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地铁建设中的旋挖钻机特点及施工技术研究

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月下作者：陈明

[导读] 现阶段，因为旋挖钻机有着成孔质量良好、环境污染程度低以及操作方便等诸多作用而被广泛应用到了钻孔灌注桩施工阶段中，成为了施工中普遍应用的一项成孔设备，为了提升工程质量，使其在规定期限内完成，诸多企业对其的监督控制力度极高，并将以往传统的回旋钻机成孔设备摒弃。

广东华隧建设集团股份有限公司陈明

摘要：现阶段，因为旋挖钻机有着成孔质量良好、环境污染程度低以及操作方便等诸多作用而被广泛应用到了钻孔灌注桩施工阶段中，成为了施工中普遍应用的一项成孔设备，为了提升工程质量，使其在规定期限内完成，诸多企业对其的监督控制力度极高，并将以往传统的回旋钻机成孔设备摒弃。在本篇文章中，重点结合旋挖钻机特征论述了其在地铁建设中的实际应用情况。
关键词：地铁建设；旋挖钻机特征；施工技术
        对于旋挖钻机以及冲击钻机来讲，将两者结合到一起发挥出来的优势良好，全面落实到软土地层成孔内既有利于提升工作效率，还可以和基本需求相符合。当前，相关人员需要明确泥浆的具体比例，全面控制实际钻进速度，引进与之相符的施工工艺开展施工作业，落实完善的管理体系，从而促使地铁工程安全开展。
        1、对于旋挖钻机基本类型的论述
        1.1小型旋挖钻机
        对于小型旋挖钻机来讲，本身的实际扭矩大约是100kN＋m，发动机功率是170kW，相关钻孔直径是500~1000mm，深度为40m，整个机器重量大约是40t，一般情况下，在以下几项领域内对于小型钻机的应用力度极为广泛。第一，在城市改造工程开展过程中，包含了各项桩径的桩施工作业。第二，楼房施工期间的承重结构桩以及护坡桩。
        1.2中型旋挖钻机
        当前阶段，中型钻机的实际扭矩是180kN＋m，发送机功率为200kW，整个机器的重量是65t，在以下几方面内对于中型钻机应用力度极为广泛。第一，在交通领域内实施桥梁桥桩施工作业。第二，城市运行背景下高架桥桥桩施工作业。第三，建筑工程承重结构桩施工。
        1.3大型旋转钻机
        大型旋转钻机的实际扭矩为240kN＋m，发动机功率是300kW，整台机器重量应当重于100t，在以下几方面施工环节中通常是应用大型钻机。第一，高速公路项目和铁路桥梁项目建设中。第二，建筑工程内包含的特殊结构承重基础桩施工环节。
        2、钻孔桩施工期间存在的相关难点以及应对策略
        2.1孔壁存在着塌陷现象
        当成孔时，排出的泥浆冒出气泡以后，或者是护筒中呈现出来的水位逐渐下降，均从一定程度上说明了出现塌孔现象。通过相关分析来看，产生孔壁塌陷现象的主要原因表现为多方面。第一，没有合理的添加泥浆以及泥浆密度非常低，和标准要求不一致。第二，砂层钻进期间进尺较快或者是钻速度非常快，速度控制不到位。第三，对钢筋笼进行吊装的过程中，和孔壁产生了触碰，相关人员操作不合理，时间延长，受此种因素影响，增加了孔壁塌陷出现概率。
        应对措施：第一，在操作钢筋骨架的过程中，务必保持良好的垂直程度，采取黏土填上护筒周围，保持密度，进行钻进期间，需要增添相应比例的泥浆，确保超出孔外的水位。在出现了流砂土质以及松散土层的工程中，强化泥浆自身密度，严格控制进尺时间，禁止长时间钻孔。第二，针对于轻微的孔壁塌陷现象，可以采取增设水泥密度以及提高水位的方式。面对于极为严峻的塌孔现象，可以应用黏土泥膏，确保孔壁彻底稳定以后再保持合理钻进速度。
        2.2钻孔发生不良偏移，孔底内的沉渣非常多
        针对于钻孔偏移以及孔底内沉渣非常多问题来讲，形成原因表现为多方面。①形成钻孔偏移是因为桩架的稳定性较低，钻杆导架不具备良好的垂直性，钻进受损严重，部件松懈，钻杆产生了不良弯曲现象。②土层部分有的较硬有的非常软，不具备均衡性。③清孔以后待灌时间非常长，导致泥浆发生沉淀现象。
        预防措施：①安装钻机期间，有效调整导架方向，检验钻孔设备性能，将存在问题的设备全部更换，遇到软硬土层以后必须对进尺加以控制，以低速钻进方式为主，偏移程度十分大的情况下，装填石子以及黏土等，保持钻进速度的合理性。另外，对于初期灌注的混凝土来讲，必须确保导管底部可以埋设混凝土内1.0m之上，将剩余的残渣彻底冲刷。

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        2.3钢筋笼偏移以及变形现象
        产生钢筋笼偏移以及变形现象的实质性原因表现为：其一，钢筋笼的长度是非常大的，自身钢度和标准要求不相符，增加了变形现象出现概率。其二，没有将垫块设置到钢筋笼内，桩孔形成了偏移情况。钢筋笼放置速度过快。针对于钢筋笼偏移以及变形现象的解决策略。①当钢筋长度非常长的话，可以划分为两三节左右加以制作，分段实施吊放工作。②针对于桩孔存在的偏斜以及偏位情况，可以在放置钢筋笼的前期阶段中进行合理就改善，将孔底沉渣换成清水以及密度合理的泥浆。
        3、地铁建设中的旋挖钻机施工技术
        3.1标准的施工工艺操作要点
        在钻孔灌注桩期间，主要是应用旋挖钻机成孔方式，和泥浆搅拌机以及泥浆泵相互结合应用，借助钢筋笼加工以及吊装设备，为了避免与之相邻两桩之间的间距较大或者是太短而天气塌孔问题，可以应用分批跳孔施工作业，禁止连续对相邻桩孔加以施工，具体的施工时间≥24h。标准施工流程如下所示。
        3.2做好施工前期阶段的准备作业
        首先，进场以后需要将存留的杂物清除干净，因为地铁建设中包含的地下管线复杂且繁琐，因此需要先采取人工开挖方式，明确桩位内无管线以后再依照设计图中的要求对桩位以及中心线合理设置，应用全站仪实施测量放线作业，确定最佳的桩位位置，做好后期保护工作。
        3.3护筒埋设阶段
        对护筒进行埋设期间，中心轴线应当和桩位中心保持正对，控制垂直程度，使用黏土对周围进行分层回填，以免泥浆处于严峻的流失现象而增加护筒位移出现概率。护筒底部的土层并不属于黏性土，可以实施换土处理操作，规范性放置护筒。
        3.4安装钻机
        在安装钻机的过程中，需要派遣专业性技术人员实施，合理调整，防止产生倾斜和移位现象。
        3.5控制施工阶段
        钻孔施工期间保持缓慢运行状态，探究影响地层的不良因素，明确各项钻进参数，保持参数的准确信。由于是以泥浆护壁为主，因此需要预留处充足的护壁时间，钻进期间控制好进尺，不可以太快也不可以过慢，泥浆面需要远远高出护筒顶40cm。在提钻的过程中，将浆液灌注到孔中，确保泥浆高度符合要求。
        3.6实施孔检查以及清孔工作
        等到钻进了相应深度以后，需要将导管下放，实施相关清孔工作，采取磨盘式捞渣法将残渣捞出，遵循标准要求严格检验各项几何尺寸，符合要求以后下放钢筋笼以及导管，使用泥浆泵加以清孔。全面检测孔底的沉淀物厚度情况，当超出标准要求以后，可以在对混凝土进行浇灌之前的前期阶段中实施孔底高压射水作业，确保沉降物处于漂浮状态以后浇灌水下混凝土。
        3.7制作和安装钢筋笼
        对于钢筋笼来讲，主要是从加工场地中实施相关加工作业，以焊接方式为主和主筋相互连接到一起。要想使钢筋笼和钻孔中心处于良好的重合状态，确保良好的保护层厚度，可以每间隔相应间距便设置一个垫块。放置钢筋笼的过程中，根据桩位中心位置对护筒加以标记，使中心以及桩中心相符。而且还应当应用吊筋固定钢筋笼，以免对混凝土进行浇筑期间产生钢筋笼上浮现象。
        4、结语：
        从以上论述来看，在地铁建设中对于旋挖钻机的应用程度极高，其产生的作用良好，除了可以提升施工质量之外，还可以将经济效益发挥到最大化。在施工工艺全面改进以及创新的背景下，旋挖钻机施工技术日益完善和成熟，以往的难点被彻底解决，本身朝着良好趋势发展。
参考文献：
[1]侯启超.地铁建设中的旋挖钻机特点及施工技术[J].设备管理与维修,2020(22):131-132.?
[2]山河智能旋挖钻机为厦门地铁建设打通“筋脉”[J].工程机械,2015,46(01):88-89.?
[3]山河智能旋挖钻机中标新加坡地铁建设项目[J].建筑机械,2014(07):55.