田泽宇
【摘 要】链刀式地下连续墙成墙设备是一种用于地下基础施工的设备.该设备可以在各种较为复杂的地质条件下,较好地实现地下连续切槽搅拌成墙,可有效解决基坑、堤坝等周边支护、承压、防渗、止水问题.介绍了中国铁建重工集团有限公司研发的LSJ60型链刀式地下连续墙设备的基本构成、工作原理及其施工技术.
【期刊名称】《铁道建筑技术》
【年(卷),期】so.csdn/api/v3/search?p=1&t=all&q=2013(000)004
【总页数】5页(P56-60)
【关键词】连续墙设备;结构原理;施工技术
【作 者】田泽宇
【作者单位】中国铁建重工集团有限公司 长沙410100
【正文语种】中 文
【中图分类】U445.3
1 引言
随着国民经济的快速发展，高速铁路、城际铁路、城市地铁以及城市地下空间的综合开发利用已成经济建设发展的重要方向。加之近年来自然气候的变化，各种自然灾害及其次生灾害已严重影响到了人类生活、工作及环境安全。江河疏浚工程、堤坝加固工程、农业灌溉等水利工程垃圾填埋、尾矿处理等各种污染物处理和控制工程的建设工作得到了高度重视。这些建设的需要必将为LSJ60型链刀式地下连续墙设备等各种基础施工设备、施工技术提供广阔的应用和发展空间。
2 地下连续墙施工设备
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目前已知能够施工地下连续墙的设备主要有:(1)链刀式地下连续墙设备;(2)三轴搅拌桩设备(SMW);(3)抓斗式成槽机;(4)双轮铣成槽机;(5)多头钻机;(6)冲击钻机;(7)旋挖钻机;(8)钢模板法成墙等。各种设备结构原理、施工方法和特点各不相同，其中以链刀式、三轴搅拌、抓
斗式、双轮铣、钢模板法成墙等几种设备最为常用。如针对地基中有较大石块或卵石的情况，大多采用可将石块抓起的抓斗式成槽机;而对于较硬的软岩地基基础，大多采用双轮铣;钢模板法成墙对江河、湖泊、水库堤坝防险加固工程中发挥了很好作用;链刀式和三轴搅拌设备以其诸多优点得到较为广泛的应用。链刀式地下连续墙设备技术更是近年来引入我国的新装备技术，目前国内只有个别厂家能够生产这种设备且规格单一、未形成批量。本单位新研发的LSJ60链刀式地下连续墙设备技术先进、适用面广，可满足多种地质条件下的地下连续墙、特别是高质量要求的大型基础地下连续墙施工需要。
3 链刀式地连墙设备工作原理
(1)利用环绕在刀箱两侧的链轨式切刀组的连续环向运动实现对地下岩土的切削，伴随着刀箱上下直线运动，刀箱和链刀不断插入地基土层直到预定成墙设计深度;(2)达到设计深度后，通过横向移动装置带动整个切割机构(含刀箱和链刀)做横向推进动作，推动刀箱和链刀沿成墙方向横移实现切槽;(3)为确保切割墙体顺利进行，同时开启同步注浆系统通过刀箱内部管道将具有一定压力的切削液从最下端两侧喷出，以达到减少切割负荷、稳定墙体侧壁的作用;(4)搅拌成墙，根据工艺要求当墙体切割到一定长度后，即可通过刀箱内部管道将机器人焊接系统
具有一定压力的固化液(水泥浆)从刀箱出浆口注入，同时横向移动装置带动整个切割机构做横向往复运动，切割后的原土和水泥浆液通过链式切刀的切割搅拌运动得以充分混合形成均匀的水泥土浆液，浆液固化后即可形成一道连续、均匀、平整的具有防渗、挡土支撑甚至承重功能的地下连续水泥土墙体。(5)如施工需要，还可在水泥土搅拌后固化前的间隙时间内按规范要求插入工字钢，以增加墙体的承载能力。
4 链刀式地连墙设备适用范围及其优势
根据LSJ60链刀式地下连续墙设备工作原理可知，该设备是一种适用于各类黏性土、砂土、砂砾及较松散的砂砾石层等地层的地下连续水泥土搅拌墙的施工机械。其主要用于建筑物基础基坑工程、地下通道及盾构竖井基坑工程、地铁交叉工作井基坑工程起基础支护挡土和止水防渗作用的水泥土搅拌墙施工;同时也适用于大型垃圾填埋场、废旧污染物处理场、尾矿坝池、港湾以及大型水库堤坝防的隔断、防渗、止水地下连续墙的施工。
链刀式地下连续墙设备与三轴搅拌、抓斗式、铣削式等传统连续墙设备成墙相比，其特殊的结构设计和成墙方式，使其具有了以下较为显著的优点:
(1)地质适应性较广，链刀式地下连续墙设备适合在黏性土、粉土、砂土、砂砾土以及含φ100 mm左右少量卵石的黏土等地质条件下施工，特别适合黏土和粉细砂土质施工。
(2)链刀式地下连续墙设备由于使用统一宽度的链刀进行连续切割和搅拌，使得其墙体质地均匀、厚度均一、连续无缝(完全实现墙体的无缝连接)。水泥土墙体在材料消耗相同的情况下和三轴搅拌桩成墙质量相比具有更好的抗压强度和防渗止水效果，与抓斗式设备施工的连续墙相比工效更高，成本更低。
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(3)链刀切削时刀箱装置只在水平横切方向受岩土反力，基本不受轴向力和与横切方向垂直的其他载荷，刀箱装置变形小，因而生成的墙体垂直度好。简易车棚
(4)墙体中安装型钢芯材更为方便合理，与三轴搅拌桩和抓斗式连续墙施工设备相比，链刀式连续墙的墙体中型钢插入间距无桩径、桩距、墙体结构和设备结构限制，可完全按照墙体承载要求布置。
(5)设备和施工稳定性好，成槽深度更深。由于链刀是环绕在可拼接刀箱上的，设计的成墙深度可通过刀箱的拼接得以实现，墙深与单个刀箱长度没有直接关系，因此设备整机高度
较低。它不到10 m的整机高度与三轴搅拌设备几十米的高度相比具有明显优势，对场地邻近物和上部空间条件要求较低、行驶和作业稳定性好，极大地减少了倾翻危险。
(6)更适合大范围长距离的简单直线形地下连续墙施工，工程质量、工效等优势突出，综合经济性良好。
5 链刀式地连墙设备主要结构和功能
LSJ60链刀式地下连续墙设备是中国铁建重工集团有限公司独立研发的具有自主知识产权的新型地下连续墙施工设备。该设备集机械工程、液压传动与自动控制技术、数字信息化技术于一体，具有整机重心低、稳定性好、成墙强度高、墙体质量均匀，承载能力强、截水性能好等特点。设备主要由履带式底盘行走系统、双动力柴油机动力系统、液压系统、电液控制系统、上车架总成、门架总成、滑移架、链刀驱动、刀箱、链轨切刀等部分组成(见图1)。整机标准重量为140 t，履带平均接地压力155 kPa。工作时采用2个液压支腿来增强整机的工作稳定性。
图1 LSJ60链刀式地下连续墙设备整车结构
(1)动力系统分为两个部分:一部分为设备行走动力系统，另一部分为设备工作动力系统。分别由180 kW与380 kW两台柴油发动机组成。动力系统可以互为备用，当设备工作动力系统出现故障后，可由设备行走动力系统提供部分动力继续完成工作或将设备适合状态进行维修。
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