文章標題：旋挖鉆機在高速公路施工中的應用【小型玄鉆挖機】

　　一、旋挖鉆機的概述

　　旋挖鉆機成孔是通過動力系統帶動底部帶有活門的桶式鉆斗的回轉或螺旋鉆頭的旋切，直接將土旋入鉆頭內，然后再由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，如此循環往復，直至成孔。而成孔主要的構件為鉆頭，不同地質層的施工要科學的選擇鉆頭及合理使用鉆頭。鉆頭主要分以下幾類：螺旋鉆頭、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭和液壓抓斗等，同時每類鉆頭又可根據不同的構造細分成若干種。

　　旋挖鉆機一般適用于粘土、粉土、砂土、淤泥質土、人工回填土及含部分卵石、碎石的地層，對于大扭矩動力和自動內鎖式伸縮鉆桿的鉆機，可以適應微風化巖石的施工，如德國寶峨BG20旋挖鉆機地層適應能力就比較強，使用嵌巖鉆頭可鉆進單軸抗壓強度超過100Mpa的巖石，在國內已有多次鉆進強度超過70Mpa的巖石。目前旋挖鉆機的最大鉆孔直徑為3米，最大鉆孔深度可達120米。尤其值得一提的是通過將護筒與鉆桿聯結后，旋挖鉆機可將護筒旋沉到所需位置，這對于解決南方厚淤泥層或流沙地質條件下的樁基礎成孔施工有重大意義。

　　二、旋挖鉆機在高速公路施工應用中的特點

　　我國高速公路發展較晚，21世紀正是我國高速公路大發展的時期，由于我國人多地少，國家對于土地的使用有著嚴格的規定。近年來，我國的公路施工水平由于公路的飛速發展而得以快速的提高，高難度的橋梁施工比比皆是。因此我國現代高速公路的一大特點就是普遍使用大跨度橋隧施工，而其中的橋梁工程則更加要求重視樁基礎的施工，因此旋挖鉆機的出現很好的解決了橋梁施工中基礎施工的一系列問題，其主要的特點為：

　　1.鉆機轉速高、扭矩大、鉆進效率高，中軟巖質的樁孔非常適合使用，一般20～30m深度的樁孔在4～7h內就可以成孔。旋挖鉆機可根據地層情況配置不同的鉆頭，在粘性土層可使用長鉆筒，加快鉆進速度；對于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒，配置泥漿護壁，控制鉆速；對于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長、短螺旋鉆頭進行處理，松動后再換上鉆筒繼續鉆進。一般情況下，在土層、砂層的鉆進速度可達8m/h，在粘土層可達4.6m/h，是普通回轉鉆進的3.5倍，甚至更高。在強風化巖層（如強風化砂巖、強風化泥巖，強度不超過800KPA），與普通回旋鉆相比，優勢更加明顯，旋挖鉆的鉆進速度可達1～2米/小時。

　　2.成孔快、成孔誤差小、成樁質量好，旋挖鉆進對地層擾動小，孔壁泥皮薄，形成的孔壁為粗糙，有利于增加樁側摩阻力，保證樁基設計承載力?？椎壮猎?，易于清孔，提高樁端承載力。

　　3.設備性能先進，自動化程度高，勞動強度低旋挖鉆機為履帶式全液壓自行式鉆機，采用全套液壓系統，有些還配備先進的電腦操作系統，鉆桿盤配備有兩條鋼絲繩，可以吊運一定的重物。旋挖鉆機機、電、液一體化高度集中，結構緊湊，操縱靈活方便，時間利用率高。

　　4.環境污染少，一般不設泥漿池。在不要泥漿支護的情況下可實現干法施工，即使在特殊地層需要泥漿護壁的情況下泥漿也只起支護作用，使用量少。因此使污染大大減少，有效的保護了環境。

　　三、旋挖鉆機在高速公路施工中的應用

　　旋挖鉆機主要是應用在高速公路橋梁工程基礎鉆孔灌注樁的施工，主要施工工藝流程為：

　　1、安置樁機

　　在安置鉆機之前，要預先將場地進行必要的平整，主要是為了將軟土填料壓實。施工便道必須做好排水工作，要預防樁機傾斜位移的危險。測量放線確定樁基位置時，采用雙垂線相互垂直交叉于樁點，確定好控制點，然后將旋挖鉆機的桅桿調整成垂直位置，鉆頭中心要和控制點一致，對位完成后，將其樁機鎖定及設置相應的各種數據參數。

　　2、嚴密控制測量定位

　　高速公路橋梁工程的高程控制點實質上是引測至施工現場附件的高程基準點。通常來說，平面控制點、基準點需要布設在難以被破壞的位置，并通過混凝土進行加固。施工過程中，需要頻繁符合基準點，及時糾正可能出現的問題?；跇痘鶞y量控制網，根據各樁位在全站儀坐標上的中心坐標進行放樣，接著將各樁位中心位置引測到難以被破壞的位置或鋼軌上，并進行紅漆標記。埋設完護筒后，根據主軸線和各個放樣基準點檢查和復核各個樁位。

　　3、埋好土下護筒

　　埋設護筒可通過人工及旋挖機相互配合工作完成。護筒一般選用的是長度在1~3m的鋼護筒，在人工清理路面混凝土及結構層后，使用旋挖鉆機進行開孔，再配合人工進行埋設護筒?？紤]到深厚土層時一般選擇壁厚是大于10mm的鋼護筒穿越，護筒通過旋挖鉆機壓進土層，其底部需埋置在穩定土層，高度至少0.5m。鋼護筒頂面需要高出地面近20cm，其內徑要求比鉆頭的直徑大180mm，且在上部要開溢漿孔。此外，護筒需要進行準確埋設，可以利用互相垂直的直線定出四個相應的控制點用進行定位，此時護筒與樁位中心必須統一，其偏差必須小于50mm，相應的傾斜度偏差需小于1％。在外側，需要將空隙填緊壓密，并測量筒頂的水平高度。

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　　4、定位鉆孔

　　鉆機主要是利用鉆頭的回轉對土層進行切削然后成孔，利用鉆斗城裝切削下的土碎屑，之后再把鉆斗移出孔外進行卸土，一直重復循環該過程直到鉆孔至設計所要求的深度為止。在具體的施工中，鉆機切削出的土需和裝載機與運渣車相協調，及時將碎土轉移至規定的堆放區域。選擇合適的旋挖成孔工藝，如選用靜態的泥漿護壁鉆進工藝，其泥漿用的是優質膨潤土。在旋挖鉆孔時，隨著深度增加及泥漿損失時，需要及時向孔內補充泥漿，其泥漿一般應該比護筒的底口高出超過1m。旋挖鉆進過程中還要求及時關注土層變化，在土層發生變化時必須進行取樣，并與地質材料進行對比，完成鉆進記錄。此外，如果鉆進的深度大于設計深度超過1m處，需使用檢測過的鋼絲測繩進行準確地測量，防止后期出現鉆孔深度過大影響施工的問題。

　　5、清利孔洞

　　在旋挖鉆機旋挖到設計的標高時，利用筒式的鉆頭繼續在原旋挖處旋轉幾圈進行孔洞清空，其速度不宜過快，其為了保持孔內泥漿的水頭高度穩定。在鋼筋籠安置之后，還要對孔底的沉渣厚度進行測量，調查其是否超標，如果厚度超出相應的標準，還要吊起鋼筋籠，并進行二次清理孔洞。

　　6、安裝鋼筋籠

　　安裝鋼筋籠時，一般采用分節下放及孔口焊接的方法。鋼筋籠主要采用三點起吊，在入孔時為避免跟孔壁相碰撞，應該垂直下放。首先將下節籠掛在孔口處，然后將第二節吊起，進行焊接，逐節下放并焊接。在每節籠進行焊接前，需要校正上下兩節鋼筋籠的鋼筋位置，保持其上下兩節的垂直。當節數較多時，可先在現場將兩節焊接一起，然后起吊，以此來減少孔口焊接鋼筋籠的時間。

　　7、排設導管

　　使用導管前必須作要做密封性的檢測，確保其接頭的嚴密、不漏水及不漏泥漿。然后使用吊車將導管放入孔內，其導管的直徑及長度需要與孔深一致，一般導管距孔底0.3m左右。初灌量需要保證在混凝土擴散后，導管埋入的深度大于1m，同時為了防止混凝土與泥漿混合，在灌注混凝土之前，需要把預制好的混凝土圓柱塊利用鐵絲固定在斗底，并在混凝土達到預定量之后剪斷鐵絲，使其和混凝土同時下落，達到隔漿的目的。

　　8、水下混凝土澆灌

　　在導管排設完成后，需要及時澆灌混凝土。在澆灌時需要使用鋼板箱泥漿池進行泥漿的回收，使其循環使用，達到節約資及保護環境的目的，并按照施工要求進行混凝土澆灌施工。水下混凝土澆筑是最后一道關鍵性的工序，施工質量將嚴重影響灌注樁的質量，所以在施工中必須注意。澆灌混凝土過程中，經常檢查導管埋置深度?；炷凉嘧⒈仨氝B續進行，中間不得間斷?；炷凉嘧⑦^程中，應始終保持導管位置居中，提升導管時應有專人指揮掌握，不使鋼筋骨架傾斜、位移，如發現骨架上升時，應立即停止提升導管，使導管降落，并輕輕搖動使之與骨架脫開；混凝土灌注到樁孔上部6.0m以內時，可不再提升導管，直到灌注至設計標高后一次拔出。灌注至樁頂設計標高后必須多灌一倍樁徑長度，以保證鑿去浮漿后樁頂混凝土的強度。

　　9、起拔護筒

　　在混凝土澆筑完畢之后，需要進行護筒的起拔，在進行起拔護筒的過程中，主要采用吊車或是旋挖鉆機進行，從而有效確保起拔護筒工作的正常進行。

　　四、旋挖鉆機在高速公路施工應用中的質量控制重點

　　1、坍孔的防治處理施工技術

　　一，在施工過程中結合各種現場環境，科學配置泥漿比重（泥漿比重一般控制在1.2～1.3之間），在循環過程中泥漿會在孔壁表面形成泥皮，它和泥漿的自重對孔壁起到保護作用，有效防止孔壁坍塌。二，合理控制泥漿鉆進速度以及粘度，防止外力作用引起的坍塌；三，當進行護筒的埋設時，必須保證護筒底部有半米厚左右的粘土，而且，護筒周圍粘土也要夯實，在護筒附近的粘土應當均勻回填，確保護筒擁有較高的穩定性，并需保證其具有防水性能；四，如果護筒周圍地面潮濕，或者是處于汛期時，必須保證護筒有較高的位置，提升水頭的高度，也可以使用連通管以及虹吸管等，確保水頭壓力具有較高的穩定性。

　　2、斷樁的防治處理施工技術

　　應當盡力避免發生斷樁的情況，為解決此問題，必須控制機械鉆孔灌注樁進行混凝土灌注時發生堵管以及坍孔等問題。下面是一些可以避免機械鉆孔灌注樁進行混凝土灌注時出現坍孔的防治方法：第一，調查坍孔的原因，首先要考慮清楚問題所在，可先使用吸泥機將坍入孔內的泥土清理干凈，如果坍孔情況不再出現，就可以繼續進行澆筑；第二，如果坍孔情況還繼續出現，同時估計坍塌的位置很深，就應該將導管拔出，將鋼筋籠取出，然后將砂礫拌合粘土對其進行回填，如果回填土的沉實情況較好，就可以再一次鉆孔成樁。如果出現堵管問題，下面就列舉一些具體的防治方法：第一，當導管堵塞問題的原因是設備停電，或者是設備出現一些故障時，可以一邊灌注一邊進行檢修排查工作，但是應當保證灌注的速度，如果條件允許可以加入緩凝劑，如果混凝土初步凝結，造成了導管的堵塞，這樣就必須重新進行導管以及鋼筋籠的處理，再鉆孔成樁；二，當導管堵塞的問題是混凝土配置比例不科學，或者是混凝土在運輸過程中出現的離析問題引起的導管堵塞時，則可以用長竿沖搗導管，也可以使用纜繩抖動導管，讓混凝土從導管中脫落，當混凝土沒有脫落，就應該把導管從混凝土中拔出來，然后再使用相同的辦法再次進行灌注。

　　結束語

　　總之，旋挖鉆機在高速公路中的應用能夠有效促進高速公路工程的發展和進步，能夠有效的提高單位能源的消耗量，更加能夠有效的保護生態環境，造福子孫后代。因此，在高速公路的施工中，一定要大力倡導旋挖鉆機的應用，從而更好地促進高速公路工程的發展。【小型玄鉆挖機】