摘要：廣州地鐵二號線洛溪站鄰近洛溪新城居民小區，由于周遍房屋住宅密集，經過評估，是廣州地鐵建設的最大風險點之一。為了基坑施工對房屋地基土變形及擾動減小至最低限度，車站基坑圍護結構選用1.2m厚地下連續墻施工（廣州地鐵首次設計使用）。本文主要介紹使用BC30液壓銑槽機施工1.2m厚地下連續墻技術應用，通過地鐵洛溪站工程實例介紹銑槽機成槽原理、特點和優點，并結合基坑開挖后圍護墻的使用狀況對此項施工技術提出改進建議。
　　關鍵詞：銑槽機；連續墻；改進建議
　　1、工程概況
　　洛溪站位于廣州番禺區洛溪島新浦路，車站基坑長164m，底板埋深25m，車站圍護結構采用1.2m厚連續墻，深度達29-30m。洛溪站周邊房屋住宅密集，且離基坑近，與周邊建筑物最小距離只有1.7m,圍護支撐采用4道混凝土支撐+1道鋼支撐。地下連續墻嵌固深度為進入基坑底2.5m～5.5m，最大槽深約30.0m，最大墻幅為6.5m，共88個槽段（連續墻中心線周長381.4m）。其中，Ⅰ序槽（分別為“一”“Z”“L”型槽）44幅，長度6.5～2.4m；Ⅱ序槽44幅，長度2.8m。地下連續墻槽段間接頭采用切削相接的形式連接。經過現場勘察，現有建筑物基礎樁采用樁長約16-20mφ480錘擊式沉管灌注樁和φ400預制管樁，淺于基坑深度。
　　本工程地層情況為第四系、白堊紀紅層泥質粉砂巖，地面以下0～3m為人工填土層；2.0～12m淤泥層；7.2～20.5m為粉細砂層；16.5～20.5m為全風化巖層；17.5～29.0m為強風化巖層；19.0～30.0m為中風化巖層；20.5～30.0m為微風化巖層。其中連續墻進入微風化巖層最深的約12m。單軸最大抗壓強度為38Mpa，平均抗壓強度20-25Mpa。車站南端離珠江不足300m，地下水與珠江水系聯系密切。
　　2 基坑圍護選型及其工程特點
　　2.1地鐵洛溪站車站圍護結構選型及其工程特點主要體現在以下幾個方面：
　　1) 車站地質：洛溪站底板埋深為24~25.6m，連續墻槽最深為30m。由于淤泥和砂層總厚度達14~17m，而且離珠江不足300m，地下水與珠江水系聯系密切，含水豐富，基坑圍護施工地質情況很差。地層情況為地面下1m起即為厚度大于15m砂層，砂層以下即為硬度約25-45MPa的中、微風化巖石。圍護墻基底嵌巖深度分別為2.5m、3.5m、5.5m。其中，北端比南端微風化巖面高，北端連續墻嵌巖8～12m。
　　2) 車站周邊環境：車站基坑周邊建筑物密集，最近處距基坑邊不足2m。現有建筑物以多層框架為主，基礎樁采用樁長約16-20mφ480錘擊式沉管灌注樁和φ400預制管樁，樁臺多為一樁或二樁臺，樁尖置于全風化層或強風化層的摩擦端承樁（淺于基坑深度），而且地下15m以內基本上為砂層，基坑施工時失水會導致周邊地層沉降，從而使房屋基礎產生負摩阻力，引起房屋基礎及整體的沉降，嚴重時會使房屋產生裂縫，影響房屋的正常使用。因此圍護墻成槽質量和實體質量的施工對周邊建筑物的影響很大。
　　3) 基坑設計控制：由于周遍房屋住宅密集，基坑施工要求對房屋地基土變形及擾動減小至最低限度。本基坑的安全等級為一級，位移要求值嚴格不能超過30mm，實際設計限定最大位移20mm。因此根據本基坑開挖深度，基坑四周對擋土防水結構的嚴格要求，并在設計計算時考慮周圍房屋基礎的荷載，確定采用1.2m厚的連續墻以滿足配置縱向受彎鋼筋和保證一級安全等級的位移要求的最小剛度。
　　2.2用傳統的“沖孔抓槽”工藝施工洛溪站主體圍護結構采用1.2m厚地下連續墻，受抓槽機械限制，難于施工大于1m厚以上的地下連續墻；洛溪站狹窄的施工場地無法滿足傳統的“沖孔抓槽”工藝鉆機擺放、泥漿池、棄渣池等布設。傳統的“沖孔抓槽”工藝也不適應洛溪站的地質條件和周邊環境。故經比選，確定使用德國寶峨BC30液壓銑槽機成槽施工連續墻。
　　3 BC30雙輪銑槽機的成槽原理
　　3.1 BC30雙輪銑槽機主要技術參數表：
　　

　　3.2 銑槽機工作原理
　　銑槽機工作原理：銑刀架是一個高15m、重30t帶有液壓和電氣控制系統的鋼制框架，下部安裝3個液壓馬達，水平向排列，兩邊馬達分別驅動兩個裝有銑齒的銑輪。銑槽時，兩個銑輪低速轉動，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達驅動泥漿泵，通過銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿混合物排到地面泥漿站進行集中除砂處理、然后將凈化后的泥漿返回槽段內,如此往復循環,直至終孔成槽。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　圖1銑槽機示意圖                                                        圖2槽段劃分示意圖                                                 圖3銑輪工作原理示意
　　4 施工介紹
　　與傳統的“沖孔抓槽”工藝施工地下連續墻相似，使用BC30液壓銑槽機施工1.2m厚地下連續墻技術工藝大體分為導墻施工-泥漿制作-成槽-鋼筋網制作及安裝-清槽-水下混凝土澆注。由于成槽設備不同，銑槽機施工1.2m厚地下連續墻有其特別之處。
　　4.1連續墻槽段劃分
　　1) 連續墻槽段劃分考慮一般因素有：成槽的地質條件、地連墻圍護受力、鋼筋網起吊、“開塞”砼灌注條件等確定標準單元槽段長度。但是本工程成槽機械刀架的長度2.8m的特點是槽段劃分的決定因素。
　　2) 本工程使用的雙輪銑槽機一次洗槽寬度為2.8米，連續墻分為Ⅰ序槽和Ⅱ序槽。其中，Ⅰ序槽長度一般為5.9～6.5m，每槽分三刀成槽，即先銑左右再銑中間；左右兩刀長度各為2.8m，為了兩個銑輪受力均衡，保證成槽的垂直度，中間一刀長度不大于1.5m；連續墻的轉角槽段，包括“L”型和“Z”字型均設為Ⅰ序槽。見圖4。
　　3) Ⅱ序槽長2.8m，一刀成槽。
　　4.2Ⅰ、Ⅱ序槽段接頭處理：Ⅱ序槽是在左右兩個Ⅰ序槽砼達到一定強度后進行成槽的，成槽時銑輪在Ⅰ序槽的接觸面上銑切出20cm厚的新鮮砼接觸面，從而確保了Ⅰ、Ⅱ序槽砼的緊密結合。見圖5。
　　
　　圖4Ⅰ序槽三刀成槽示意圖圖5接頭施工示意圖
　　4.3成槽質量控制主要從銑槽機開槽定位控制、垂直度控制和成槽速度控制三方面控制。
　　1) 銑槽機開槽定位控制：在銑槽機放入導墻前，先將銑槽機的銑輪齒最外邊對準導墻頂的槽段施工放樣線，銑輪兩側平行連續墻導墻面，待銑輪垂直放入導墻槽中再用液壓固定架固定銑槽機導向架，固定架固定在導墻頂，確保銑刀架上部不產生偏移，保證銑槽垂直。
　　2) 垂直度控制及糾偏：電腦控制成槽的垂直度，始終保證成槽的垂直度在設計及有關規范內，如有超出垂直度偏差的，回填石渣或C10低標號的砼至超出垂直度槽深的上部1.0m，再重新銑槽直至將其修正在連續墻設計垂直度允許范圍之內。曾經在洛溪站因一幅連續墻槽段傾斜過大，造成鋼筋籠無法放下，原因是銑槽機垂直度控制的儀器儀表失靈造成人為控制出現誤差。
　　3) 成槽速度控制：為保證成槽的垂直度，在開槽及銑槽機導向架深度內，控制進尺稍慢，保證開槽的垂直度，在進入巖層時為防止同一銑刀范圍內巖層高差較大，兩邊銑輪受力不同容易出現偏斜，更要控制好進尺，盡量控制進尺偏慢，保證成槽垂直度在設計及有關規范允許范圍內。
　　4.4使用BC30液壓銑槽機施工1.2m厚地下連續墻特點是成槽與清槽同時進行，邊成槽邊清槽。銑槽完畢后，用銑槽機的反循環系統清除沉積槽底沉碴，提高成墻質量。
　　4.5洛溪站使用BC30液壓銑槽機完成88個槽段地下連續墻，統計分析得出三組數據值得后續工程借鑒。
　　1) 88個槽段共澆筑混凝土13000m3，混凝土充盈系數為1.05，說明槽孔垂直度和平整度較好。而地鐵南浦站采用傳統的施工工藝連續墻砼充盈系數達到1.17左右。
　　2) 洛溪站1.2m厚連續墻26m深代表性槽段為例，地面下1m起即為約15m砂層，砂層以下即為約10m硬度約25-45MPa的中、微風化巖石。銑槽施工每刀只需連續銑槽8小時即可完成，一個6.8m的Ⅰ序槽只需三刀即可完成，需時24小時；若采用“沖孔抓槽”工藝粗略估算6m長的槽段3個端頭孔沖孔需3天，按10m的修巖深度，需使用3-4天時間方可完成槽底修整，需時7天以上方可完成。
　　3) BC30液壓銑槽機銑削刀齒可分為羊角齒、平齒和錐齒，施工時可根據不同的地層選用。本工程銑槽機實際選用平齒刀，經過統計分析得出平齒刀進尺參數表。
　
　　5 銑槽機施工連續墻的優點
　　與傳統的“沖孔抓槽”成槽工藝相比，銑槽機銑削成槽施工工藝具有以下優點：
　　1) 施工效率高，尤其適應在全強中風化巖層，比常規的“沖孔抓槽”成槽施工工藝快2～3倍。
　　2) 成槽精度高。如29m長的鋼筋網可以一次下放到底，不存在任何障礙，砼澆筑充盈系數為1.05左右，說明槽孔垂直度和平整度較好。
　　3) 清孔質量好、速度快。采用反循環泥漿只需半個小時清孔，使得砼澆筑時間大大縮短。“L”型和“Z”字型槽可正反循環交替清孔。
　　4) 泥漿損失少，循環利用率高。
　　5) 文明施工能較好地控制，環境污染小，全過程無較大的沖擊和震動，特別適合市內基坑圍護施工。
　　6 銑槽機成槽改進建議
　　6.1使用BC30液壓銑槽機在全強中風化巖層（45Mpa以內），銑削工效高，成槽質量好，清槽速度快，精度高；但在弱風化巖層中（80Mpa以上），適應性較差，進尺慢。
　　6.2基坑圍護墻使用狀況統計表明，局部槽段接縫不嚴且漏水點較多，在連續墻內側接縫處形成寬3～10cm，深5～10cm小縫。改進建議為：在Ⅱ序槽段成槽結束后應對接頭進行清理，在下鋼筋籠前使用帶鋼刷的沖槽清理接頭；漏水點需要及時采用縫前灌漿堵漏處理，消除圍護止水隱患；Ⅱ序槽混凝土摻入10-16%膨脹劑，減小Ⅱ序槽混凝土的收縮變形。
　　6.3本工程使用的銑削搭接（0.2m）的接頭方法，按連續墻的垂直度的規范偏差要求，此種接頭處理建議在槽深40m以內使用。否則，調整銑削搭接長度。
　　6.4為保證導向架的固定和連續墻的垂直度，建議改進垂直度監測測量控制好導墻的深度最好能達到2.6m處范圍。另外，Ⅱ序槽施工前應把Ⅰ序槽地面以下2.6m深范圍內凸出的砼面修平，以免銑槽機施工時影響連續墻的垂直度。
　　6.5對Ⅱ序槽銑削Ⅰ序槽20cm厚的砼應控制好銑削的時間，最好是在Ⅰ序槽澆灌完砼后5天左右進行銑削；同樣因槽段垂直度問題致使鋼筋籠沒法下到底而采用砼充填的槽段也應考慮在砼澆灌后5天左右進行銑削比較適宜。
　　7 結束語
　　由于銑槽機施工1.2m厚地下連續墻的施工質量有保證，文明施工容易控制，尤其適用于周圍建筑物比較密集的地方。因此，銑槽機作為先進的連續墻成槽設備值得在城市的深基坑工程中推廣應用。