【整理】地下連續(xù)墻施工機(jī)械及工法

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善?！?017年整理】地下連續(xù)墻施工機(jī)械及工法地下連續(xù)墻施工機(jī)械及工法地下連續(xù)墻施工機(jī)械及工法     地下連續(xù)墻施工法，從結(jié)構(gòu)形式上可分為柱列式和壁式兩大類。前者主要是通過將水泥漿及添加劑與原位置的土進(jìn)行混合攪拌形成樁，并在橫向上重疊搭接形成連續(xù)墻。后者則有水泥漿與原位置土攪拌形成連續(xù)墻和就地灌注混凝土形成連續(xù)墻兩種。柱列式和壁式連續(xù)墻在施工中均可插人芯材，前者可根據(jù)樁徑及間隔插人H型鋼，后者除了H型鋼外也可插人鋼筋籠等。對(duì)于壁式地下連續(xù)墻來說，除H型鋼及鋼筋籠外，

2、將鋼制或混凝土制的板樁埋人，可進(jìn)行埋人型地下連續(xù)墻的施工。     相應(yīng)于各種施工法的相關(guān)施工機(jī)械，按機(jī)能分類如下：1  柱列式地下連續(xù)墻工法（SWM工法）     該工法利用長螺旋鉆孔機(jī)進(jìn)行就地灌注樁的重疊搭接施工。對(duì)于單軸式長螺旋鉆機(jī)，由于其回轉(zhuǎn)軸剛性不足，隨著施工深度的加大，樁與樁之間不能很好的重疊搭接，特別是對(duì)于以防水為目的的防滲墻效果就很差。由于這個(gè)原因，長螺旋鉆孔機(jī)采用了雙軸或雙重鉆孔的形式，用以提高施工的垂直精度。近年來為了解決上述問題，出現(xiàn)了利用多軸卜般為三軸）螺旋鉆孔機(jī)及SMW工法進(jìn)行就

3、地灌注樁的重疊搭接施工。該工法屬于機(jī)械攪拌式，用多軸長螺旋鉆孔機(jī)在土層中鉆孔，在鉆孔的同時(shí)通過鉆桿從鉆頭端部注人水泥漿和高壓空氣，在原位置上建成一段水泥墻，然后再進(jìn)行第二段墻施工，使相鄰的水泥墻彼此有重合段，連續(xù)施工形成連續(xù)墻。 SMW工法的不足之處在于機(jī)械的重心位置比較高，在施工中必需十分注意機(jī)械的穩(wěn)定性。為了解決此問題，目前已開發(fā)出可在施工中接長鉆桿的低重心機(jī)型。另外，該工法在遇到大深度硬巖基礎(chǔ)時(shí)，可能出現(xiàn)重疊搭接消失的情況，因此在施工中必須同時(shí)采取隨時(shí)確認(rèn)樁的位置精度的方法。      目前在國際上，日本的三和機(jī)材（株）在多軸SMW工法施

4、工機(jī)械的開發(fā)及應(yīng)用方面處于領(lǐng)先水平。2  原位置上混合攪拌壁式地下連續(xù)墻施工法（TRD工法）     該工法是把插人地基中的鏈鋸式刀具跟主機(jī)連接并橫向移動(dòng)、挖溝及灌注凝結(jié)劑、混合攪拌原來位置上的泥土以澆筑連續(xù)墻，插人工字鋼之類的芯材后，可作為地層挖掘工程中的擋土防滲或承重墻使用。此外，也用于防液化、加固地基及截?cái)嗟叵滤取４斯しㄐ纬傻倪B續(xù)墻與柱列式不同，它所形成的是完全連續(xù)墻，止水防滲性能特別好。另外，根據(jù)深度的不同，由于鏈鋸式刀具的上下移動(dòng)能夠?qū)⑼翆油耆珨嚢?，從而形成的連續(xù)墻質(zhì)量非常穩(wěn)定，并且切削裝置的整體高度低，對(duì)于在高度受到限的施工現(xiàn)場(chǎng)及

5、靠近已建建筑物的施工十分有利。此外亦可進(jìn)行傾斜式連續(xù)墻的施工。      TRD工法（TrenchCutting Re-mxing Deep Wall Method）是由日本（株）神戶制鋼所與東綿建機(jī)（株）聯(lián)合開發(fā)成功的，近來在地基基礎(chǔ)施工中正以很快的速度得到廣泛應(yīng)用，1997年獲得了日本建設(shè)機(jī)械化協(xié)會(huì)的技術(shù)審查證明。1999年日本日立建機(jī)（株）與（株）利根建機(jī)共同開發(fā)成功了與TRD工法類似的以打樁機(jī)為底盤的PTR工法施工機(jī)（ffewerTrencller）。3  就地灌注壁式地下連續(xù)墻施工法   

6、60; 該工法有抓斗式切削機(jī)、回轉(zhuǎn)式切削機(jī)及振動(dòng)沉鋼模板三大類。抓斗式包括懸掛式液壓抓斗和導(dǎo)桿式液壓抓斗兩種，回轉(zhuǎn)式包括垂直多軸型和水平多軸型兩種。     懸掛式液壓抓斗切削機(jī)是用液壓動(dòng)力使抓斗開閉，并利用抓斗的自重對(duì)土砂進(jìn)行切削，然后用懸掛抓斗的履帶起重機(jī)將土砂吊起排出。      導(dǎo)桿式液壓抓斗切削機(jī)是用液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)安裝在液壓抓斗上部的多節(jié)伸縮鉆桿在履帶起重機(jī)上安裝的導(dǎo)向架中進(jìn)行升降，切削反力由導(dǎo)向架承受。垂直多軸型回轉(zhuǎn)切削機(jī)是由5個(gè)電動(dòng)的垂直牙輪鉆頭與側(cè)切削刃組成，切削裝置通過專用支撐架或履帶起重

7、機(jī)用鋼絲繩懸吊，切削的土砂通過沙漿泵以逆循環(huán)的方式，將泥水（穩(wěn)定液）在地面上排出。      水平多軸回轉(zhuǎn)式切削機(jī)是通過兩對(duì)雙輪銑刀的水平軸回轉(zhuǎn)進(jìn)行土砂的切削，用機(jī)體內(nèi)裝備的潛水砂漿泵以逆循環(huán)方式將泥水（穩(wěn)定液）在地面上排出。      振動(dòng)沉鋼模板技術(shù)是我國自行開發(fā)的主要用于防滲的壁式地下連續(xù)墻施工方法。該工法是利用振動(dòng)錘等振動(dòng)機(jī)械的強(qiáng)大激振力將空腹鋼模板振人地下，形成槽孔，起到澆筑模板和導(dǎo)管的作用，灌人水泥漿和添加劑后將模板拔出地面，漿液便在地下形成致密的連續(xù)防滲墻體。在此過程中，空腹模板起

8、到了護(hù)壁作用，減少了泥漿護(hù)壁的工序，成槽。護(hù)壁、澆注一次性直接成墻。該工法在我國對(duì)江河、湖泊、平原水庫堤壩進(jìn)行防險(xiǎn)加固的工程中發(fā)揮了很好的效果。圖3為振動(dòng)沉鋼模板工法順序圖。     地下連續(xù)墻施工中，對(duì)于地基基礎(chǔ)中有較大石塊或卵石的情況，大多采用可將石塊抓起的抓斗式切削機(jī)。對(duì)于硬土軟巖的地基基礎(chǔ)，大多采用回轉(zhuǎn)式切削機(jī)。     目前，地下連續(xù)墻的施工規(guī)模變得越來越大，抓斗式切削機(jī)最大可進(jìn)行直徑為1m的石塊的施工，回轉(zhuǎn)式切削機(jī)可形成壁厚224m、施工深度達(dá)120m的連續(xù)墻。   

9、60; 目前，德國的Bauer公司在壁式地下連續(xù)墻施工機(jī)械和液壓抓斗切削機(jī)的開發(fā)生產(chǎn)上處于世界領(lǐng)先的地位.4  柱列式與壁式地下連續(xù)墻的比較     柱列式與壁式地下連續(xù)墻相比，雖然施工費(fèi)用比較低，但施工精度較難保證，特別是作為防滲墻使用時(shí)，柱列間易產(chǎn)生不連續(xù)的問題。在柱列式連續(xù)墻施工中，若沒有大的障礙物，切削速度緩慢并且慎重地進(jìn)行施工，則其垂直精度可以得到保證，但施工時(shí)間和費(fèi)用將增加，其施工速度與施工精度完全取決于機(jī)械操作者的技術(shù)水平。目前，國外在柱列式地下連續(xù)墻施工中正廣泛使用的多軸SMW工法施工機(jī)也存在著上述問題，該機(jī)在解決柱與柱之間重疊

10、搭接方面取得了很好的效果，但如施工速度過快，則三個(gè)軸會(huì)發(fā)生全部彎曲。為了解決此問題，國外正在研制可隨時(shí)對(duì)垂直精度進(jìn)行檢測(cè)的裝置，一旦發(fā)現(xiàn)垂直精度出現(xiàn)偏差，則立即將鉆桿向上適當(dāng)提升進(jìn)行糾正。     壁式地下連續(xù)墻在施工精度與連續(xù)性方面比往列式有較大的提高，另外由于連續(xù)墻自身的強(qiáng)度增大，使其可以成為建筑物的一部分而作為承重墻使用，但其最大的不足之處是施工費(fèi)用高。5  地下連續(xù)墻施工機(jī)械的發(fā)展方向與問題     51 大型化     地下連續(xù)墻施工所使用的機(jī)械因施工工法

11、不同而不同，總的來說，正在向多樣化和大深度化方向發(fā)展，特別是在相當(dāng)堅(jiān)硬的基礎(chǔ)中施工時(shí)，為了達(dá)到所要求的埋設(shè)深度，相繼開發(fā)了多種大型機(jī)械。但是，施工現(xiàn)場(chǎng)既有寬闊的平整場(chǎng)地，也常有非常狹窄的地方。因此，高能力的施工機(jī)械及相應(yīng)的施工方法要與施工現(xiàn)場(chǎng)的寬闊程度相適應(yīng)。      52  小型化      對(duì)于地下連續(xù)墻施工機(jī)械，除了要求高能力外，對(duì)大型機(jī)械還要求能夠?qū)ζ溥M(jìn)行分解，并且容易在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝。為了在狹窄及高度受到限制的場(chǎng)地進(jìn)行施工，現(xiàn)已出現(xiàn)了小型化低重心的施工機(jī)械。這類機(jī)械并不是簡單

12、地從機(jī)械構(gòu)造上進(jìn)行改進(jìn)，如進(jìn)行往列式連續(xù)墻施工的長螺旋鉆機(jī)，回轉(zhuǎn)軸（鉆桿）的長度必須滿足施工深度的要求，由于其回轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)位于回轉(zhuǎn)軸（鉆桿）的最上端，如果在施工中不采用接鉆桿的方式，就很難達(dá)到降低高度及重心的目的。      另外，即使是切削機(jī)本身可降低重心，但插人芯材的長度及懸吊芯材的起重機(jī)也必須降低高度和實(shí)現(xiàn)低重心化，一旦芯材采取接長的方式則施工效率將大大降低。另一方面，對(duì)于采取反循環(huán)方式進(jìn)行施工的切削機(jī)，若采用履帶起重機(jī)作為底盤，由于起重機(jī)本身的高度是已定的，若想降低其高度十分困難。     53&

13、#160; 底盤的穩(wěn)定性     大部分地下連續(xù)墻施工機(jī)械是將其主要部分切削機(jī)構(gòu)安裝在底盤上，目前主要是從已生產(chǎn)的起重機(jī)或打樁機(jī)中選擇能夠與切削裝置相匹配的底盤。但是，履帶起重機(jī)的底盤大部分是作為起重機(jī)械而開發(fā)的，在與地下連續(xù)墻施工機(jī)相匹配進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，需考慮與切削裝置的主要部分之間的平衡問題，特別是在施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行小范圍移動(dòng)時(shí)，施工機(jī)本身不拆卸，因此機(jī)械總體的重心位置很高。對(duì)于多軸 SMW工法施工機(jī)，由于回轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置位于回轉(zhuǎn)軸（鉆桿）的最上方，重心高的問題更為突出，在進(jìn)行地下連續(xù)墻等基礎(chǔ)施工時(shí)，屢屢發(fā)生整套施工機(jī)械傾覆的重大事故。其中故然有安全管理方

14、面的問題，但從根本上說還是施工機(jī)切削裝置與底盤之間不匹配所產(chǎn)生的整體穩(wěn)定平衡問題。      在地下連續(xù)墻施工中，施工現(xiàn)場(chǎng)情況的變化很大，施工機(jī)械常常處于非常惡劣的工況，這就需要底盤能夠?qū)η邢鞴ぷ餮b置給予充分的支撐，為了抵抗切削反力，底盤需要有足夠的重量和穩(wěn)定性以及耐久性。特別是對(duì)于地下連續(xù)墻的施工，既要求支撐切削部分的重量，又要具有使其以超低速下降的機(jī)構(gòu)。     綜上所述，對(duì)于地下連續(xù)墻施工機(jī)械這類基礎(chǔ)施工機(jī)械的開發(fā)，將切削裝置與底盤作為一體進(jìn)行設(shè)計(jì)和充分論證是十分必要的。101萬1千地質(zhì)測(cè)量質(zhì)量要求

15、表（吉林參考）11萬15千12千1千1萬草測(cè)12千草測(cè)1234567一地質(zhì)觀測(cè)研究程度沉積巖1對(duì)地層劃分到組或階，如范圍大應(yīng)進(jìn)一步二分或三分，確定其時(shí)代，測(cè)定其厚度及產(chǎn)狀2.對(duì)標(biāo)志層、成礦有利的巖層在圖上的寬度大于1毫米者應(yīng)擴(kuò)大表示，應(yīng)注明；3研究鑒別各地層的接觸關(guān)系，巖層的層理機(jī)械沉積與化學(xué)沉積分異作用，巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特點(diǎn)；4研究噴出巖的特點(diǎn)，層序、層理、及巖相等特征，巖石的組成及其特點(diǎn)，測(cè)定其時(shí)代、厚度及產(chǎn)狀；5.與礦產(chǎn)關(guān)系的研究，含礦層或?qū)Τ傻V有利巖層的空間分布及變化規(guī)律，層位與巖性特征，測(cè)定其厚度與產(chǎn)狀1.在1萬分成的基礎(chǔ)上，按巖層、巖性特點(diǎn)進(jìn)一步詳細(xì)劃分巖層，研究巖石的

16、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征，膠結(jié)物性質(zhì)，結(jié)核體的形態(tài)、沉積韻律、測(cè)定各層厚度、產(chǎn)狀與空間分布關(guān)系。2.3.4.5同左6對(duì)含礦層或成礦有利的地層，或成礦的主要圍巖、對(duì)其巖石作詳細(xì)的巖石礦物鑒定與巖石化學(xué)分析，并應(yīng)控制它的厚度、產(chǎn)狀等有關(guān)特點(diǎn)在空間上的變化。一般地段的研究程度可低于1萬或與之相似。含礦層或成礦有利的巖層其研究程度仍與1萬相同含礦層或成礦有利地層仍與12千相同，其他問題研究程度可低于12千。侵入巖1.確定侵入巖的時(shí)代、種類、規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀，研究侵入巖在時(shí)間上的變化特征；2.對(duì)侵入巖體應(yīng)詳細(xì)劃分巖相；3.研究巖體的原生構(gòu)造；對(duì)原生構(gòu)造帶的特征分布范圍與產(chǎn)狀等，在圖上應(yīng)給予標(biāo)示。4.研究

17、巖體之間及巖體與圍巖之間的接觸關(guān)系，接觸變質(zhì)的范圍，內(nèi)外接觸帶的變化特點(diǎn)及產(chǎn)狀。5.脈巖的分布特點(diǎn)、巖性特征、規(guī)模及產(chǎn)狀，脈巖與巖體的關(guān)系，脈巖之間的關(guān)系、脈巖與成礦之間的關(guān)系。6.研究侵入體與成礦之間的關(guān)系，巖體的形態(tài)變化、產(chǎn)狀變化與巖相變化對(duì)成礦的富集作用。7.巖漿巖型的礦床、對(duì)巖體的研究程度與揭露程度，應(yīng)達(dá)到對(duì)礦化研究程度的要求。除左列1-7各項(xiàng)內(nèi)容外應(yīng)進(jìn)一步做到：1. 詳細(xì)劃分巖相、不僅要從接觸帶的變化特征出發(fā)劃分邊緣相、過渡相及內(nèi)部相，研究各自的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)，而且要從巖漿的結(jié)晶與分異作用、熔離作用、同化作用和自變質(zhì)等特點(diǎn)劃分巖相。2. 揭露和控制巖相及接觸帶的產(chǎn)狀變化；3

18、. 詳細(xì)劃分原生流動(dòng)構(gòu)造與原生裂隙構(gòu)造的分布特征產(chǎn)狀，研究巖體各部位的付礦物特征，近可能的標(biāo)出巖體流動(dòng)前緣；4. 對(duì)巖體與脈巖應(yīng)作詳細(xì)的巖礦鑒定與成礦有關(guān)的巖石化學(xué)分析5. 與成礦有關(guān)的巖相或脈巖，在圖上的寬度大于1毫米者應(yīng)表示，小于1毫米者應(yīng)擴(kuò)大表示，但應(yīng)說明。同上同上1萬1千地質(zhì)測(cè)量質(zhì)量要求表（吉林參考）21萬15千12千1千1萬草測(cè)12千草測(cè)1234567一地質(zhì)觀測(cè)研究程度變質(zhì)巖1研究變質(zhì)作用特點(diǎn)及變質(zhì)程度，劃分變質(zhì)帶2.研究各變質(zhì)帶空間分布規(guī)律與產(chǎn)狀的變化特點(diǎn)，3劃分變質(zhì)相研究各變質(zhì)相系的關(guān)系4.研究變質(zhì)作用與成礦作用或礦化富集作用之間的關(guān)系5對(duì)含礦層或成礦有利的變質(zhì)帶應(yīng)詳細(xì)研究并控制

19、空間分布與變化規(guī)律，研究其層位與巖相特點(diǎn)，測(cè)定其厚度與產(chǎn)狀，其厚度能填出時(shí)應(yīng)專門表示、填不出時(shí)應(yīng)擴(kuò)大表示。1按變質(zhì)程度及特點(diǎn)，詳細(xì)劃分各變質(zhì)帶的變質(zhì)級(jí)，按巖性特點(diǎn)與構(gòu)造特點(diǎn)劃分巖層；2.詳細(xì)研究各變質(zhì)相的剩余礦物，變化礦物及其特征，礦物組合與常見礦物組合特點(diǎn)。3.詳細(xì)研究各變質(zhì)帶的接觸關(guān)系，對(duì)各帶的片理、線理、香腸狀構(gòu)造及殘留構(gòu)造等變化特點(diǎn)，并精確的測(cè)定其產(chǎn)狀。4同左4.55.對(duì)各變質(zhì)基本巖石類型應(yīng)作詳細(xì)的巖礦鑒定與巖石化學(xué)分析，以便進(jìn)一步建立變質(zhì)相系。同上同上構(gòu)造地質(zhì)1查明礦區(qū)的主要構(gòu)造帶與控礦構(gòu)造的特征，2.查明各種性質(zhì)構(gòu)造帶的組合、排列方式、分布規(guī)律，著重研究壓性構(gòu)造帶的分布與變化特征，

20、研究和劃分構(gòu)造型式或體系。3查明各結(jié)構(gòu)面性質(zhì)、特點(diǎn)、規(guī)模及產(chǎn)狀；4區(qū)分不同級(jí)別、不同序次的結(jié)構(gòu)面空間分布規(guī)律與變化特點(diǎn)5.區(qū)分成礦前與成礦后的構(gòu)造帶特點(diǎn)與空間分布特征，不同級(jí)別構(gòu)造帶對(duì)成礦的控制作用。6.研究構(gòu)造體系的復(fù)合與聯(lián)合對(duì)巖漿的活動(dòng)與成礦作用的控制作用。7.對(duì)各種主要斷裂帶與褶皺軸的實(shí)際位置應(yīng)實(shí)測(cè)。同1-6，應(yīng)進(jìn)一步巖研究：1不同級(jí)別、不同序次結(jié)構(gòu)面對(duì)礦體的控制作用特點(diǎn)。2.對(duì)成礦有關(guān)的構(gòu)造帶，在一定距離內(nèi)應(yīng)有工程控制，揭露其形態(tài)，規(guī)模、產(chǎn)狀、充填物等特征，準(zhǔn)確測(cè)量其產(chǎn)狀。3.對(duì)破壞礦體的斷裂，地表應(yīng)有工程控制，查明其性質(zhì)、規(guī)模、產(chǎn)狀及斷距，其界線與斷距應(yīng)實(shí)測(cè)。同上同上1萬1千地質(zhì)測(cè)量

21、質(zhì)量要求表（吉林參考）31萬15千12千1千1萬草測(cè)12千草測(cè)1234567一地質(zhì)觀測(cè)研究程度蝕變圍巖1初步查明蝕變種類，規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)，確定蝕變圍巖的性質(zhì)，對(duì)蝕變帶應(yīng)有工程控制。2.圈定蝕變體或蝕變帶，判斷蝕變作用與火成活動(dòng)變質(zhì)作用的關(guān)系3.研究蝕變圍巖的含礦性。1.詳細(xì)查明各蝕變帶種類，蝕變強(qiáng)度，礦物組合、規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)，確定蝕變圍巖的性質(zhì)，用工程控制蝕變帶的變化。2.詳細(xì)圈定蝕變體和蝕變帶的范圍，按蝕變強(qiáng)度與礦物組合進(jìn)一步細(xì)分，確定蝕變體與火成活動(dòng)、變質(zhì)作用、礦化作用的關(guān)系；3.詳細(xì)研究蝕變作用與成礦作用的關(guān)系。同1萬1與成礦關(guān)系密切的同12千2.與礦關(guān)系不密切的精度可降低。礦化及礦體1. 用槽井探和物化探等手段揭露和控制礦化帶或礦層的規(guī)模產(chǎn)狀及走向的變化；2. 礦化帶、含礦層、礦體、詳細(xì)研究其規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)、礦石自然類型等變化特點(diǎn)，分布規(guī)律。3. 分析和鑒定金屬礦物，脈石礦物的種類及含量4. 對(duì)