地连墙套铣接头施工工艺及建议

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摘要：目前，地下连续墙施工多采用双轮铣槽机进行施工，双轮铣槽机对于套铣接头有着绝对的优势。笔者结合地连墙施工的经验，对地下连续墙二期槽套铣接头的施工工艺、效率等作出简要分析，并提出一些建议供业内人士参考。

关键词：地下连续墙；双轮铣槽机；成槽；套铣接头工艺

引言

“十九世纪是桥的世纪，二十世纪是高层建筑的世纪，二十一世纪是开发利用地下空间的世纪”。进入二十一世纪后，我国很多大中城市面临人口上涨、交通拥挤、生活工作空间紧张等现实问题。如何大力开发利用地下空间，拓展城市发展空间；如何建设具有中国特色的资源节约型环境友好型城市，以及具有高防灾减灾水平的城市，成为我国城市建设面临的重大问题。鉴于上述原因，由于具有施工振动小、噪声低，墙体刚度大，防渗性能好，对周围地基扰动小等特点，越来越多的地下连续墙被用于工程项目建设中。双轮铣槽机作为一种先进的地下连续墙施工设备，它对地层的适应范围广，通过更换不同类型的铣刀轮及铣齿，可以满足不同地层的成槽铣削。连续墙接头可以直接用铣槽机套铣，接头施工工艺简单、快速、可靠，是目前最先进的地下连续墙施工设备。笔者结合上海科技大学硬X射线自由电子激光装置地连墙项目的施工经验，对地下连续墙二期槽套铣接头的施工工艺、效率等作出简要分析和介绍，并提出了自己的建议，供各位同仁参考，希望对今后的工作能有所帮助。

1地连墙接头

1．1地连墙接头方法

针对地连墙二期槽成槽接头方法较多，目前国内常用的接头方法大致包括：接头管（锁口管）接头、接头箱接头、工字钢型接头、套铣接头等。

1．2常用接头方法的对比

（1）接头管（锁口管）接头。将表面光滑的钢管放置于已施工完成的二期槽端头处，用来阻挡混凝土并形成半圆弧形端头。接头管是一种应用较多，具有抗剪及防渗的作用，但是其抵抗弯矩能力较弱。（2）接头箱接头。接头箱的使用与接头管相类似，在已施工完成的二期槽段端头放置锁口管与敞口的接头箱。接头箱的主要目的是保护一期槽外延钢筋接头，使其与二期槽接头相互连接成墙。（3）工字钢型接头。即一期槽钢筋笼侧面与工字钢焊接成一个整体，一期槽钢筋笼下放后在工字钢侧面超挖处投放沙袋，起到扶正及防止混凝土绕流的作用，在沙袋上部安放接头板。工字钢接头造价较高，铣削沙袋易堵管，二期槽铣削效率较高。（4）套铣接头。在一期槽施工时，距离钢筋笼端头超挖600mm左右，整体浇筑成墙，当左右两侧一期槽段施工浇筑完毕后，进行二期槽的铣削成槽，二期槽宽度一般与铣槽机宽度相等且左右两侧各铣削已浇筑混凝土300mm。套铣接头的优点是可以节约工字钢等钢材的消耗，减轻钢筋笼的重量，降低施工成本；灌注时可以全速灌注，不存在绕流问题，确保接头质量和施工安全性；铣削二期槽时，双轮铣可以铣削掉两侧已经凝固的混凝土，形成新鲜且粗糙的混凝土面，接头质量及水密性良好等，但套铣接头的施工效率较低。套铣接头的工作原理见图1。

2套铣接头的施工工艺

2．1铣槽机的开槽准备

二期槽施工时，上部6m左右因接头板保护为原土层，采用抓斗开槽至6m左右，因要保证刀架下部泥浆泵完全进入泥浆面，且泥浆可以对齿轮箱马达进行冷却。抓斗开槽时要控制开槽质量，保证垂直度。铣槽机就位后要在槽口安放导承框，对铣槽机刀架起到扶正作用。铣槽机开槽作业时要控制铣削进尺速度在3m／h以下，开槽时刀架上部位于地面以上，会产生较大的晃动，所以要严格控制铣削速度，保证开槽质量。

2．2铣槽参数的选择及功效

双轮铣铣削二期槽段时，建议选用锥齿轮进行铣削，既可以保证铣削效率又可以节约成本。锥齿的铣削原理主要为先进行挤压破裂再进行铣削作业。铣槽机铣削速度控制在100mm／min以下，压力50～100kN，左右铣轮转速维持在17～23r／min，泵量维持在220m3／h左右，根据刀架倾角仪显示数据随时进行纠偏操作。因左右两端头处为较硬混凝土，所以铣削过程中刀架始终处于不断摆动状态，铣削成槽时要时刻注意倾角仪显示角度变化，且注意刀架各方向摆动的极值，根据正负极值的平均值判断刀架目前倾斜情况，然后进行纠偏板操作。根据施工经验总结二期槽的成槽效率一般在6m3／h左右，铣槽截齿消耗约0．5～0．8个／m3。

2．3成槽的后续工作

（1）一次清底换浆。铣削至设计深度后，进行清底换浆作业，根据槽段泥浆量，结合刀架泥浆泵泵量，大致计算清底换浆时间，并在后台除砂机处检测泥浆性能。泥浆参数要求为：漏斗黏度25～30s，密度1．03～1．10g／cm3，含砂量＜5％，滤失量＜10mL／30min。当达到清底换浆时间且后台泥浆参数达到设计要求时，清底换浆结束提铣至地面。（2）进行超声波垂直度检测。分别于槽段两侧进行两次垂直度检测，测量槽段迎土面、开挖面及左右端头的垂直度情况。超声波测槽之前要保证槽段内泥浆为新浆，保证泥浆清洁，否则会影响超声波测槽数据；如果垂直度达不到要求需进行修槽作业，达到要求即进行下步作业，见图2。（3）刷壁作业。在铣槽机（或抓斗）的侧面安装预制的钢丝刷，分别沿槽段的左右端头进行多次刷壁，每次均需控制刀架两侧刷子紧贴槽壁，下铣匀速且缓慢，下至槽底后，缓慢上提刀架，时刻注意钢丝绳拉力变化，直至钢丝刷干净且无泥皮等杂质。铣槽机刀架质量约30t，极易损坏两侧刷子，刷壁效果并不理想，施工过程中当铣槽机刷壁结束后可以适当增加一次抓斗刷壁，即在抓斗一侧安装自制刷子，同铣槽机刷壁操作相同，进行刷壁作业，直至刷子干净无泥皮等杂质，结束刷壁作业进入下一工序，见图3。（4）二次清底换浆。进行二次清底换浆，方法同一次清底换浆方法相同，检测后台除砂机处泥浆性能。泥浆参数要求为：漏斗黏度25～30s，密度1．03～1．10g／cm3，含砂量＜5％，滤失量＜10mL／30min。当达到清底换浆时间且后台泥浆参数达到设计要求时，清底换浆结束提铣至地面。（5）钢筋笼下放及浇筑。钢筋笼沿端头线下放至预定位置，于槽段中部下放导管，进行混凝土浇筑成墙。钢筋笼的制作需严格按照设计要求，且宜布置合适吊点，现场配备履带吊两台（主吊＋副吊），起吊过程要缓慢平稳进行。

3套铣接头施工的一些建议

在实际生产中，地连墙施工现场大型设备较多，场地相对比较紧凑，需要合理选择槽段施工顺序。进行二期槽套铣接头施工时，因左右一期槽段浇筑时间过长，混凝土凝固后强度升高，直接影响二期槽施工效率，增大了施工难度及材料消耗。建议以后进行套铣接头地连墙施工时，合理规划场地布置及施工槽段的顺序，及时的进行二期槽段施工。建议待混凝土初凝后即进行二期槽段的施工，提高铣削效率。施工现场配备两台双轮铣槽机，分别进行一期槽、二期槽段的施工，其中一台配备标准齿进行一期槽段施工，另一台配备锥齿进行二期槽套铣接头施工，可以在避免锥轮铣削泥层时的泥包现象的同时减少标准齿铣削二期槽的消耗。铣槽机施工前，导承框摆放一定要严格按照槽段中线布置，且保证导承框液压缸支撑牢稳。刀架前后、左右分别与槽边缘平行且中心点与槽段中心重合。施工过程中进行纠偏操作时，要根据刀架倾斜情况及时调整，耐心观察正负角度变化规律。当槽段发生倾斜时，及时上提刀架1～2m进行修槽扫孔作业。可以考虑使用专用接头清洗工具进行刷壁作业，左右端头同时进行刷壁操作，且保证钢丝刷与左右端头均有足够的接触面积，保证刷壁质量。

4双轮铣槽机施工优势

利用双轮铣槽机进行地下连续墙工程施工是未来的发展方向，其优越性主要有几个方面：（1）成槽速度快。双轮铣槽机在软地层成槽施工速度比液压抓斗至少要高2～3倍，而在坚硬的岩层中，液压抓斗不能施工，铣槽机仍可以高效成槽。尽管设备购置成本高，但成槽速度快是液压抓斗无法比拟的。（2）成槽精度高。铣槽机配有侧斜纠偏系统，可以准确且实时地检测抓斗在槽内的偏斜状态，并及时进行纠偏，成槽精度可以达到1∶300甚至更高。（3）防渗效果好。双轮铣槽机可以直接铣接头，而无需采用锁扣管的辅助设备，墙体刚度好，墙体防渗效果好，大大降低基坑抽水费用。（4）可以嵌入硬岩。双轮铣槽机在国内完成过大量入硬岩的工程，许多项目的岩石强度超过100MPa，而在国外已经有嵌入200MPa岩石的施工记录。为了保证工期，越来越多的项目使用双轮铣槽机施工。（5）成槽深度大。双轮铣槽机采用泵吸反循环的工作原理，成槽过程中除了检查设备不用将铣槽机提出槽外，更适合大深度成槽施工，而且垂直度控制得非常好。（6）环境保护好。相对于冲击钻施工，铣槽机采用泥浆系统循环作业，泥浆可以反复使用，现场弃浆量少。特别是铣槽机施工中没有冲击振动，不会对临近的建筑物造成危害，确保周围居民的生活不受大的影响。

5结论

随着双轮铣槽机地下连续墙施工工艺的完善和改进，地下连续墙不断向超厚、超深、超硬地层方向发展，越来越多的地下连续墙被用于城市轨道交通、高铁车站、机场、城市大型建筑物、隧道竖井、大桥锚定块、大型水库等的地下连续墙，江河湖泊堤坝防渗和围堰防渗、高层建筑的地下室基坑、地铁基坑以及各种建筑的矩形桩的施工工程中，应用前景非常广阔。

参考文献：

［1］丛蔼森，杨晓东，田彬．深基坑防渗体的设计施工与应用［M］．北京：知识产权出版社，2012．

［2］杨小莉．浅谈软土地基中地下连续墙套铣接头施工技术难点［J］．江西建材，2017，23．

［3］李耀良，袁芬．大深度大厚度地下连续墙的应用与施工工艺［J］．地下空间与工程学报，2005（4）：615－618．

［4］丛蔼森．地下连续墙的设计施工与应用［M］．北京：中国水利水电出版社，2000．

作者：高智 单位：山东省鲁南地质工程勘察院