地下连续墙施工中常采用铣槽机进行成槽作业,其中成槽精度是确保墙体质量的重要因素。近期,日本熊谷组联合多家企业共同开发了一项用于确认铣槽机地下位置的成槽精度测量系统,使用该系统能够实现更高精度的地下连续墙施工。
开发背景
在以往地下连续墙施工中,为了确认成槽过程中铣槽机的正确位置,操作人员通过测斜仪或陀螺仪(角速度测量仪)进行判断,而该精度一般受到操作人员技能水平的影响。此外,使用测斜仪或陀螺仪虽然能够确认测量时的倾斜或回转,但铣槽机产生横向偏移或水平方向的旋转误差,无法实现正确测量。因此,成槽后插入芯材之前的这段时间,实施高精度的成槽位置测量较为困难,而成槽后进行修正又需要花费大量的时间和成本。
为了避免产生修槽作业,必须正确把握施工中的铣槽机位置。对此,熊谷组等4家公司共同开发了一项在成槽过程中可随时使铣槽机停留在挖槽位置、短时间内正常测量其位置的技术。
测量系统概要
新开发的这项“成槽精度测量系统”,采用了一种结合陀螺仪和加速度仪的传感器,以坐标显示成槽过程中铣槽机的两端位置,能够高精度确认设备位置。
传感器采用了三轴陀螺仪和三轴加速度仪组成的测量装置,并使用了一种可减少移动过程中的振动和回转且高精度测量移动距离的编码器(位置探测器)。对该传感器的信息进行积分后可得到相对坐标。
为了进一步提升测量精度,需要减少振动和回转造成的干扰,并在短时间内使传感器移动。该系统应用了新的绞车系统,使传感器在2根钢丝绳之间上下移动;成槽过程中能够随时停止铣槽机,然后移动传感器进行测量。通过以上方法,能够稳定测量地下的铣槽机的2点坐标。
试验情况
目前,该测量系统还在试验验证阶段,今后将投入正式工程中应用,并优化功能。
CSM工法铣槽机的测量系统
CSM(cutter soil mixing)工法源于德国宝峨公司双轮切铣技术,是结合现有液压铣槽机和深层搅拌技术进行创新的岩土工程施工新技术。通过对施工现场原位土体与水泥浆进行搅拌,可以用于防渗墙、挡土墙和地基加固等工程。
目前,在日本常采用测斜仪、激光位移计、差动变压器位移计、磁力仪、光传感器和激光陀螺仪等设备完成成槽精度测量。