摘要：广州地铁二号线洛溪站邻近洛溪新城居民小区，由于周遍房屋住宅密集，经过评估，是广州地铁建设的最大风险点之一。为了基坑施工对房屋地基土变形及扰动减小至最低限度，车站基坑围护结构选用1.2m厚地下连续墙施工（广州地铁首次设计使用）。本文主要介绍使用BC30液压铣槽机施工1.2m厚地下连续墙技术应用，通过地铁洛溪站工程实例介绍铣槽机成槽原理、特点和优点，并结合基坑开挖后围护墙的使用状况对此项施工技术提出改进建议。
关键词：铣槽机；连续墙；改进建议
1、工程概况
洛溪站位于广州番禺区洛溪岛新浦路，车站基坑长164m，底板埋深25m，车站围护结构采用1.2m厚连续墙，深度达29-30m。洛溪站周边房屋住宅密集，且离基坑近，与周边建筑物最小距离只有1.7m,围护支撑采用4道混凝土支撑+1道钢支撑。地下连续墙嵌固深度为进入基坑底2.5m～5.5m，最大槽深约30.0m，最大墙幅为6.5m，共88个槽段（连续墙中心线周长381.4m）。其中，Ⅰ序槽（分别为“一”“Z”“L”型槽）44幅，长度6.5～2.4m；Ⅱ序槽44幅，长度2.8m。地下连续墙槽段间接头采用切削相接的形式连接。经过现场勘察，现有建筑物基础桩采用桩长约16-20mφ480锤击式沉管灌注桩和φ400预制管桩，浅于基坑深度。
本工程地层情况为第四系、白垩纪红层泥质粉砂岩，地面以下0～3m为人工填土层；2.0～12m淤泥层；7.2～20.5m为粉细砂层；16.5～20.5m为全风化岩层；17.5～29.0m为强风化岩层；19.0～30.0m为中风化岩层；20.5～30.0m为微风化岩层。其中连续墙进入微风化岩层最深的约12m。单轴最大抗压强度为38Mpa，平均抗压强度20-25Mpa。车站南端离珠江不足300m，地下水与珠江水系联系密切。
2 基坑围护选型及其工程特点
2.1地铁洛溪站车站围护结构选型及其工程特点主要体现在以下几个方面：
1) 车站地质：洛溪站底板埋深为24~25.6m，连续墙槽最深为30m。由于淤泥和砂层总厚度达14~17m，而且离珠江不足300m，地下水与珠江水系联系密切，含水丰富，基坑围护施工地质情况很差。地层情况为地面下1m起即为厚度大于15m砂层，砂层以下即为硬度约25-45MPa的中、微风化岩石。围护墙基底嵌岩深度分别为2.5m、3.5m、5.5m。其中，北端比南端微风化岩面高，北端连续墙嵌岩8～12m。
2) 车站周边环境：车站基坑周边建筑物密集，最近处距基坑边不足2m。现有建筑物以多层框架为主，基础桩采用桩长约16-20mφ480锤击式沉管灌注桩和φ400预制管桩，桩台多为一桩或二桩台，桩尖置于全风化层或强风化层的摩擦端承桩（浅于基坑深度），而且地下15m以内基本上为砂层，基坑施工时失水会导致周边地层沉降，从而使房屋基础产生负摩阻力，引起房屋基础及整体的沉降，严重时会使房屋产生裂缝，影响房屋的正常使用。因此围护墙成槽质量和实体质量的施工对周边建筑物的影响很大。
3) 基坑设计控制：由于周遍房屋住宅密集，基坑施工要求对房屋地基土变形及扰动减小至最低限度。本基坑的安全等级为一级，位移要求值严格不能超过30mm，实际设计限定最大位移20mm。因此根据本基坑开挖深度，基坑四周对挡土防水结构的严格要求，并在设计计算时考虑周围房屋基础的荷载，确定采用1.2m厚的连续墙以满足配置纵向受弯钢筋和保证一级安全等级的位移要求的最小刚度。
2.2用传统的“冲孔抓槽”工艺施工洛溪站主体围护结构采用1.2m厚地下连续墙，受抓槽机械限制，难于施工大于1m厚以上的地下连续墙；洛溪站狭窄的施工场地无法满足传统的“冲孔抓槽”工艺钻机摆放、泥浆池、弃渣池等布设。传统的“冲孔抓槽”工艺也不适应洛溪站的地质条件和周边环境。故经比选，确定使用德国宝峨BC30液压铣槽机成槽施工连续墙。
3 BC30双轮铣槽机的成槽原理
3.1 BC30双轮铣槽机主要技术参数表：
3.2 铣槽机工作原理
铣槽机工作原理：铣刀架是一个高15m、重30t带有液压和电气控制系统的钢制框架，下部安装3个液压马达，水平向排列，两边马达分别驱动两个装有铣齿的铣轮。铣槽时，两个铣轮低速转动，方向相反，其铣齿将地层围岩铣削破碎，中间液压马达驱动泥浆泵，通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆混合物排到地面泥浆站进行集中除砂处理、然后将净化后的泥浆返回槽段内,如此往复循环,直至终孔成槽。
图1铣槽机示意图 图2槽段划分示意图 图3铣轮工作原理示意
4 施工介绍
与传统的“冲孔抓槽”工艺施工地下连续墙相似，使用BC30液压铣槽机施工1.2m厚地下连续墙技术工艺大体分为导墙施工-泥浆制作-成槽-钢筋网制作及安装-清槽-水下混凝土浇注。由于成槽设备不同，铣槽机施工1.2m厚地下连续墙有其特别之处。
4.1连续墙槽段划分
1) 连续墙槽段划分考虑一般因素有：成槽的地质条件、地连墙围护受力、钢筋网起吊、“开塞”砼灌注条件等确定标准单元槽段长度。但是本工程成槽机械刀架的长度2.8m的特点是槽段划分的决定因素。
2) 本工程使用的双轮铣槽机一次洗槽宽度为2.8米，连续墙分为Ⅰ序槽和Ⅱ序槽。其中，Ⅰ序槽长度一般为5.9～6.5m，每槽分三刀成槽，即先铣左右再铣中间；左右两刀长度各为2.8m，为了两个铣轮受力均衡，保证成槽的垂直度，中间一刀长度不大于1.5m；连续墙的转角槽段，包括“L”型和“Z”字型均设为Ⅰ序槽。见图4。
3) Ⅱ序槽长2.8m，一刀成槽。
4.2Ⅰ、Ⅱ序槽段接头处理：Ⅱ序槽是在左右两个Ⅰ序槽砼达到一定强度后进行成槽的，成槽时铣轮在Ⅰ序槽的接触面上铣切出20cm厚的新鲜砼接触面，从而确保了Ⅰ、Ⅱ序槽砼的紧密结合。见图5。
图4Ⅰ序槽三刀成槽示意图图5接头施工示意图
4.3成槽质量控制主要从铣槽机开槽定位控制、垂直度控制和成槽速度控制三方面控制。
1) 铣槽机开槽定位控制：在铣槽机放入导墙前，先将铣槽机的铣轮齿最外边对准导墙顶的槽段施工放样线，铣轮两侧平行连续墙导墙面，待铣轮垂直放入导墙槽中再用液压固定架固定铣槽机导向架，固定架固定在导墙顶，确保铣刀架上部不产生偏移，保证铣槽垂直。
2) 垂直度控制及纠偏：电脑控制成槽的垂直度，始终保证成槽的垂直度在设计及有关规范内，如有超出垂直度偏差的，回填石渣或C10低标号的砼至超出垂直度槽深的上部1.0m，再重新铣槽直至将其修正在连续墙设计垂直度允许范围之内。曾经在洛溪站因一幅连续墙槽段倾斜过大，造成钢筋笼无法放下，原因是铣槽机垂直度控制的仪器仪表失灵造成人为控制出现误差。
3) 成槽速度控制：为保证成槽的垂直度，在开槽及铣槽机导向架深度内，控制进尺稍慢，保证开槽的垂直度，在进入岩层时为防止同一铣刀范围内岩层高差较大，两边铣轮受力不同容易出现偏斜，更要控制好进尺，尽量控制进尺偏慢，保证成槽垂直度在设计及有关规范允许范围内。
4.4使用BC30液压铣槽机施工1.2m厚地下连续墙特点是成槽与清槽同时进行，边成槽边清槽。铣槽完毕后，用铣槽机的反循环系统清除沉积槽底沉碴，提高成墙质量。
4.5洛溪站使用BC30液压铣槽机完成88个槽段地下连续墙，统计分析得出三组数据值得后续工程借鉴。
1) 88个槽段共浇筑混凝土13000m3，混凝土充盈系数为1.05，说明槽孔垂直度和平整度较好。而地铁南浦站采用传统的施工工艺连续墙砼充盈系数达到1.17左右。
2) 洛溪站1.2m厚连续墙26m深代表性槽段为例，地面下1m起即为约15m砂层，砂层以下即为约10m硬度约25-45MPa的中、微风化岩石。铣槽施工每刀只需连续铣槽8小时即可完成，一个6.8m的Ⅰ序槽只需三刀即可完成，需时24小时；若采用“冲孔抓槽”工艺粗略估算6m长的槽段3个端头孔冲孔需3天，按10m的修岩深度，需使用3-4天时间方可完成槽底修整，需时7天以上方可完成。
3) BC30液压铣槽机铣削刀齿可分为羊角齿、平齿和锥齿，施工时可根据不同的地层选用。本工程铣槽机实际选用平齿刀，经过统计分析得出平齿刀进尺参数表。
5 铣槽机施工连续墙的优点
与传统的“冲孔抓槽”成槽工艺相比，铣槽机铣削成槽施工工艺具有以下优点：
1) 施工效率高，尤其适应在全强中风化岩层，比常规的“冲孔抓槽”成槽施工工艺快2～3倍。
2) 成槽精度高。如29m长的钢筋网可以一次下放到底，不存在任何障碍，砼浇筑充盈系数为1.05左右，说明槽孔垂直度和平整度较好。
3) 清孔质量好、速度快。采用反循环泥浆只需半个小时清孔，使得砼浇筑时间大大缩短。“L”型和“Z”字型槽可正反循环交替清孔。
4) 泥浆损失少，循环利用率高。
5) 文明施工能较好地控制，环境污染小，全过程无较大的冲击和震动，特别适合市内基坑围护施工。
6 铣槽机成槽改进建议
6.1使用BC30液压铣槽机在全强中风化岩层（45Mpa以内），铣削工效高，成槽质量好，清槽速度快，精度高；但在弱风化岩层中（80Mpa以上），适应性较差，进尺慢。
6.2基坑围护墙使用状况统计表明，局部槽段接缝不严且漏水点较多，在连续墙内侧接缝处形成宽3～10cm，深5～10cm小缝。改进建议为：在Ⅱ序槽段成槽结束后应对接头进行清理，在下钢筋笼前使用带钢刷的冲槽清理接头；漏水点需要及时采用缝前灌浆堵漏处理，消除围护止水隐患；Ⅱ序槽混凝土掺入10-16%膨胀剂，减小Ⅱ序槽混凝土的收缩变形。
6.3本工程使用的铣削搭接（0.2m）的接头方法，按连续墙的垂直度的规范偏差要求，此种接头处理建议在槽深40m以内使用。否则，调整铣削搭接长度。
6.4为保证导向架的固定和连续墙的垂直度，建议改进垂直度监测测量控制好导墙的深度最好能达到2.6m处范围。另外，Ⅱ序槽施工前应把Ⅰ序槽地面以下2.6m深范围内凸出的砼面修平，以免铣槽机施工时影响连续墙的垂直度。
6.5对Ⅱ序槽铣削Ⅰ序槽20cm厚的砼应控制好铣削的时间，最好是在Ⅰ序槽浇灌完砼后5天左右进行铣削；同样因槽段垂直度问题致使钢筋笼没法下到底而采用砼充填的槽段也应考虑在砼浇灌后5天左右进行铣削比较适宜。
7 结束语
由于铣槽机施工1.2m厚地下连续墙的施工质量有保证，文明施工容易控制，尤其适用于周围建筑物比较密集的地方。因此，铣槽机作为先进的连续墙成槽设备值得在城市的深基坑工程中推广应用。
