旋挖机在钻孔施工中的技术应用

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1、旋挖机在钻孔施工中的技术应用近年来，随着国家重点工程对桩孔质量、成孔速度、施工环保等要求的不断提高，一些中小型旋挖钻机也悄然兴起，越来越受到施工者的关注。旋挖钻机成桩亦可称其为回转斗成桩和取土成桩。在覆盖层施工具有成孔质量好、速度快、无噪音、无污染等优势。由于我国地域广阔，地质条件较为复杂，旋挖钻机施工中成孔工艺的制定要有针对性，以防止发生埋钻、坍塌等施工事故，避免造成损失。本文结合我公司河南三门峡的郑西铁路客运专线上的施工案例，就旋挖钻机成孔过程中如何避免坍塌、埋钻，不进钻，打滑等谈谈施工经验，以供广大施工者参考借鉴。一、工

2、程概况郑西铁路客运专线全长454公里，穿越河南，陕西两省，其中河南境内318公里，其走向基本与现有的陇海线，连霍高速平行，东起郑州，向西经洛阳，三门峡，灵宝市，渭南，西至西安枢纽西安北站（新建），沿线河南境内将新建新荥阳，新巩义，洛阳南，新渑池，新三门峡，新灵宝站等。据不完全统计施工单位个体，国企大大小小上百家（包括那些冲击施工在内的基础处理），旋挖钻机上百台，旋挖机总桩量两三万根，桩型灌注桩，桩径φ120毫米，一般桩深54米。最深桩74米，地表泥沙地区，一至十米左右黄泥沙层，十至二十五米左右沙砾层，有的地段出现粘土层（三门峡

3、的好阳河大桥），二十五米至三十米，为细沙层，三十米以后到四十米为粉细沙层，四十五米到五十米为泥岩层（好阳河大桥的大王村段），五十米至五十三米有些地段出现了孤石层（如十二里河特大桥），六十米到六十七米粉细沙层（一般的小型设备的钻杆不够深度，位于灵宝特大桥段），直到七十四米均为沙岩层。由于地质的复杂性，再加上有些工地缺水没泥浆等影响成孔速度较慢，平均每天均保持在“打成灌完一根桩，埋好护筒人不忙”的一根半的基础上。二、成孔工艺采用旋挖钻机取土成孔，成桩工艺：定桩位→埋护筒→注泥浆→钻进取土→一次清孔→放钢筋笼→插入导管→二次清孔→砼

4、灌注→拔出护筒。施工中最大的难题是钻孔作业至十至二十五米的沙砾层易坍塌。经研究发现，除操作手在控制钻进尺度及回转斗提升速度等方面显得经验不足外，最大的影响在于静态泥浆的配比、钻具的结构及护筒的埋护不合理，易造成护壁泥皮过薄、钻具下方负压过高及孔口渗透，从而引起坍塌事故。三、静态泥浆的配比　　旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁，在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透来进行防护。针对工程的地质情况，加强泥浆技术，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂

5、，增强絮凝能力是重要的，确保护壁泥皮的厚度及强度。初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软，正式钻进前，再倒入2～3袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。另外也可在钻孔前进行泥浆提前配置，将好的黄土或膨润土，火碱及专用纤维素按照相关的比例进调配，（泥浆的详细配比调制在这不作详解）。四、护筒的埋护针对现场地质情况，专门定制高4米、厚10毫米、直径φ1．2米的护筒。护筒内径尺寸较

6、大，能贮存足够的泥浆，在钻杆提出桩孔时，可确保护筒内的水压，维护孔壁泥皮的稳定。同时单边铡隙达到200毫米，可有效避免回转斗升降过程碰撞、刮拉护筒，保护孔口的稳固。钻进过程，操作手凭经验目测对孔定位，工作强度加大，易于疲劳，且精度低，容易造成孔的偏差及砼的超方。还好现国内生产的旋挖钻机都有有快速回转自动定位功能，每个工作循环均能精确对孔定位，即降低了操作手的劳动强度，同时能保证成孔质量，有效解决了大护筒带来的负面影响。特制4米超高护筒，可以埋至粘土层以下500毫米，能有效防止孔口渗漏坍塌及周围环境振动、冲击对桩孔的影响。护筒埋

7、设的传统方法：先用φ800毫米的回转斗钻至护筒深度，侧壁安装边刀扩至护筒外径尺寸，副卷吊起，放入护筒，校正，层层填埋夯实。采用传统方法，劳动强度大，效率低，耗时长，埋设护筒通常需要1～2小时，几乎占到总成孔时间的一半。有的旋挖钻机配备了一种超长护筒专用驱动器，固定在动力头下端的承撞体上，通过销轴，将护筒直接安装在驱动器上，利用动力头边旋转边加压的功能，将护筒压至规定的埋设位置，再取土成孔。有效提高护筒跟土壤的结合度，增强抗外界振动、冲击的能力，在注浆或提升回转斗时有效防止渗水、漏浆现象的发生，降低孔口坍塌的概率，节约了时间，提

8、高了效率，降低了强度。护筒离地应控制在150～300毫米，除保护孔口防止坍塌外，还用以防止表面水或地面漏浆、杂物等滑落孔中。五、回转斗的结构　　施工初期，有的设备租赁公司采用自制的双门底开式回转斗，圆柱型盛料桶，侧壁无泥浆导流槽，底盘无侧齿，使用中发现，液压系统压力偏高，回转