双轮铣在小浪底槽孔防渗墙施工中的运用

李俊奇 李立刚

　　双轮铣，又称液压铣槽机，是建造地下连续墙的挖掘设备。小浪底工程中使用的双轮铣型号为HF4000，一次成槽1.2mx2.8m，履带式起重机起重能力120t，液压马达功率475HP，切削机体机架高15m，重30t，切削鼓轮转速9～25r/min，切削扭矩4000kg·m，抽浆泵排量450m3/h，最大碴径100mm，最大扬程75m。

　　双轮铣有以下工作特性：①对地层适应性强，在淤泥、砂、砾石、卵石及中硬强度的岩石、混凝土中均可开挖。②钻进效率高，在松散地层中钻进效率 20～40m3/h，在中硬岩石中钻进效率1～2m3/k。③运转灵活，操作方便。双轮铣的履带式起重机可自由行走，不需要轨道，在控制室可方便安全操作。④自动记录仪监控全施工过程，同时全部记录。⑤低噪音、低震动。

小浪底槽孔防渗墙的施工特点

　　小浪底河床砂卵石覆盖层70多米深，中间有1～4m的夹砂层，基岩主要为紫红色细砂岩和黏土岩。槽孔防渗墙混凝土设计强度28天最小为35MPa，渗透系数≤10-7cm/s。槽孔防渗墙分两期施工：第一期为右岸滩地部分，用冲击钻造孔、套打一钻的施工方法，采用掺加粉煤灰的缓凝性混凝土，来降低混凝土的早期强度，减少套打接头孔的困难;第二期为左岸河床部分、处于大坝施工关键线路上，必须按期完成。而在防渗墙轴线中间有一“老虎嘴”，又增加了施工难度，对此采用了高效的抓斗和双轮铣造孔设备及适合设备高效施工的横向接头孔方案，如图所示。

横向接头孔方案

　　先开挖横向接头孔浇筑塑性混凝土，然后进行主槽孔的施工。在进行I序槽孔开挖时，超出接头孔中心线10cm，Ⅱ序槽孔开挖时，必须将I序槽孔超出接头孔中心线10cm的混凝土用双轮铣铣削干净，形成新鲜的混凝土接触面。接头孔中超出主槽孔的塑性混凝土保留下来，对接缝起加固和保护作用。

双轮铣在施工中的运用

　　在小浪底槽7L防渗墙施工中，双轮铣的主要作用是开挖基岩和铣削接缝混凝土，并兼顾测斜和清孔换浆工作。

　　①开挖

　　抓斗为主要的开挖设备。施工高峰期共有4台抓斗投入使用。当抓斗开挖到基岩时，用双轮铣对基岩进行铣削。对于期槽孔防渗墙的开挖，超出槽孔中心线10cm的I期槽孔的混凝土用双轮铣铣去，使槽孔接缝有新鲜的混凝土面。双轮铣在抓斗的配合下，也用于均质地层的开挖，且工作效率较高。如表列出双轮铣在岩石开挖中的工作情况。

　　②测斜、测深

　　双轮铣自身带有电子指示仪可自动记录孔深、孔斜等情况，随时纠正开挖过程中上下左右的偏差。在I序槽孔开挖过程中，双轮铣工作中的测斜即作为测斜资料，在Ⅱ序槽孔开挖中，为了保证与在Ⅰ序槽孔的混凝土接触，双轮铣必须重新定位后进行测斜，才能作为最终的测斜资料。

　　③基岩鉴定

　　规范要求槽孔防渗墙进入基岩≮1m。在单槽孔开挖时，为了保证全断面达到基岩面，岩样必须在双轮铣循环浆液的筛分机上取得。同时，岩样中有90%的以上为基岩，且岩性与勘测岩性相符合时，确定为初见基岩石。抓斗在开挖过程中，抓出的部分基岩块、只能作为初见基岩。

　　④清孔换浆

　　双轮铣在工作中，抽取槽孔内浆液，排出石碴。同时，补充新鲜的膨润土浆液，开挖槽孔完成后，槽孔内的浆液即为新换制的膨润浆液，接着可进行混凝土浇筑的准备工作。

双轮铣与冲击钻的对比

　　第二期施工过程中采用的双轮铣与第一期采用的冲击钻相比，具有以下优点：

　　①双轮铣造孔效率高。根据30多个工程的统计，双轮铣施工平均工效为2630m2/台·月，而冲击钻的平均施工工效为90m2/台·月。

　　②造孔垂直度高，避免了小墙和缩径。而冲击钻钻头重1.5～5t，高2m，在造孔过程中，由钢丝绳起吊，很容易发生偏移。在劈打副孔中，中部和底部容易发生遗漏的地层，即形成小墙或缩径。

　　③扩挖系数小。冲击钻地对层的冲击和震动大，使地层的扩挖系数增大。小浪底右岸槽孔防渗墙冲击钻造孔中，扩挖系数平均为1.67；左岸使用抓斗和双轮铣造孔，主槽孔扩挖系数平均为1.18。

　　④双轮铣自行运转，操作简便，排碴同时即清孔换浆，减少了混凝土浇筑准备时间。冲击钻需建造施工平台和轨道，用抽简出碴，清孔换浆不彻底、时间长。

　　⑤双轮铣也有一定的局限性，当遇到大型孤石时，必须用冲击钻或重锤来配合工作。