地下连续墙施工成槽机械选择

马鹏科 任合仕

（中国建筑第八工程局有限公司，北京海淀， 100097）

【摘要】地下连续墙作为一种较为先进的地下支护结构，现如今被广泛的应用，其成槽机械的选择也越来越多。在施工过程中，充分考虑基坑周边环境、地质情况以及施工成本，对成槽机械进行充分对比，选择经济适用的成槽机械进行施工。

【关键词】地下连续墙 成槽机械 特点比较

1 引言

现随着城市空间的发展，以及施工技术的不断改进和完善，对于地下多层空间的开发也越来越多，因此，深基坑开挖前需要建造止水性能好、安全性能高的围护结构。地下连续墙施工工艺趋于成熟，也被广泛的用于基础工程中。地连墙的成槽设备也从单一的机械钻机变成品种繁多且技术先进的电液一体化钻机。充分考虑基坑周边环境、地质情况以及施工成本，对成槽机械进行充分对比，并且进行往复替换作业，发挥出各机械设备的特点，不仅提高成槽效率，也节约了施工成本。

下面对不同的地连墙成槽机械作以简要分析，列举各自的优劣点，以及不同情况下的适用情况。

2 不同类型的地连墙成槽机械的简要分析

2.1 液压抓斗成槽机

工作原理：工作时抓斗在卷扬机的作用下，到达开挖地层，然后成槽机在液压动力的作用下抓斗闭合，抓斗闭合时形成的闭合力将土体破坏，并将开挖的土体输送上来。

机械特点：适用于软弱土层，工作时噪音比较小，适用于周边环境比较复杂的区域，如存在钢绞线，钢筋的区域。但其只适用于软弱土层，砾岩，大块石、漂石、基岩等不适用，当碰到上述地层时，就需要其他机械来配合作业。

成孔效率：在软弱地层中液压抓斗的成孔效率为10m³/h，在中硬岩层下液压抓斗基本无法使用。

清孔方法：抓斗捞渣配合换浆进行清孔，在此过程中抓斗对槽壁的扰动比较大，不利于槽壁的稳定，并且在泥浆置换补充过程中泥浆质量难以保证。成槽后墙壁较粗糙。

优点及不足：抓斗闭合力大，成槽垂直性好，操作系统先进，结构简单，易于操作维修，运转费用低等优点。其缺点为对于施工场地地面强度、平整度要求高，只适用于单一的软弱地层。

常见的液压抓斗成槽机类型及一些参数见表2.1-1

表2.1-1 常见的成槽机类型及参数

2.2 双轮铣成槽机

工作原理：工作时两个液压马达带动铣轮低速转动，切削下面的泥土及岩石，利用切割齿把他们破碎成小块并且向上卷动，然后利用泥浆泵输送到地面。

机械特点：适用于不同的地质条件，基岩，且其效率高，振动低，可以贴近建筑物施工。但是不适用于存在孤石、较大卵石等地层，并且对于原来地层存在的钢筋等比较敏感。且其自重大，对场地硬化条件高。

成孔效率：在软弱土层中其成孔效率为：20-40m³/h，在中硬及硬岩中其成孔效率为：1-2m³/h。

清孔方法：铣头装置中配有泥浆泵，在成槽过程中，泥浆泵将孔底的泥浆输送到地面，并且将新的泥浆输送到槽内，成槽后墙壁光滑，成槽质量高。

优点及不足：其优点为成槽效率高，对地层的适用性强，噪音小，对周围环境的影响小。不足之处在于但其设备昂贵，成本高，维修费用贵，维修和保养耗时长，泥浆处理系统的占地面积大。

常见的液压抓斗成槽机类型及一些参数见表2.2-1

表2.2-1 常见的双轮铣类型及参数

2.3 旋挖钻机

工作原理：旋挖钻机到达正确的孔位后，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩，加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土，并且直接将其装入钻头内，然后再有钻机提升装置将钻头提出孔外卸土，循环往复。

机械特点：对地层的适应性强，适用一般软土地层，也可以适用砂砾岩、卵石，基岩，但是其效率低，工作时噪音大，很容易造成噪音污染。

成孔效率：在中风化岩层中成孔效率为：0.3m³-0.5m³/h，在强风化岩层中其钻进效率为：0.17m³/h。

清孔方法：利用掏渣桶排渣，排渣桶的容量有限，因此这种清孔的效率比较低，并且现场文明施工环境实现的难度较高。

优点及不足：其工艺成熟，通常用到地下连续墙施工中遇到基岩等硬土层中。其不足之处在于钻进效率低，在施工过程中发出的噪音很大，容易影响到周围人群的休息。

常见的液压抓斗成槽机类型及一些参数见表2.2-1

表2.3-1 常见的旋挖钻机类型及参数

2.4 乌卡斯冲击钻

工作原理：利用卷扬机带动冲锤上下运动，冲击切削岩土成孔。

机械特点：此设备是利用卷扬机带动冲击锤上下运动时锤身的自重对岩土的冲击作用而工作的，但其冲击频率高，并且易对孔壁产生扰动，造成软弱层孔径偏大，甚至局部塌孔现象。

清孔方法：其自身并没有配置用于清孔的设备，需要与其他机械配合使用来达到清孔的目的。

优点及不足：优点为在施工过程中占地面积小，成本低。其不足为噪音较大，对周围孔壁的干扰性强，切其成孔效率低。

3. 总结

对于地连墙成槽机的选择，应以安全、适用、经济这三个原则为主，另外单一的机械使用往往达不到令人满意的效果，在施工过程中我们应该更加注重各种机械之间的配合使用，扬长避短，发挥出各个机械的优点。一般来说，在地连墙成槽过程中，成槽机械的选择为双轮铣成槽机或者“液压抓斗成成槽机+旋挖钻机”。对于地质条件复杂，软弱土层与硬实岩土并存，噪声控制要求高的情况下，也可选用“液压抓斗成槽机+双轮铣”的施工机械选择，但是这种选择往往对施工场地的要求高，并且施工成本也有着很大的提高。总之，成槽机械的选择需要结合现场的地质情况与场地条件，做出最适合的选择。