摘要
介绍了双轮铣槽机的应用背景以及工作原理，针对双轮铣在地下连续墙硬岩成槽过程中出现的问题，分析了现阶段对纯铣法认识的误区以及硬岩工况采用纯铣法的局限性，硬岩工况下采用纯铣施工并不能充分发挥双轮铣这种设备的技术优势，提出了一种应用于硬岩成槽的钻铣组合工法，分析了这种组合作业工法的优点，并从引孔方法选择、引孔布置、孔径选择出发，基于平行作业的原则，介绍了组合工法的关键环节“钻”的实施方法，提出了适用于不同直径、不同岩石强度、采用不同钻孔设备的三种钻孔布置方法，并结合具体施工案例，对该工法的实际应用以及所取得的有益效果予以证实。最后阐述了“钻”“铣”两种作业方式的配合关系。
随着国内地下连续墙施工技术不断发展，由最早的正反循环钻进成槽、冲击钻成槽等传统方法，逐步发展为冲抓成槽、铣削成槽。在土层应用的冲抓成槽法已经得到广泛普及，而铣槽法作为一种可在硬岩地层成槽的施工方法，其拥有技术含量高、成槽质量好、环境友好的优点，但是受到双轮铣槽机设备成本、使用成本的限制一直未得到广泛应用。随着双轮铣设备逐步国产化，铣槽法的施工成本也在大幅降低，越来越多的企业开始采用双轮铣施工，但是在应用过程中，发现双轮铣的施工效率、经济性并不如预期。通过与相关企业交流以及国内重大工程的文献资料分析发现，出现这种问题的主要原因还是对双轮铣工法的技术优势认知不足以及没有针对具体项目特征找到科学合理的使用方法。为了消除误区，提高双轮铣工法的施工效率，本文结合国产双轮铣的具体施工案例，提出硬岩工况
双轮铣作为一种成槽设备，自20世纪90年代引入中国以来，因其价格昂贵，一直为一些大型施工企业所独有。在一些诸如水利建设、地铁建设以及跨江大桥锚碇之类的国家重大工程得到应用。国内大部分施工企业对双轮铣设备的认知，也只是停留在表面，认为双轮铣是硬岩成槽的高效设
这种认知并非绝对片面，现阶段双轮铣的确是硬岩成槽领域的佼佼者，但这也只是概念上的认可，实际应用过程尚需成熟的施工工法来支撑。另外，双轮铣虽然已经国产化，但其设备一次性投入成本在基础施工领域仍属偏高，这就使得相关企业对先进设备的强大功能过于依赖，但却忽略了工法。事实上，单纯依靠双轮铣设备完全解决硬岩成槽问题是不太现实的，即使是拥有成熟经验及全进口设备的施工企业，硬岩施工时通常也不会采用纯铣
在硬岩铣
双轮铣功能实现的一项关键技术是水下液压传动，这项技术的核心问题是水下密封。水下施工的隐蔽性，加之纯铣法硬岩工况下的负荷较大，导致施工时对设备的维护保养相当重
与现阶段硬岩成槽通用的冲击成槽方式相比，即使采用纯铣法其成槽效率也有很大的提升。但是，双轮铣的使用成本与冲击钻成槽相比往往是一个数量级的差异。纯铣法效率的提高与施工成本的增加不成正比。
为了充分发挥双轮铣的优势，针对硬岩地层纯铣法施工时铣槽设备损伤大、效率低、经济性差的问
钻铣组合工法是组合利用钻孔、铣槽设备的施工方法。在每一槽段铣槽作业前，利用平行作业时间在待铣位置先利用成孔设备施工多个先导孔（如
图1 成孔设备引孔
Fig.1 Guide hole drilling by drilling rig
图2 铣槽设备成槽
Fig.2 Trench digging by the trench cutter
实践表明，钻铣组合工法具有如下技术优势：
现阶段硬岩钻孔工艺相当成熟，成孔设备基本为水下机械传动来进行破碎岩石，可靠性高，维护成本也较
除首末幅槽段以外，其余槽段的成孔、铣槽作业均可同时进行，即为平行作业，利用平行作业不会额外增加施工时间，并且由于铣槽难度降低，双轮铣的施工效率也会大幅度提高，从而使得整体施工效率得到提升。
硬岩地层钻铣结合成槽时，最重要的环节应属引孔，虽然之前也有部分工程在应用，但对于是否需要引孔、引孔数量以及布置方式均没有系统的方法，这些限制了钻铣结合的优势发挥。
不同的引孔方法，引孔数量不同，布置方式也不相同，其基本原则是保证铣槽设备成槽时，铣轮受力均匀。常见的引孔方式包括单铣单引孔、单铣双引孔以及蜂窝引
根据应用经验，3种引孔方式可参考以下原则：
（1）当岩石强度在30~40 MPa之间，且成槽厚度≯1.0 m时，在2.8 m单铣位置施工1个引孔（
图3 单铣单引孔
Fig.3 One guide hole in one cut
（2）当岩石强度在30~40 MPa之间，成槽厚度>1.0 m时，在2.8 m单铣位置施工2个引孔（
图4 单铣双引孔
Fig.4 Dual guide holes in one cut
（3）当岩石强度在40~60 MPa之间时，在2.8 m单铣位置施工2个引孔（
（4）当岩石强度在60~100 Mpa时，可采用密集蜂窝引孔方式（如
图5 单铣密排孔
Fig.5 Serried holes in one cut
当然，考虑到岩石种类、风化程度的不同以及所选铣槽设备型号的大小，本节所述引孔布置原则在具体实践中还要因地制宜，根据具体施工项目进行调整优
现阶段单铣成槽长度通常为2.8 m，厚度一般在0.8~1.5 m之间，按上述原则进行引孔布置时，要考虑孔径的影响，过大的孔径影响引孔的施工效率，也不易于按照上述原则布置钻孔。综合考虑如下：
（1）引孔直径建议控制在0.8~1.2 m；
（2）成槽厚度为0.8~1.2 m的槽段，引孔时宜选用略小或等同直径厚度的槽孔；
（3）成槽厚度为1.2m~1.5 m的槽段，引孔时宜选用直径1.2 m的槽孔。
清云高速西江特大桥项目为汕湛高速公路重点控制工程，主桥采用双跨吊钢箱梁悬索桥，大桥北岸采用锚碇工程，为保证锚碇基坑顺利开挖，设计有地下连续墙工程。地连墙轴线直径为56 m，周长175.84 m，槽宽1.2 m。地层以素填土、粉质粘土、粉土以及风化程度不等的花岗岩层为主，入岩石深度6~10 m，以入中风化花岗岩2.4 m为设计槽深，平均槽深46 m左右。地连墙划分36个槽段，Ⅰ、Ⅱ期槽段各18个，交错布置，如
图6 连续墙槽段分幅
Fig.6 Trench panel division of the diaphragm wall
初期施工方案为：Ⅰ期槽段上部素填土、粉质粘土、粉土及砾砂层用液压抓斗三抓成槽，下部岩层采用纯铣法，三铣成槽，边槽长2.8 m，中间槽段长2.0135 m，槽段共长7.6135 m；Ⅱ期槽段长2.8 m，上部土层使用抓斗清除，下部采用纯铣法，一铣成槽。施工设备为XTC80/55型铣槽机（见
图7 XTC80/55型铣槽机现场施工
Fig.7 XTC80/55 milling trench cutter at work
施工方对铣槽设备第一次接触，对设备的整体性能不清楚，加之地质勘察资料对槽底岩石状态的描述与现场实际情况相差很大（设计槽底地层为中风化花岗岩，实际情况已经过渡到微风化岩层），导致岩层成槽采用纯铣法施工进尺速度很低，不足0.3 m/h，而且槽深几乎达到铣槽机的设计上限，设备负荷极大，在截齿大幅消耗的同时，设备的维护成本也超出预期。
由于施工方使用双轮铣的主要目的是为了保证二期槽段混凝土套铣的顺利施工，在双轮铣正常施工一期过程中，发现进尺速度缓慢，且破碎出来的岩石强度较大，故经过现场施工技术人员的分析讨论，建议在一期槽段使用引孔来保证施工效率，并且降低使用成本。
首先使用冲击钻进行引孔，在抓斗清除槽段内上部土层后，同时利用2台冲击钻机在I期槽段施工如
图8 引孔布置
Fig.8 Layout of the guide holes
冲击钻施工耗时较长，2台冲击钻施工5个引孔需要2天时间，但引孔后铣槽时间不足1天，虽然就铣槽设备而言，其施工消耗得到了降低，但是综合施工效率没有得到有效提
综上所述，钻铣结合工法，“钻”成为“铣”之前的关键环节，“钻”即引孔施工，其工作量在整个工艺流程中占有很大的比例。很多情况下，引孔工作显得更为重要，引孔的成孔质量、成孔效率将影响整个组合工法的效果。而工法中另一工作“铣”，更多情况下其主要作用是最终成形，即形成设计的矩形槽段。虽然铣削作业通常情况下工作量相对较少，但毋庸置疑，无论是从套铣接头的设计要求出发，还是从保证高成槽质量的施工要求出发，“铣”是不可或缺且无法替代的最终工序。“钻”的本意是为了让“铣”更快、更好、更持久地发挥成形的作用，是为了让“铣”高质量成槽的同时，经济效益也更加明显。也就是说，钻铣组合工法，“钻”是高效优质铣削的前提，“铣”是最终目的。
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