已备受挑战，逐渐为钻机抓斗及水平多轴回转钻井(铳梢机)所替代，但对于土砂等细颗粒地层仍有其市场。c.水平回转式一铳梢机水平多轴滚轮钻机，即便只有两个轴(轮)，也被称作双轮铳成梢机。根据动力源的不同，可分为

11、电动和轴承两种机型。铳梢机是目前国内外最的地下连续墙成梢机械，最大成梢深度可达150m一次成梢厚度在800mm2800mm间。优点：(a) 对地层适应性强，淤泥、砂、砾石、卵石、中等硬度岩石等均可掘削，配上特制的滚轮铳刀还可钻进抗压强度为200Mp驻右的坚硬岩石；(b) 施工效率高，掘进速度快，一般沉积层可达2040m3/h(较之抓斗法高23倍)，中等硬度的岩石也能达近12m3/h。(c) 成梢精度高，利用电子测斜浮动装置和导向调节系统、可调角度的鼓轮旋铳器，可使垂直度高达1%02%0。(d) 成梢深度大，一般可达60m,特制型号可达150m(e)能直接切割混凝土，在一、二序梢的连接中不需专门

12、机构的连接件，也不需采取特殊封堵措施就能形成良好的墙体接头；设备自动化程度高，运转灵活，操作方便。以电子指示仪监控全施工过程，自动记录和保存测斜资料，在施工完毕后还可全部打印作工程资料；(g)低噪音、低振动，可以贴近建筑物施工局限性:（a）设备价格昂贵、维护成本高；（b）头晕用于存在孤石、较大卵石等地层，需配合使用冲击钻进工法或爆破。（c）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。铳梢机性能优越，在发达国家也已普遍采用，受施工成本、设备数量限制（我国自从1997年长江三峡工程引进首台后，至今社会保有量约10台不到），目前还未在国内全面推广。日本利用铳梢机完成了大量超深基础工程，最深已

13、达150m厚度达2.83.2m,试验开挖广度已达170m国内铳梢机已成功施工了三峡工程、深圳地铁车站（嵌微风化岩地墙）、南京紫峰大厦、上海500kV世博变电站等多个工程。设备：液压阀有德国宝峨（BAUER公司的BC型（在我国市场占有量较大）、法国的HF型、意大利卡将沙特兰地（Casagrande）公司的K3和HM悝、日本的TBW型等；电动式有日本利根公司的EMEM观等。（1）铳梢机工作原理设备主要由三部分组成：起重设备（履带吊）、铳梢机（铳刀架，12m高）、泥浆制备及筛分系统等。其工作原理是：以动力驱使安装在机架上才的上均两个鼓轮（也称铳轮）向相互反向旋转来削掘岩（土）并破碎成小块，利用机架自

14、身配置的泵吸反循环系统将钻掘出的土岩渣固体与泥浆混合物通过铳轮中间的吸砂口抽吸出排到地面专用除砂设备进行集中处理，将泥土和岩石碎块从泥浆中分离，净化后的泥浆重新抽回梢中循环使用，如此往复，直至终孔成梢。图11-17所示为液压双轮铳工作苞葬原理图。铳轮刀可根据不同地层相应选配，其形式主要就有三类：标准炭化鸨刀齿（平齿）、合金镶鸨钢头的锥形刀齿（锥齿）和配滚动式钻头的轮状削掘齿（滚齿），分别适用范围于最大抗压强度为60MPa140Mp破250MPOI勺岩石挖掘。（2）单元梢段划分原则与刀法设计根据铳梢机的成梢特点，以BC型为例，两个铳轮张开最大之时（称1个满刀）铳削头长度为2.8m,闭合刀白范围在

15、0.81.6m间。当开挖土（岩）体为以下两种情况时为铳梢机的适宜工作环境：a、预开挖土体两侧均未开挖，此时预开挖土（岩）体尺寸B=2.8m（1个满刀）；b、预开挖土（岩）体两侧均已开挖，此时铳销机预开挖甑（岩）体尺寸B须在8001600（一个闭合刀）之间，且成梢施工时应尽量使铳轮展示中心木与土（岩）体中心吻合，避免由于偏心而使到成梢施工时铳轮产生水平偏移，从而保证铳削效果。由于铳梢机对预开挖土体的特殊要求，相应对单元梢段尺寸划分提出了一定要求，由下标准刀法大样图可技术标准看出，考虑适当的预挖区搭接长度，单元梢段划分长度在2.85.6m比较合适。通常一序梢（先施工梢段）以三刀成梢，梢段划分长度较

16、长，二序梢（后施工梢段）以一刀成梢，梢段划分长度较短，时常一序梢也可以一剑一刀成梢。（3）铳接头铳梢机成梢段之间的连接有第一种比较有特色的方法，称为“铳接法”，如图11-21所示。即在进行一序梢段开挖前会，超出梢段接缝中心线10cm25cm二序梢段开挖时，在两个一序梢段中间下入铳机则梢机，铳掉一序梢段超出部分的混凝土以形成锯齿形搭接，构成新鲜的混凝土接触面，然后浇筑二序梢混凝土。由于有切削齿的打毛作用，使得二序钢管梢混凝土可以很好地与一序梢混凝土现代科技，密水性能好，形成了一种较为理想的连续墙接头形式，称为“铳接头”（或套铳接头）。铳梢机切削第一期形成的一期混凝土表面如图11-22所示。铳接头

17、施工工艺简单，方法成熟，出现事故的几率极低。在国内外大型地下连续墙项目中得到了广泛的采用。铳接法还有一个显著的就是省去了接头管（箱）吊放及顶拔环节，避免了接头管拔断或埋管的风险。对于超深地下连续墙的施工可以说是三和土一个利好因素。由于铳梢机对预开挖土体的特殊要求，相应对单元梢段尺寸划分提出了一定要求，由下标准刀法大样图可看出，考虑适当的预挖区搭接长度，单元梢段划分长度在2.85.6m比较合适。通常一序梢（先施工梢段）以三刀成梢，梢一段划分长度较长，二序梢（后施工梢段）以一刀成梢，圆管段划分长度较短，有时一序梢也可以一刀成梢。（3）铳接头铳梢机成梢梢段之间的连接有一种比较有特色的方法，称为“铳接法”，如图11-21所示。即在进行一序梢段开挖之时，超出梢段接缝由西向东10cm25cm二序梢段开挖时，在两个一序梢段中间下入铳