成槽工藝是地下連續(xù)墻施工中最重要的工序，常常要占到槽段施工工期一半以上，因此做好挖槽工作是提高地下連續(xù)墻施工效率及保證工程質量的關鍵。隨著對施工效率要求的不斷提高，新設備不斷出現(xiàn)，新的工法也在不斷發(fā)展。目前國內(nèi)外廣泛采用的先進高效的地下連續(xù)墻成槽（孔）機械主要有抓斗式成槽機、液壓銑槽機、多頭鉆（亦稱為垂直多軸回轉式成槽機）和旋挖式樁孔鉆機等，其中，應用最廣的要屬液壓抓斗式成槽機。

常用的成槽機械設備按其工作機理主要分為抓斗式、沖擊式和回轉式三大類，相應來說基本成槽工法也主要有三類：⑴抓斗式成槽工法；⑵沖擊式鉆進成槽工法；⑶回轉式鉆進成槽工法。

1、抓斗式成槽方法

抓斗式成槽機已成為目前國內(nèi)地下連續(xù)墻成槽的主力設備，已擁有百多臺（多數(shù)為進口設備）。抓斗挖槽機以履帶式起重機來懸掛抓斗，抓斗通常是蚌（蛤）式的，根據(jù)抓斗的機械結構特點分為鋼絲繩抓斗、液壓導板抓斗、導桿式抓斗和混合式抓斗。抓斗以其斗齒切削土體，切削下的土體收容在斗體內(nèi)，從槽段內(nèi)提出后開斗卸土，如此循環(huán)往復進行挖土成槽。該成槽工法在建筑、地鐵等行業(yè)中應用極廣，北京、上海、天津、廣州等大城市的地下連續(xù)墻多采用這種工藝。如北京國家大劇院、上海金茂大廈、天津鴻吉大廈、南京新街口地鐵車站、上海環(huán)球金融中心等工程的地下連續(xù)墻均采用的是抓斗法施工工藝。

使用抓斗成槽，可以單抓成槽，也可以多抓成槽，槽段幅長一般為 3.8～7.2m。單抓成槽，即一次抓取一個槽幅；多抓成槽，每個槽幅由三抓或多抓形成。通常單序抓的長度等于抓斗的最大開度（2.4m 左右），雙序抓的長度小于抓斗最大開度。

適用環(huán)境：地層適應性廣，如 N＜40 的粘性土、砂性土及礫卵石土等。除大塊的漂卵石、基巖外，一般的覆蓋層均可。

優(yōu)點：低噪音低振動；抓斗挖槽能力強，施工高效；除早期的蚌式抓斗索式導板抓斗外多設有測斜及糾偏裝置（如糾偏液壓推板）隨時調控成槽垂直度，成槽精度較高（1/300 或更?。?。

缺點：掘進深度及遇硬層時受限，降低成槽工效。需配合其它方法一道使用。

設備：鋼絲繩抓斗—如意大利的土力（SOILMEC）和卡沙特蘭地（Casagrande）公司、德國的寶峨（BAUER）、LEFFER 和 WIRTH 公司、日本真砂（MASAGO）公司均生產(chǎn)各型的鋼絲繩抓斗；液壓導板抓斗—如德國寶峨（BAUER）公司生產(chǎn)的 DHG 和 GB 兩種類型，日本真砂（MASAGO）公司生產(chǎn)的 MHL 和 MEH（為超大型，最大閉斗力高達 1725kN，可在砂卵石地基開挖深達 150m 和厚大 3.0m 的地下墻）型，利伯海爾公司生產(chǎn)的 HSWG 抓斗；導桿式抓斗—如法國的 KELLY、意大利的 KRC 和日本的 CON 系列；混合式液壓抓斗—如意大利土力（SOILMEC）公司的 BH-7/12 等和 MAIT 公司的 HR160 抓斗。

2、沖擊式鉆進成槽方法

世界上最早出現(xiàn)的地下連續(xù)墻是用沖擊鉆進工法（如意大利的依克斯(ICOS)法—沖擊鉆進、正循環(huán)出渣）建成的，我國也是這樣。隨著施工技術水平的不斷提高，沖擊鉆進工法不再占主導地位。不過如將其與現(xiàn)代施工技術和設備相結合，沖擊鉆進工法仍然有不可忽視的優(yōu)點。
國內(nèi)沖擊鉆進成槽工法主要有沖擊鉆進式（鉆劈法）和沖擊反循環(huán)式（鉆吸法）。沖擊鉆進法采用的是沖擊破碎和抽筒掏渣（即泥漿不循環(huán)）的工法，即沖擊鉆機利用鋼絲繩懸吊沖擊鉆頭進行往復提升和下落運動，依靠其自身的重量反復沖擊破碎巖石，然后用一只帶有活底的收渣筒將破碎下來的土渣石屑取出而成孔。一般先鉆進主孔，后劈打副孔，主副孔相連成為一個槽孔。

沖擊反循環(huán)式是以沖擊反循環(huán)鉆機替代沖擊鉆機，在空心套筒式鉆頭中心設置排渣管（或用反循環(huán)砂石泵）抽吸含鉆渣的泥漿，經(jīng)凈化后回至槽孔，使得排渣效率大大提高，泥漿中鉆渣減少后，鉆頭沖擊破碎的效率也大為提高，槽孔建造既可以用平打法，也可分主副孔施工。這種沖擊反循環(huán)鉆機的鉆吸法工效大大高于老式?jīng)_擊鉆機的鉆劈法。

適用環(huán)境：在各種土、砂層、礫石、卵石、漂石、軟巖、硬巖中都能使用，特別適用于深厚漂石、孤石等復雜地層施工，在此類地層中其施工成本要遠低于抓斗式成槽機和液壓銑槽機。是國內(nèi)水利部門在防滲墻施工中仍在使用的一種方法。

優(yōu)點：施工機械簡單，操作簡便，成本低，不失為一種經(jīng)濟適用型工藝。

缺點：成槽效率低，成槽質量較差。

主要機型：沖擊鉆機主要有 YKC 型、CZ-22 和 CZ-30 型，沖擊反循環(huán)鉆機主要有 CZF系列、CJF 系列、CIS-58 等。

在我國，沖擊式鉆機用于地下連續(xù)墻施工已有五十多年的歷史了，沖擊反循環(huán)鉆機成墻深度最大達 101m（四川冶勒水電站），在長江三峽和潤揚長江大橋等嵌巖地下連續(xù)墻工程中也發(fā)揮了重要作用。

3、回轉式成槽方法

垂直回轉式:垂直式分垂直單軸回轉鉆機（也稱單頭鉆）和垂直多軸回轉鉆機（也稱多頭鉆）。單頭鉆主要用來鉆導孔，多頭鉆多用來挖槽。

a.  單頭鉆
單頭鉆機多采用反循環(huán)鉆進工藝，在細顆粒地層也可采用正循環(huán)出渣。由于鉆進中會遇到從軟土到基巖的各種地層，一般均配備多種鉆頭以適應鉆進的需要。單軸回轉鉆機主要有：
法國的 CIS-60、CIS-61、德國的 BG 和我國的 GJD、GPS、GQ 等。
還有一種是泥漿不循環(huán)的旋挖鉆進工法，其工作原理是機器施加強大的動力（扭矩）使鉆頭、振動沉管、搖管、全套管等在回轉過程中切削破碎巖（土）體，再用旋挖斗、螺旋鉆、沖抓斗等設備直接挖土至孔外。主要機型有：法國索列旦斯公司的 CIS-71 型、意大利的 KCC型和 MR-2 型、日本的 KPC-1200 和我國的 GJD-1500 等。
旋挖鉆進工法中比較先進的是一種全回轉式全套管鉆進工法，其特點是可以在非常堅硬的地質條件下（即使是抗壓強度大于 250MPa 的巖石）進行連續(xù)套管切割并確保鉆進速度。
主要機型有德國的 RDM 型和日本的 RT 型（上?；A公司 2006 年引進 RT-200AⅢ型全回轉全套管鉆機，用于外灘十六鋪地區(qū)綜合改造工程中施工穿越江邊深厚拋石層的地下連續(xù)墻的清障處理，效果較好），其在地下連續(xù)墻領域的應用有待進一步挖掘潛力。

b.  多頭鉆
垂直多頭回轉鉆是利用兩個或多個潛水電機，通過傳動裝置帶動鉆機下的多個鉆頭旋轉，等鉆速對稱切削土層，用泵吸反循環(huán)的方式排渣進入振動篩，較大砂石、塊狀泥團由振動篩排出，較細顆粒隨泥漿流入沉淀池，通過旋流器多次分離處理排除，清潔泥漿再供循環(huán)使用。多頭鉆一次下鉆挖成的幅段稱為掘削段，幾個掘削段構成一個單元槽段。
適用環(huán)境：N＜30 的粘性土、砂性土等不太堅硬的細顆粒地層。深度可達 40m 左右。
優(yōu)點：施工時無振動無噪音，可連續(xù)進行挖槽和排渣，不需要反復提鉆，施工效率高，施工質量較好，垂直度可控制在 1/200~1/300 之間。在上世紀 80 年代前期應用較多，是一種較受歡迎的施工方法。
缺點：在礫石卵石層中及遇障礙物時成槽適應性欠佳。
設備：主要機型有日本的 BW 系列（目前國外僅此一家生產(chǎn)，BWN 型最深挖深已達130m，墻厚達1.5m）、我國的SF型（上?；A公司上世紀70年代后期研制成功，SF-60/SF-80）和 ZLQ 等。多頭鉆近年來已受到挑戰(zhàn)，逐漸為抓斗及水平多軸回轉鉆機（銑槽機）所替代，但對于土砂等細顆粒地層仍有其市場。

c.  水平回轉式—銑槽機
水平多軸回轉鉆機，實際上只有兩個軸（輪），也稱為雙輪銑成槽機。根據(jù)動力源的不同，可分為電動和液壓兩種機型。銑槽機是目前國內(nèi)外最先進的地下連續(xù)墻成槽機械，最大成槽深度可達 150m，一次成槽厚度在 800mm~2800mm 之間。

優(yōu)點：
(a) 對地層適應性強，淤泥、砂、礫石、卵石、中等硬度巖石等均可掘削，配上特制的滾輪銑刀還可鉆進抗壓強度為 200MPa 左右的堅硬巖石；
(b) 施工效率高，掘進速度快，一般沉積層可達 20~40m3/h（較之抓斗法高 2~3 倍），中等硬度的巖石也能達 1~2m3/h。
(c) 成槽精度高，利用電子測斜裝置和導向調節(jié)系統(tǒng)、可調角度的鼓輪旋銑器，可使垂直度高達 1‰～2‰。
(d) 成槽深度大，一般可達 60m，特制型號可達 150m；
(e) 能直接切割混凝土，在一、二序槽的連接中不需專門的連接件，也不需采取特殊封堵措施就能形成良好的墻體接頭；
(f) 設備自動化程度高，運轉靈活，操作方便。以電子指示儀監(jiān)控全施工過程，自動記錄和保存測斜資料，在施工完畢后還可全部打印出來作工程資料；
(g) 低噪音、低振動，可以貼近建筑物施工。

局限性：
(a) 設備價格昂貴、維護成本高；
(b) 不適用于存在孤石、較大卵石等地層，需配合使用沖擊鉆進工法或爆破。
(c) 對地層中的鐵器掉落或原有地層中存在的鋼筋等比較敏感。

銑槽機性能優(yōu)越，在發(fā)達國家已普遍采用，受施工成本、設備數(shù)量限制（我國自從 1997年長江三峽工程引進首臺后，至今社會保有量約 10 臺不到），目前還未在國內(nèi)全面推廣。

日本利用銑槽機完成了大量超深基礎工程，最深已達 150 m，厚度達 2.8～3.2 m，試驗開挖深度已達 170 m。國內(nèi)利用銑槽機已成功施工了三峽工程、深圳地鐵車站（嵌微風化巖地墻）、南京紫峰大廈、上海 500kV 世博變電站等多個工程。

設備：液壓式有德國寶峨（BAUER）公司的 BC 型（在我國市場占有量較大）、法國的 HF 型、意大利卡沙特蘭地（Casagrande）公司的 K3 和 HM 型、日本的 TBW 型等；電動式有日本利根公司的 EM、EMX 型等。

（1）銑槽機工作原理
設備主要由三部分組成：起重設備（履帶吊）、銑槽機（銑刀架，12m 高）、泥漿制備及篩分系統(tǒng)等。

其工作原理是：以動力驅使安裝在機架上的兩個鼓輪（也稱銑輪）向相互反向旋轉來削掘巖（土）并破碎成小塊，利用機架自身配置的泵吸反循環(huán)系統(tǒng)將鉆掘出的土巖渣與泥漿混合物通過銑輪中間的吸砂口抽吸出排到地面專用除砂設備進行集中處理，將泥土和巖石碎塊從泥漿中分離，凈化后的泥漿重新抽回槽中循環(huán)使用，如此往復，直至終孔成槽。

銑輪刀可根據(jù)不同地層相應選配，其形式主要有三類：標準炭化鎢刀齒（平齒）、合金鑲鎢鋼頭的錐形刀齒（錐齒）和配滾動式鉆頭的輪狀削掘齒（滾齒），分別適用于最大抗壓強度為 60MPa、140MPa 及 250MPa 的巖石挖掘。

（2）單元槽段劃分原則與刀法設計
根據(jù)銑槽機的成槽特點，以 BC 型為例，兩個銑輪張開最大時（稱 1 個滿刀）銑削頭長度為 2.8m，閉合刀的范圍在 0.8~1.6m 間。當開挖土（巖）體為以下兩種情況時為銑槽機的適宜工作環(huán)境：

a、預開挖土體兩側均未開挖，此時預開挖土（巖）體尺寸 B=2.8m（1 個滿刀）；

b、預開挖土（巖）體兩側均已開挖，此時銑銷機預開挖土（巖）體尺寸 B 須在 800~1600（一個閉合刀）之間，且成槽施工時應盡量使銑輪中心與土（巖）體中心吻合，避免由于偏心而使成槽施工時銑輪產(chǎn)生水平偏移，從而保證銑削效果。

由于銑槽機對預開挖土體的特殊要求，相應對單元槽段尺寸劃分提出了一定要求，由下標準刀法大樣圖可看出，考慮適當?shù)念A挖區(qū)搭接長度，單元槽段劃分長度在 2.8~5.6m 比較合適。通常一序槽（先施工槽段）以三刀成槽，槽段劃分長度較長，二序槽（后施工槽段）以一刀成槽，槽段劃分長度較短，有時一序槽也可以一刀成槽。

（3）銑接頭
銑槽機成槽槽段之間的連接有一種比較有特色的方法，稱為“銑接法”，如圖 11-21 所示。即在進行一序槽段開挖時，超出槽段接縫中心線 10cm~25cm，二序槽段開挖時，在兩個一序槽段中間下入銑槽機，銑掉一序槽段超出部分的混凝土以形成鋸齒形搭接，形成新鮮的混凝土接觸面，然后澆筑二序槽混凝土。

由于有銑刀齒的打毛作用，使得二序槽混凝土可以很好地與一序槽混凝土相結合，密水性能好，形成了一種較為理想的連續(xù)墻接頭形式，稱為“銑接頭”（或套銑接頭）。銑槽機切削形成的一期混凝土表面如圖 11-22 所示。

銑接頭施工工藝簡單，方法成熟，出現(xiàn)事故的幾率很低。在國內(nèi)外大型地下連續(xù)墻項目中得到了廣泛的采用。銑接法還有一個顯著的特點就是省去了接頭管（箱）吊放及頂拔環(huán)節(jié)，避免了接頭管拔斷或埋管的風險。對于超深地下連續(xù)墻的施工可以說是一個利好因素。

國內(nèi)利用銑槽機施工的槽段接頭形式還有工字鋼（H 型鋼）剛性接頭，如深圳地鐵老街站及上海世博 500kV 變電站工程等。目前在建的上海第一高樓—上海中心工程中的地墻接頭就采用了型鋼接頭和套銑接頭兩種形式，其中銑接頭是該地區(qū)的首次應用。

總之，銑槽機作為一種先進的地下連續(xù)墻成槽設備，其突出優(yōu)點是在硬層中的施工速度遠遠快于傳統(tǒng)施工工藝并且施工精度高。相信隨著不斷的市場拓展和國產(chǎn)化深化預期，必將成為地下工程施工設備中的中堅力量。

4、成槽工法組合

隨著城市地下空間開發(fā)利用朝著大深度發(fā)展的態(tài)勢，地下連續(xù)墻作為一種重要的深基礎形式與深基坑圍護結構，也有了越做越深、越做越厚的趨勢，相應穿越地層也越來越復雜。

在復雜地層中的成槽施工，也由單一的純抓、純沖、純鉆、純銑工法等發(fā)展到采用多種成槽工法的組合工藝，后者相比前者往往能起到事半功倍的作用—效率高、成本低、質量優(yōu)。

主要的工法組合有抓斗還可以和沖擊鉆或鉆機配合使用形成“抓沖法”或“鉆抓法”（如兩鉆一抓、三鉆兩抓或四鉆三抓等）?！白_法”以沖擊鉆鉆鑿主孔，抓斗抓取副孔，這種方法可以充分發(fā)揮兩種機械的優(yōu)勢，沖擊鉆可以鉆進軟硬不同的地層，而抓斗取土效率高，抓斗在副孔施工遇到堅硬地層時隨時可換上沖擊鉆或重鑿（“抓鑿法”）克服。此法可比單用沖擊鉆成槽顯著提高工效 1~3 倍，地層適應性也廣?！般@抓法”是以鉆機（如潛水電鉆）在抓斗幅寬兩側先鉆兩個導孔，再以抓斗抓取兩孔間土體，效果較好。早期的蚌式抓斗索式導板抓斗由于沒有糾偏裝置，多是利用鉆抓法來進行成槽的，以導孔的垂直度來直接控制成槽的垂直度。

隨著銑槽機的應用，出現(xiàn)了“抓銑結合”、“鉆銑結合”、“銑抓鉆結合”等新工法組合。如上海 500kV 世博變電站地下連續(xù)墻施工中（墻深 57.5m/墻厚 1.2m）采用了“抓銑結合”工法組合，該工藝即是—對于上部軟弱土層采用抓斗成槽機成槽，進入硬土層（或軟巖層）后采用銑槽機銑削成槽，大幅度提高了成槽掘進效率，并在銑槽機下槽的過程中對上部已完成的槽壁進行修整，確保整個槽壁垂直度達到要求。三峽二期上游圍堰防滲墻深達73.5m 的槽段，采用的就是“銑抓鉆結合”工法組合，即上部風化砂用液壓銑銑削，中部砂卵石用抓斗抓取，下部塊球體及基巖用沖擊反循環(huán)鉆進，三種工法揚長避短，確保了成槽質量和進度。

在硬巖、孤石等堅硬地層地層中，發(fā)展的組合工法有“鉆鑿法”和“鑿銑法”等?！般@鑿法是用 8~12t 的重鑿沖鑿并與沖擊反循環(huán)鉆機相配合的一種工藝，如在潤揚長江大橋北錨碇地墻工程中（墻深 56m/墻厚 1.2m），這種工法取得了在硬巖中施工效率較高，成本低的效果，宜很有推廣價值。而“鑿銑法”是用重鑿沖鑿與液壓銑槽機配合的一種工藝，其優(yōu)點是成槽質量好，噪音低，適合城市施工作業(yè)。