雙輪銑槽機(jī)銑槽裝置的比較研究

■徐云喆 ■遼寧撫挖重工機(jī)械股份有限公司大連技術(shù)分公司，遼寧 大連 116000

1 引言

雙輪銑槽機(jī)以其成槽深度大(可達(dá)地下150m)、成槽效率高(為抓斗施工方法的2 到3 倍)、成孔規(guī)則(墻體垂直度可控制在3‰以?xún)?nèi))、成墻防滲透效果好、安全環(huán)保、適應(yīng)大部分土層，并能在硬地層、巖石以及卵礫石等復(fù)雜地層下施工等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越多的被地下連續(xù)墻施工工程采用。

本文就目前市場(chǎng)上的主流雙輪銑槽機(jī)銑槽裝置特點(diǎn)、成槽精度、工作環(huán)境要求、整機(jī)經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行比較研究，為企業(yè)進(jìn)入雙輪銑槽機(jī)市場(chǎng)選型提供幫助。

2 雙輪銑槽機(jī)簡(jiǎn)介

雙輪銑槽機(jī)銑槽裝置是通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)底部?jī)蓚€(gè)銑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水平切削、破碎地層的一種特殊裝置，是基坑圍護(hù)、堤壩防滲、軌道交通、城市基礎(chǔ)建設(shè)等施工領(lǐng)域又一種新型的地下連續(xù)墻成墻設(shè)備。目前市面上常用的雙輪銑槽機(jī)由銑槽裝置、承載主機(jī)、泥漿處理機(jī)注入系統(tǒng)等組成。

3 現(xiàn)有產(chǎn)品對(duì)比分析:

國(guó)際上常用的雙輪銑槽機(jī)主要由意大利土力公司、德國(guó)寶峨集團(tuán)、日本株式會(huì)社東亞利根鉆機(jī)、上海金泰工程機(jī)械有限公司等公司生產(chǎn)。

3.1 土力公司雙輪銑槽機(jī)特點(diǎn)

土力的雙輪銑槽機(jī)銑槽裝置為H 系列，成槽寬度800～1200mm，成槽長(zhǎng)度2600～3000mm，銑槽裝置高為13m，重量約37～40t，銑槽深度達(dá)到90m。

H 系列銑槽裝置為框架型結(jié)構(gòu)利用液壓油缸推動(dòng)導(dǎo)向板實(shí)現(xiàn)糾偏功能，特色是增加了銑輪擺動(dòng)功能，使成墻精度顯著提高，在縱向和垂直方向上成墻垂直度達(dá)到了0.2～0.4%。

銑槽裝置懸掛于主機(jī)起重臂臂頭之下，需要配備90、120 噸級(jí)的SC、SR 系列起重機(jī)。

成槽裝置的高度及承載型主機(jī)的大小注定H 系列的產(chǎn)品不適用于高度受限的區(qū)域工作。

動(dòng)力方面，經(jīng)常需要對(duì)其配備額外的動(dòng)力站，這些都給雙輪銑槽機(jī)整體的運(yùn)輸帶來(lái)了不便，也增加了施工時(shí)的占地面積。

由于銑槽裝置、承載主機(jī)重量比較大，因此施工時(shí)經(jīng)常需要對(duì)地面進(jìn)行預(yù)處理，以使地面承載力可承受整套成槽裝置質(zhì)量。

不考慮價(jià)格高昂的銑輪部分成本，單純巨大的框架型結(jié)構(gòu)、90 乃至100 噸級(jí)的承載主機(jī)、必然在成本和運(yùn)輸方面帶來(lái)昂貴的代價(jià)，也必然使工程造價(jià)不能有效降低。

3.2 寶峨集團(tuán)雙輪銑槽機(jī)特點(diǎn):

寶峨的雙輪銑槽機(jī)分為BC、BCM 兩個(gè)系列，BC 系列為BC32、BG35、BC40、BC50 四個(gè)型號(hào)，成槽寬度640～2000mm，成槽長(zhǎng)度2800～3200mm，銑輪裝置高度9.5～12.7m，銑槽裝置質(zhì)量22.5～48.9t，其承載主機(jī)為強(qiáng)力型起重機(jī)，銑槽深度可達(dá)150m;BCM 系列為BCM5、BCM10 兩個(gè)型號(hào)，成槽寬度550～1200mm，成槽長(zhǎng)度2400～2800mm，銑槽裝置高度2.35～2.8m，銑槽裝置質(zhì)量5.1～7.4t，其承載主機(jī)為旋挖鉆機(jī)，銑槽深度可達(dá)80m。

由于銑輪動(dòng)力及傳動(dòng)部分采用專(zhuān)利技術(shù)不同，土力的銑輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)與土力公司不同，糾偏裝置對(duì)比土力缺少銑輪擺動(dòng)裝置。其成槽精度、工作環(huán)境、主機(jī)制造成本等方面與土力H 系列無(wú)明顯區(qū)別。

近年為CSM(Cutter Soil Mixing)工法開(kāi)發(fā)的BCM 系列銑槽裝置其質(zhì)量控制在了7.5t 以下，對(duì)承載主機(jī)的也由強(qiáng)力起重機(jī)向旋挖鉆機(jī)轉(zhuǎn)變。

BCM 系列承載主機(jī)為BG 系列旋挖鉆機(jī)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)使用旋挖鉆機(jī)的立式桅桿使其糾偏精度進(jìn)一步提高。

BCM 系列對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、承載主機(jī)需求均有所降低，在整機(jī)制造成本及后期維護(hù)、運(yùn)輸費(fèi)用上得到了降低，從而為其工程造價(jià)的降低提供了可能。

但由于部分BCM 系列成槽裝置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)高度比較高，部分機(jī)型同樣不適于空間高度受限的場(chǎng)所。

3.3 東亞利根鉆機(jī)雙輪銑槽機(jī)特點(diǎn):

利根的雙輪銑槽機(jī)分為EMX 系列和SMX、MPD -TMX 兩種機(jī)型，EMX 系列成槽寬度650～3200mm，成槽長(zhǎng)度2400～3200mm，銑輪裝置高度7.2～8.2m，銑槽裝置質(zhì)量30～55t，銑槽深度均可達(dá)到150m，其承載型主機(jī)為強(qiáng)力型起重機(jī);SMX 與MPD-TMX 的共同點(diǎn)在于成槽寬度650～1000mm，銑槽裝置質(zhì)量8t，不同點(diǎn)在于SMX 的成槽長(zhǎng)度為2410mm，銑槽深度達(dá)到32m，MPD-TMX 成槽長(zhǎng)度2400mm，銑槽深度達(dá)到60m。

EMX 系列和寶峨BC 系列如出一轍，只在銑槽裝置銑輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)部分有明顯的區(qū)別，因此其糾偏能力、工作環(huán)境、成本等與寶峨的BC 系列無(wú)明顯區(qū)別。SMX 對(duì)比BCM 系列也是如此。

MPD-TMX 等機(jī)型對(duì)銑槽裝置進(jìn)行了優(yōu)化，在滿(mǎn)足挖深的前提下簡(jiǎn)化銑槽裝置，減小對(duì)承載主機(jī)的要求。其銑槽裝置是所有廠家里邊最小巧的，而其承載主機(jī)更是目前世界上所有雙輪銑槽機(jī)供應(yīng)商里最小的，如MPD-TMX 系列挖深60m 時(shí)所用主機(jī)是0.45m3小型挖掘機(jī)。

MPD-TMX 由于銑槽裝置輕，承載主機(jī)小巧，能耗也低，因此其可以適應(yīng)目前國(guó)內(nèi)大部分公司的使用，其制造成本和運(yùn)輸費(fèi)用也必然是上述廠家里最小的，如大量使用必將大大降低地下連續(xù)墻的工程造價(jià)。

3.4 上海金泰雙輪銑槽機(jī)特點(diǎn):

金泰的雙輪銑槽機(jī)分為SX、SC 兩個(gè)系列，SX 系列成槽寬度800～1000mm，銑槽裝置質(zhì)量40t，銑槽深度達(dá)到60m，其承載型主機(jī)為其自制履帶式主機(jī);SC 系列成槽寬度750mm，成槽長(zhǎng)度2800mm，銑槽裝置高度小于3m，其承載型主機(jī)可改為旋挖鉆機(jī)，銑槽深度達(dá)到50m。

SX、SC 系列均采用金泰獨(dú)立設(shè)計(jì)的銑輪機(jī)構(gòu)、糾偏能力、承載主機(jī)等方面無(wú)明顯區(qū)別但加上中國(guó)制造的優(yōu)勢(shì)，其成本及運(yùn)輸、維護(hù)費(fèi)用較國(guó)外公司有很大優(yōu)勢(shì)。

4 雙輪銑槽機(jī)的市場(chǎng)需求

隨著國(guó)家水電、高鐵、地鐵、城市建設(shè)等基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)施工工法受到復(fù)雜的地質(zhì)條件、成槽深度過(guò)大、地下水位復(fù)雜等的影響。因此對(duì)于可以在復(fù)雜環(huán)境下、惡劣地質(zhì)條件下實(shí)現(xiàn)大深度挖深的地下連續(xù)墻的雙輪銑槽機(jī)設(shè)備的需求越來(lái)越多。

2011 年為提高地鐵施工中地下連續(xù)墻的防滲透功能，天津引進(jìn)價(jià)值3500 萬(wàn)元的BCM5 銑槽裝置配置BG40 旋挖鉆以及成套泥漿處理及注入系統(tǒng)的雙輪銑槽機(jī);同年5 月為解決地鐵興建過(guò)程中遇到的沖擊河流、地下水位豐富等問(wèn)題，引進(jìn)價(jià)值4200 萬(wàn)的H8 型銑槽裝置，配備強(qiáng)力起重機(jī)，引進(jìn)成套泥漿處理及注入系統(tǒng)。

5 結(jié)論

H、BC、EMX、SX 等系列的銑槽裝置在銑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上各不相同，但在銑槽裝置外型及主機(jī)要求上比較接近，因此其常規(guī)機(jī)型均不適用于高度受限的場(chǎng)合，且造價(jià)高昂，不利于銑槽裝置的推廣應(yīng)用。

BCM、SMX、SC 系列銑槽裝置同樣在銑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上各不相同，但在銑槽裝置外型及主機(jī)要求上比較接近，因此其常規(guī)機(jī)型同樣不適用于高度受限的場(chǎng)合，雖然成本較前邊銑槽裝置有所降低，但降低有限，近期仍不適宜大規(guī)模推廣，并取代傳統(tǒng)的地下連續(xù)墻成槽設(shè)備。

日本的MPD-TMX 型雙輪銑槽機(jī)卻在銑槽裝置小型化、輕量化，承載主機(jī)小型化方面做到了極致，其承載主機(jī)大膽選用0.5m3的挖掘機(jī);這一機(jī)型的產(chǎn)生在銑槽裝置方面小型化方面達(dá)到了極致，承載型主機(jī)選擇多樣化方面也有了新的拓展，伴隨而來(lái)的是雙輪銑槽機(jī)制造、運(yùn)輸、維護(hù)費(fèi)用的降低，同時(shí)也為降低施工成本，推廣雙輪銑槽機(jī)的發(fā)展指明了方向。

企業(yè)在選擇進(jìn)入雙輪銑槽機(jī)市場(chǎng)時(shí)要從銑槽裝置入手，結(jié)合自身單位實(shí)際情況，如非必要，選擇小型化的銑槽裝置，配備小型的承載主機(jī)，在降低投入的基礎(chǔ)上必然可以為企業(yè)帶來(lái)可觀的利潤(rùn)。

［1］朱思聞.液壓雙輪銑槽機(jī)地下連續(xù)墻施工技術(shù).上海隧道.

［2］德國(guó)寶峨雙輪銑槽機(jī)系列樣本.

［3］意大利土力公司雙輪銑槽機(jī)系列樣本.

［4］日本株式會(huì)社東亞利根鉆機(jī)雙輪銑槽機(jī)系列樣本.

［5］上海金泰雙輪銑槽機(jī)樣本.