雙輪銑槽機(jī)在地下連續(xù)墻的應(yīng)用及其市場前景分析

潘前

（中交四航局第二工程有限公司）

作為建筑工程施工中的基礎(chǔ)型機(jī)械設(shè)備，樁工機(jī)械在連續(xù)墻施工和基礎(chǔ)加固施工中得到了廣泛的應(yīng)用。在建筑施工中，雙輪銑槽機(jī)經(jīng)常用于輔助灌注樁施工，這類設(shè)備具有操作簡便、設(shè)備緊湊、效率較高，故障率較低的特點(diǎn)。本文針對大型設(shè)備、電氣設(shè)備、設(shè)備吊裝等方面，展開了技術(shù)型探討，并且論述了雙輪銑設(shè)備的應(yīng)用前景，希望可以為該設(shè)備的后期應(yīng)用提供參考和借鑒。

1 工程概況

本文工程為某車站，該車站結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土矩形框架結(jié)構(gòu)，基坑的長、寬、高分別為477.7m、23.6m、30.09m?；邮┕ぶ?，應(yīng)用明挖配合暗挖施工法進(jìn)行施工，明挖段支護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護(hù)形式，主體地連墻厚度為1.0m，豎向需要設(shè)置五道支撐，包含兩道砼和三道鋼支撐。車站的主要結(jié)構(gòu)為：出入口4 個、安全出口1 個以及組風(fēng)亭2 組。

2 雙輪銑槽機(jī)設(shè)備工作原理

雙輪銑槽機(jī)是地下連續(xù)墻施工中的常用設(shè)備，由于施工孔規(guī)則、凹槽結(jié)構(gòu)效率高，環(huán)保和安全，因此在較多的發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被廣泛采用，在我國三峽工程中也應(yīng)到雙輪銑槽機(jī)。兩輪槽銑床在工作單元底部裝有兩個銑輪，銑輪會以旋轉(zhuǎn)的姿態(tài)進(jìn)行下沉，直接進(jìn)入到另外一個槽。銑輪下沉和提升的同時，注入混凝土，凹槽形成后，就可以形成具有一定連續(xù)性的墻壁。應(yīng)用該設(shè)備時，如果兩輪槽銑床實(shí)施銑削操作，為了防止槽體發(fā)生塌陷，需要布置泥漿旨在保護(hù)好槽體[1]。在兩輪槽銑床中，底盤主要由液壓系統(tǒng)、動力單元等結(jié)構(gòu)組成，墻體防護(hù)泥漿放置系統(tǒng)主要由兩部分組成：泥漿運(yùn)輸裝置和泥漿放置裝置。設(shè)備的控制系統(tǒng)通過對底盤進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對整個銑削操作的控制。雙輪銑槽機(jī)設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)為銑刀架，在銑槽操作中，兩個銑輪會按照相反的方向進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)。銑齒首先壓碎巖石，然后啟動泥漿泵。懸掛式雙輪銑槽機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 懸掛式雙輪銑槽機(jī)結(jié)構(gòu)

3 雙輪銑槽機(jī)施工技術(shù)及系統(tǒng)控制

3.1 施工技術(shù)

銑槽機(jī)的主要構(gòu)成部分有：絞車回縮系統(tǒng)、工作裝置、懸掛系統(tǒng)以及底盤系統(tǒng)。其中，懸掛系統(tǒng)為設(shè)備提供支撐，垂直移動絞車帶動工作裝置向前進(jìn)行移動，液壓泵驅(qū)動液壓馬達(dá)，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)切割實(shí)現(xiàn)操作。被切碎的泥漿通過泥漿泵完成輸送，地面泥漿會不斷被注入并存儲在儲罐中。處理巖墻時，左右銑輪以旋轉(zhuǎn)的姿態(tài)進(jìn)行切割，然后將碎屑和泥漿全部排到外部。處理巖石所形成的石墻需要應(yīng)用第二臺銑刀進(jìn)行處理，在這個過程中，需要安裝輔助工具，如果應(yīng)用鏈傳動，那么連接部件為鏈條，同時輔助切割齒安裝于鏈齒之上，故不會形成巖壁[2]。

3.2 系統(tǒng)控制

銑槽裝置液壓驅(qū)動器容量較大，液壓馬達(dá)較電動馬達(dá)尺寸和重量更小，但是提供的動力卻較大。即相同尺寸和重量的電動馬達(dá)和液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)具有更高的工作效率。

⑴在砂輪減速器驅(qū)動模式下：通過砂輪上以水平方向放置的電機(jī)驅(qū)動減速可以實(shí)現(xiàn)銑輪驅(qū)動。設(shè)速齒輪的減速比的設(shè)置需要綜合考慮電動機(jī)的輸出速度與實(shí)際所需速度的比率。將電機(jī)驅(qū)動減速器設(shè)置在銑削輪內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)工作裝置和動力傳輸系統(tǒng)的有效結(jié)合，通過適當(dāng)調(diào)整銑削頭的角度可以完成切割和挖掘方向的調(diào)整。該結(jié)構(gòu)整體較為緊湊，傳輸速度較高，結(jié)構(gòu)和部件容易制造。但是因?yàn)樯婕暗姐娸喼Ъ艿膽?yīng)用，所以在對銑輪進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，必須考慮切割巖壁。

⑵通過鏈輪減速器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動的動力傳遞路徑：電動機(jī)驅(qū)動的減速齒輪箱在鏈輪的作用下，會將動力傳遞至銑刨輪實(shí)施銑削（如圖2）。設(shè)備啟動后，鏈條因?yàn)殚L時間的工作，鏈條可能發(fā)生松動、變形或者磨損問題。為了保證鏈條可以正常運(yùn)作，可以增加設(shè)施張力調(diào)節(jié)器，或者可以通過適當(dāng)?shù)膽?yīng)用彈性張緊輪，保持穩(wěn)定的鏈條張力[3]。鏈條主要由兩部分構(gòu)成：滾子鏈和齒鏈，傳動效率更高、抗沖擊能力更強(qiáng)、效率較低，傳動過程更為穩(wěn)定安全，所以比較適合重工業(yè)應(yīng)用。傳統(tǒng)裝置上的切齒，在軸支撐的作用下，完成支架主體和銑輪的連接。應(yīng)用砂輪外側(cè)水平定位電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，具有以下特點(diǎn)，銑削砂輪和預(yù)驅(qū)動方向相同，在應(yīng)用該設(shè)備的過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注傳動系統(tǒng)是否及時完成了冷卻。

圖2 輪外水平放置馬達(dá)-鏈輪

⑶垂直電動機(jī)減速器齒輪減速器具有以下特點(diǎn)，液壓馬達(dá)以垂直的方向放置在設(shè)備的外部，在長傳動桿的作用下，液壓馬達(dá)的動力會傳遞到銑削輪內(nèi)部的減速器。與其他兩種驅(qū)動方法有所不同，這種驅(qū)動方法的驅(qū)動力的方向和銑輪的旋轉(zhuǎn)方向相互垂直，經(jīng)過錐齒輪后，傳動方向也變?yōu)樗椒较?。同一組銑輪主體的結(jié)構(gòu)主要由兩個獨(dú)立的部分構(gòu)成，驅(qū)動方向變?yōu)樗椒较蚝?，同一?cè)銑輪的驅(qū)動方向也是一致的。為了更好的處理巖壁，可以將第一種和第三種驅(qū)動方法結(jié)合起來應(yīng)用。

4 雙輪銑設(shè)備的市場前景分析和預(yù)測

隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，地下連續(xù)墻施工工藝也在不斷的進(jìn)行改進(jìn)和完善，愈發(fā)向著超硬、超厚和超深的方向發(fā)展，目前，地下連續(xù)墻被普遍的應(yīng)用到城市軌道交通、大型水庫、城市大型建筑物等結(jié)構(gòu)的建設(shè)施工中。另外，在江河湖泊堤壩防滲施工，高層建筑物的地下室基坑施工中也有所涉及，總的來說，雙輪銑槽機(jī)具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

⑴圍堰防滲工程市場。圍巖防滲施工中，會涉及到一些質(zhì)地堅(jiān)硬的地層的施工，在對這部分地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，銑槽機(jī)是最好的施工設(shè)備，地下連續(xù)墻具有良好的防滲性能，所以，在圍巖防滲工程施工中，應(yīng)用前景較為廣泛。

⑵民建基礎(chǔ)工程市場?；又ёo(hù)施工中，安全性和穩(wěn)定性是最為重要的內(nèi)容，因?yàn)榈叵逻B續(xù)墻結(jié)構(gòu)具有更好的可靠性和安全性，目前，國內(nèi)越來越多的工民建基礎(chǔ)工程在開挖基坑時，應(yīng)用采用地下連續(xù)墻當(dāng)做防滲結(jié)構(gòu)或者支護(hù)結(jié)構(gòu)，特別是城市高層建筑的基坑支護(hù)，地下連續(xù)墻應(yīng)用更為頻繁，因此，在民建基礎(chǔ)工程市場也具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

⑶水庫除險加固工程市場。目前，在我國范圍內(nèi)，有很多水庫屬于病險水庫，一旦發(fā)生緊急情況就會對周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大的影響，急需要進(jìn)行加固，在對這些水庫進(jìn)行加固施工時，絕大多數(shù)的施工企業(yè)選擇應(yīng)用地下連續(xù)墻進(jìn)行防滲處理，所以，地下連續(xù)墻工程在水庫除險加固工程市場中應(yīng)用范圍較為廣闊。

⑷地鐵建設(shè)工程市場。在我國范圍內(nèi)，大多數(shù)城市正在修建地鐵和軌道交通，在建設(shè)這些結(jié)構(gòu)設(shè)施的過程中，也會涉及到地下連續(xù)墻施工，特別是維護(hù)結(jié)構(gòu)施工，應(yīng)用頻率更大。另外，地鐵項(xiàng)目施工，因?yàn)樯婕暗降能囌?、換乘車站的建設(shè)數(shù)量較多，而且大多在鬧市地區(qū)開始建設(shè)，工期要求較為緊張，巖層施工深度較大，沖擊鉆的應(yīng)用受到施工條件和環(huán)境的限制，銑槽機(jī)的應(yīng)用可以有效的解決以上問題，證明其在地鐵施工領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。

⑸引水工程市場。水資源調(diào)配工程的建設(shè)涉及到泵站、明渠以及盾構(gòu)等結(jié)構(gòu)的施工，施工內(nèi)容多，施工成本較高，明渠和盾構(gòu)工作井施工中，需要應(yīng)用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，工作量巨大，將銑槽機(jī)引入進(jìn)來，不僅可以提高項(xiàng)目施工穩(wěn)定性和安全性，還可以明顯提高項(xiàng)目施工質(zhì)量和效率。

5 結(jié)束語

綜上所述，雙輪銑槽機(jī)設(shè)備屬于地下連續(xù)墻溝槽成型設(shè)備，和其他同類型的設(shè)備相比，該設(shè)備較為先進(jìn)，可以適應(yīng)更加堅(jiān)固結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu)施工，另外施工效率較高、精度較更高、市場應(yīng)用前景較為廣闊。