双洎河大桥旋挖钻钻孔施工技术

双洎河大桥旋挖钻钻孔施工技术
秦海潮王丽坤
摘要：双洎河钻孔的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。根据实际情况，双洎河大桥地下桩采用先进的旋挖钻钻孔施工，施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给施工方造成巨大的经济损失和不良的社会影响。但实践证明：旋挖钻的钻孔施工在双洎河大桥地下桩的施工中取得了巨大的成功。关键词：双洎河旋挖钻钻孔施工　　钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给施工方造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。旋挖钻机施工技术，因其对各种土层的适应性强、无挤压效应、无震害、噪音小、无泥浆、成孔速度快等特点，在工程中得到了广泛的应用。　
1、工程概况
郑州至石人山高速公路是河南省规划的重要干线公路之一,同时也是交通部公路勘测设计典型示范工程，全长182.22Km。其中郑石高速4合同双洎河大桥，设计时速120Km/h,桥长727m，钻孔灌注桩共104根，设计均为摩擦桩，φ1.8m桩：92棵，总长4212米；φ1.5m桩：4棵，总长148米；φ1.2m桩：8棵，总长264米。
2、旋挖钻钻孔技术
2.1双洎河大桥桥位地形、地质
双洎河河谷地带地势平整，双洎河大桥桩基基本上在河谷地带，适宜于旋挖钻钻机的施工布置。在勘探深度内，所见地层均为第四系地层。表层以红色、黄褐色及灰黄色亚黏土、亚砂土为主（深度2～5），中部为砂、卵石层（深度10米左右），下部为老黏土，局部弱胶结（深度30米左右）。且表层水较丰富，地面以下2米就会出现渗水情况，因此，此处采用挖孔形式不合适宜。由于此工程工程紧、任务重，冲击钻钻孔速度慢且需大量使用，工程费用也会猛增。此时在很大程度上就不能满足施工中的实际要求。因此采用旋挖钻钻孔施工成为最优的选择。
2.2旋挖钻的施工工艺
全液压旋挖钻机整机自动化程度高，其水平、垂直度和钻孔中心由指示灯控制，操作室配置钻进深度指示仪。钻孔过程中采用泥浆护壁，保证孔壁不坍塌。当护筒埋设好后，灌入配好的稳定液，将侧面铰刀安装在钻头内侧，开始加压旋转钻杆及钻头，钻进取土，先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进一定数量后，方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取在尽快时间内完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。当钻头内装满土后，将之提升上来，旋转钻机，将土弃于自卸车上运走，关闭钻头活门，转回钻头至钻进点，继续钻进。钻孔过程中注意对孔内补充稳定液，注意钻头的升降速度防止速度过快导致塌孔。因此，开钻初期低档慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进，在不同的地质调整转速与进尺，钻进速度与泥浆排量相适应。所以在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。 2.3旋挖钻施工的技术优势
①旋挖钻钻机采用全电脑控制，可以采用电脑坐标仪在钻孔前就定准钻头与孔位中心再同一直线上。以便很好地控制钻头的钻进方向。一旦出现钻杆偏离标准钻进中心1cm，钻机电脑系统将会发出警告指令，使操作者及时调整中心位置，从而确保成孔孔位的精确性。旋挖钻的电脑控制还可以直接测出钻头的钻进深度，避免了冲击钻在钻进过程中时不时地要用测绳测控深的麻烦，只需要在最后成孔时来进行量测孔深。
②旋挖钻钻机的稳定性好于冲击钻，一旦旋挖钻定位，其偏离情况可忽略不记。并且旋挖钻可以灵活移位，可以很快地为下道工序提供出工作面。
③旋挖钻钻进表层时，对地质的适应性较强，埋设护筒一般比较方便、快捷。由于桥位处的地表层多为松散无黏结性的松散卵石层，因此，当进行砼浇筑护壁时，护壁的深度将达到数十米，这将不适合冲击钻的施工，但旋挖钻可用钻头直接开口放置护筒，但护筒需加高成3米左右，护筒放置好后，再用装黏土的土袋进行护边，确保桩口不产生塌陷。
④旋挖钻在施工当中对坚硬岩层有很好的适应性，其钻头的特殊构造可以直接掏取地下卵石。旋挖钻一般采取正旋钻进，反旋挖出的方式，将大体积卵石直接带到地面。此种做法能够很好地对比设计院所给的地质图，以便发现不符时，及时地采取相应对策。
⑤现代高速公路施工对环境的影响特别大，尤其是在钻孔期间，所产生的噪声污染、泥浆排放污染，对于当地百姓的生产、生活产生了巨大的负面影响。冲击钻，挖孔桩的施工中由于需要大量的泥浆且不能循环使用，导致这种污染愈演愈烈。旋挖钻的泥浆使用可将这种危害情况显著降低。旋挖钻的泥浆可循环使用，即使浇注地下桩之后，也可使泥浆重新流回泥浆池，从新进行利用，直到地下桩全部浇注完毕。
⑥为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核旋挖钻钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，在粘土钻进最快0．2m／min左右，在细粉砂层钻进都是O．015m／min左右，两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。
⑦旋挖钻的成孔质量较高，一般不需要进行二次清空，避免了反复施工的缺陷。旋挖钻在开钻之初，对于泥浆的性能的要求较高，一般来说，泥浆比重要达到1.5左右，在桩长达到设计长度之前，逐渐地降低泥浆比重，直至比重达到1.05左右，再由钻头进行反复清孔，避免沉淀层厚度过大。
结束语：旋挖钻的应用在郑石高速公路的钻孔施工中是一种新工艺，它的许多施工技术都有待我们广大工程技术人员去学习和探讨，本文仅从很简略的施工技术方面介绍了一下旋挖钻的施工特点，希望有助于我们今后的施工探讨。