摘要：廣州城區軟巖巖層主要為泥質砂巖或泥質粉砂巖，在該巖層的地連墻施工中，沖錘法施工因巖層含泥質的塑性而作業進尺緩慢，抓斗法施工又因巖層較硬、超過抓斗強度而使得連續墻成槽非常困難。而雙輪銑槽機以其特殊的性能使得在該巖層中的施工顯出獨特效果。本文針對在上訴巖層的地連墻施工中，就雙輪銑槽機的特殊性能、施工效果和施工難點進行說明與探討。
　　關鍵詞：雙輪銑槽機；地下連續墻；粉砂質泥巖；泥漿
　　
　　一、雙輪銑槽機現狀
　　雙輪銑槽機目前是世界上最先進的硬巖成槽設備，主要用于建筑基礎及地下連續墻施工，該設備適用于地質情況復雜、巖層較硬和特殊巖性的地層。雙輪銑槽機適應范圍廣，施工效率高，成槽過程全自動控制，成槽精度高，成墻質量好，施工過程對周邊環境影響小。在廣州主要應用的工程項目有黃沙站、東黃盾構始發井、海珠廣場站、如意坊站、洛溪站以及珠江黃埔大橋錨碇圍護結構。
　　雙輪銑槽機主要設備性能如下：

　　　　二、廣州城區軟巖主要地質特征
　　廣州城區地貌為珠江三角洲沖積平原，地勢低平，地下水位較高。地層結構較復雜，第四系覆蓋土層較發育，主要有雜填土、淤泥質土，粉細砂和中粗砂，基巖大部分為粉砂質泥巖。典型巖土工程地質特征如下：
　　1、人工填土層：主要為雜填土，土的成分復雜，工程性質差，且極不均勻，透水性中等，開挖時易崩塌，土的可挖性等級為Ⅰ級。
　　2、淤泥質土層：該層土屬軟土，土質顆粒細小，在地震或其他外震動力的作用下土層會出現震陷；開挖時淤泥質土層邊坡易坍滑變形，土的可挖性等級為Ⅰ級。
　　3、粉細砂、中粗砂層：該層為弱富水地層，地層滲透性為中等。開挖時可能會出現基坑突涌、流沙、坑壁崩塌等現象，造成基坑坍塌等施工事故。土的工程性質差，土的可挖性等級為Ⅰ級。
　　4、殘積硬塑粉質粘土、全風化粉砂質泥巖：該層土承載力較高，變形小，土的工程性質較好，但開挖時可能出現局部坍塌，土的可挖性等級為Ⅱ級。
　　5、強風化粉砂質泥巖：該層土地基承載力高，壓縮變形小，工程力學性質較好，但開挖時可能出現掉塊現象，巖石的可挖性等級為Ⅲ級。
　　6、中風化粉砂質泥巖：該層地基承載力高，壓縮變形小，工程力學性質較好，巖體呈層狀或塊狀結構，泥質及鈣質膠結，巖芯扁柱～短柱狀，局部較多碎塊狀，為破碎巖體，失水易裂，浸水軟化。本層地下水較豐富，巖石飽和抗壓強度標準值較低，屬軟巖，巖石的可挖性等級為Ⅳ級。
　　7、微風化粉砂質泥巖：該層與上覆中風化巖逐漸過渡，局部被透鏡體狀中風化或強風化巖夾層隔開，塊～整體狀結構，裂隙稍發育，裂面結合好，巖芯多呈短～長柱狀，局部碎塊狀，該層地基承載力高，壓縮變形小，工程力學性質較好，該巖體完整性指數Kv=0.448，該層巖體較完整。巖石飽和抗壓強度標準值達21Mpa，屬軟巖，巖石的可挖性等級為Ⅳ級。
　　三、雙輪銑槽機成槽施工
　　1、施工原理
　　雙輪銑槽機為液壓式操作機械，它的工作原理為泥漿反向循環（圖1）。成槽時兩個銑輪連續的切削泥土和巖石，銑削下來的碎塊和渣土與成槽泥漿混合。通過刀架上的泥漿泵，將這些含有碎塊的泥漿泵進泥漿循環設備，再經過振動除砂系統，將泥土和巖石碎塊與泥漿分離，最后將處理后的泥漿重新抽回槽中循環使用。
　　
　                           
　　
　　
　　雙輪銑槽機在成槽施工中的優點：
　　⑴、雙輪銑槽機作業時幾乎無震動。該設備采用履帶式地盤，銑削時靠銑刀架自重向下給銑刀壓力。
　　⑵、在硬的土層和巖層中明顯的成槽效率。該設備標準齒銑輪切削強度達40MPa，錐形齒銑輪切削強度達70MPa，成槽速度一般在10～25cm/min。
　　⑶、可緊鄰建筑物進行較深的成槽作業。
　　⑷、整個泥漿循環系統密閉，施工時對周邊環境影響小。
　　⑸、成槽作業過程全電腦監控、自動跟蹤，成槽質量高。在雙輪銑銑槽機內裝有自動控制電腦，可自動測出銑削時銑刀水平與垂直兩個方向的偏移量，并將偏移結果及時顯示在駕駛室里的顯示屏上。若銑槽機偏離了原設定的中線，可通過銑刀架上的糾偏系統及時進行調整。
　　2、施工工藝
　　施工時，原則上先施工Ⅰ期槽，再施工Ⅱ期槽。為保證雙輪銑成槽施工的開槽質量，在開孔前時，先利用反鏟對所要施工的槽段，自導墻口開挖深2.5～3m。開挖時要注意保證槽口的垂直度，更不能對導墻和已經成墻的Ⅰ期槽段產生破壞。
　　雙輪銑成槽作業時，Ⅰ期槽標準槽段長為6.3～6.8m，分3次銑削，先進行主孔的銑削，再行完成副孔。非標準長槽段或異形槽段可根據現場情況確定。Ⅱ期槽標準槽段長為2.8m，一次銑削成槽。成槽工藝流程見圖2。
　　雙輪銑槽機施作的地下連續墻槽段的連接主要采用套銑法。即在進行Ⅱ期槽成槽施工時，銑削掉兩端Ⅰ期槽的部分混凝土，以形成鋸齒狀搭接，Ⅰ、Ⅱ期槽段在連續墻軸線上的搭接長度為10cm～25cm。
　　                       
　　                                                                                          圖2雙輪銑槽機的銑槽工藝流程
　　3、泥漿護壁
　　地下連續墻成槽施工過程中，采用膨潤土泥漿進行護壁。膨潤土質量參考原石油工業部、地質礦產部或API標準，原則上應達到石油二類或地礦乙級土標準。常采用鈣土（Ⅱ級）的膨潤土，其水︰膨潤土︰Na2co3=1000︰80︰4。泥漿性能參數如下：
　　泥漿性能參數項 新鮮的漿 成槽用漿 砼澆筑前的漿

                             
　　　　泥漿循環處理
　　成槽過程中，銑刀架上的泥漿泵將槽底泥漿抽吸進輸漿管路，送至地面的泥漿凈化系統進行除砂處理，處理后的泥漿經泥漿管路泵回槽孔中。
　　澆筑混凝土時，自槽口返回的泥漿一般均直接用泵輸送至回收漿池中，作為其它槽孔護壁泥漿。但混凝土頂面以上2m左右的泥漿會被混凝土污染而造成劣化，應予以廢棄。
　　清孔換漿
　　將銑刀架逐漸下沉至已成孔德槽底并保持銑輪旋轉，通過銑刀架上的泥漿泵將槽底的泥漿輸送至地面上的泥漿凈化機系統，經處理后的泥漿又泵回到槽孔內，如此循環往復，直至槽段中的泥漿達到混凝土澆筑的標準。在清孔過程中，可根據槽內漿面和泥漿性能狀況，加入適當數量的新漿或添加劑以補充和改善孔內泥漿性能。
　　成槽驗收后立即進行鋼筋籠的下設和混凝土的澆筑。
　　4、典型槽段正常成槽循環時間（不含其它工序時間）
　　槽段
　　                              　　
　　五、雙輪銑槽機在軟巖地層中施工存在的問題
　　在廣州復雜的軟巖地層中，對雙輪銑槽機成槽施工影響較大的地層主要有人工填土層、淤泥質土層、粉砂質泥巖層，其中影響最大的是粉砂質泥巖層。
　　人工填土層因該層含有大量的雜填土、礫石、工程垃圾等，穩定性非常差，雙輪銑成槽時開槽困難，極容易造成槽口塌孔，從而使得連續墻圍護結構端頭的質量不易控制。
　　淤泥質土層該層土質顆粒細小，含有大量的淤泥質，這些淤泥質常以懸浮的狀態存在泥漿中，雙輪銑槽機除砂設備很難將其從泥漿中分離出，致使成槽過程中的泥漿比重、流動性降低，使連續墻成槽后清孔換漿工作量成倍增加。
　　粉砂質泥巖該層土質顆粒細小，泥質、鈣質量大，浸水軟化，在成槽過成中，巖層中的泥質、鈣質易以膠體形態融入泥漿中，使泥漿的比重和粘性大幅增加，常規的對泥漿進行分篩或沉淀處理措施很難改善泥漿性能。該巖層為軟巖，巖性表現為塑性，在雙輪銑進行成槽銑削時，巖層很難以塊狀脫落，往往只是在巖層面形成一道道劃痕，銑齒未銑削到的地方就會越來越高，最后將整個銑輪托住，致使銑輪無法進尺。在該巖層成槽作業中，更為嚴重的是：隨著泥漿中泥質、鈣質含量的增多，泥漿的粘性增加，泥漿的攜渣能力就越高，銑削下來的砂礫巖不能及時的分離出去，從而使整個銑輪逐漸的被粘泥糊住，最終銑輪失去對巖層的破碎功能。銑輪糊泥現象如圖3
　　                                            
                                                                            　　圖3雙輪銑銑輪糊泥現象圖
　　六、如何提高雙輪銑槽機在軟巖地層中施工效率
　　因地層巖性的特殊性和雙輪銑槽機的局限性，雙輪銑槽機在軟巖中遇到以上問題是比較常見的，可以考慮按以下方法進行解決：
　　人工填土層在該土層淺時，將該層直接換填，或者在施作導墻時將導墻的深度加大，直接穿過該層；在該土層較深時，建議在連續墻里外側施作攪拌樁，將不穩定土層固化后再進行雙輪銑成槽施工。
　　淤泥質土層該層影響的主要是護壁泥漿的質量，在施工過程中，根據現場測定的泥漿性能適當摻入0.1%-0.3%燒堿和0.1%稀釋劑，降低泥漿中膠體的含量、加速泥漿中渣土沉淀。
　　粉砂質泥巖主要是解決雙輪銑槽機在該地層中托輪、糊輪現象，建議在巖層強度不是很高的地層中（＜40MPa），對雙輪銑槽機配備標準銑輪。標準銑輪銑齒較長，齒座與銑齒尖一樣寬，另該輪配有刮泥板，可以避免雙輪銑槽機在軟巖中出現糊輪現象。或者對雙輪銑槽機配備專用鋼絲刷，在銑輪被泥湖住時，及時提出銑刀架，對銑輪上的粘泥進行清理。另，在泥漿中添加絮凝劑或在制備新漿時減少膨潤土的百分比，改善泥漿性能，降低泥漿粘度，以加速泥漿的沉淀，并在必要時在泥漿進化處理系統中，增加對粉細顆粒再次分離的分篩系統，以更好的對泥漿進行進化處理。
　　結論
　　通過在廣州的幾個工程實例證明，雙輪銑槽機在廣州軟巖地層中顯現出其特有的施工效果，較好的解決了傳統成槽施工工藝在地下連續墻施工中效率低、成槽難等難題。但在以后的工程中，雙輪銑槽機還需在銑輪選型和泥漿制備上進行更深的分析和研究。