旋挖鉆成孔施工在云南大麗高速挖色特大橋中的應用

摘 要：本文主要總結了挖色特大橋旋挖鉆成孔施工的施工工藝、施工組織措施、施工常見事故及預防措施，為同類地質的橋梁基樁施工提供可借鑒的經驗。

關鍵詞：挖色特大橋；旋挖鉆；施工；應用

1 引言

旋挖鉆成孔施工法，又稱鉆斗施工法。成孔原理是在一個可閉合開啟的鉆斗的底部及側邊，鑲焊切削刀鋸，通過鉆斗的旋轉、削切、提升、卸渣，反復循環而成孔。旋挖鉆成孔施工具有成孔速度快、移位方便、自帶動力、定位準確、低噪音、低振動、環保等優點，主要適用于粘土層、粉土層、淤泥層、砂土層以及含有部分卵石、碎石的地層。

2 工程概況

挖色特大橋地處洱海盆地邊緣以及侵蝕、溶蝕構造低中山山邊，海拔1950～2100米，全長2640米。大橋起止兩端地形起伏稍大，地勢較高，陡坎發育；大橋中間段為洱海盆地邊緣帶（挖色壩子），地形平坦，地表水地下水豐富，地表水田旱地及水塘溝渠分布，該段落地層為沖洪積夾沖湖積土層，厚度大、孔隙率大、含水率高。

根據實際地質地形情況，本次旋挖成孔施工集中在挖色特大橋中間段落，其地層主要由粉質黏土層、圓礫土層、砂礫土層交替組成，圓礫、砂礫成分為砂巖玄武巖，粒徑0.2～3厘米。該段落樁基設計均為摩擦樁，樁徑φ1.6米，樁長從52米至60米不等，數量為340棵。

3 施工工藝

3.1 施工準備

由于旋挖成孔施工速度快，對于挖色特大橋所處地質特點，鉆進速度平均在每小時12～16米，所以在基樁開鉆之前，必須做好各項保障工作，具體有：思想保障、技術保障、生產保障、材料保障、設備保障、施工人員保障等。

（1）思想保障：施工前對各級參建人員進行技術交底工作，闡明旋挖鉆成孔施工的特點和控制要點，使大家在思想上形成統一的認識，在行動中各司其職，確保各道工序的順利銜接；

（2）技術保障：編制技術方案并制定詳細的作業指導書，明確每個人在每道工序中的操作程序和職責；進行測量導線點的復測以及加密點布設；完成施工所需配合比的設計及各種原材料的檢驗工作；

（3）生產保障：建立統一、高效的生產指揮體系是保障旋挖鉆成孔施工成敗的重要因素。因旋挖成孔鉆進速度快，在鉆進過程中護壁的泥皮厚度較薄，所以成孔后必須及時灌注，否則極易發生縮孔、塌孔等事故；

（4）材料保障：在開鉆前，必須確保各種施工材料已準備齊全，包括：泥漿（不小于1.5倍單樁混凝土方量）、鋼筋籠、拌制混凝土所需的各種材料；

3.2 主要設備的配置

SR250型旋挖鉆機兩套、吊車兩輛、平板車兩輛、挖掘機兩臺、自卸汽車6輛、混凝土導管及料斗兩套、250KW柴油發電機一套等。

3.3 泥漿調制

泥漿作為穩定基樁孔壁穩定的重要因素，尤其本橋位所處地質含較多砂礫、圓礫層，且地下水位很高（距地表2米左右），配制出優質的泥漿至關重要。

施工時泥漿配比為：水1000Kg：膨潤土162.6 Kg：PAM1.12 Kg：純堿4.45 Kg。

泥漿的各項指標為:相對密度1.05～1.2；粘度1622；砂率≤4%；膠體率96%～98%；PH值＞7。

旋挖成孔施工的泥漿周轉次數高，所以施工過程中要隨時檢測泥漿的各項指標，確保泥漿對孔壁的撐護作用，以免發生質量事故。

3.4 鉆孔施工

旋挖鉆機行走至樁位后，利用鉆頭和鉆臂的液壓系統將護筒擠壓進土層中，經測量復測護筒位置滿足要求后，準備開鉆；鉆孔前，根據地質剖面圖中各地層的地質特點，以便按不同地層選用適當的鉆進壓力、鉆進速度、泥漿指標等。

鉆機就位后，調整鉆桿垂直度，注入調制好的泥漿，進行鉆孔。當鉆頭下降到護筒內后，旋轉鉆斗并施加壓力，將巖土擠入鉆斗內，在儀表自動顯示筒滿時，關閉鉆斗底部，提升鉆斗將鉆渣卸于堆放地點。鉆進過程中必須嚴格控制孔內水頭不低于護筒底部，以保證孔壁穩定。通過鉆斗的旋轉、削切、提升、卸渣，反復循環直至成孔。

鉆進時，還應嚴格控制鉆進速度，避免進尺過快造成縮孔或塌孔事故。經現場施工得知，鉆斗提升速度宜保持在0.7～0.85米/秒。當鉆至砂礫層或圓礫層時，鉆斗提升速度應更緩慢，保持在0.6～0.7米/秒為宜。

3.5 施工常見事故及預防措施

（1）塌孔及預防措施

坍孔原因：①泥漿性能指標不符合要求，鉆進時孔內未形成堅實的泥皮；② 泥漿補充不及時，或孔內出現承壓水，或鉆孔通過砂礫、圓礫等強透水層，孔內水份流失過多等而造成孔內水頭高度不夠；③在砂礫層或圓礫層中進尺過快，泥皮厚度不足；④安裝鋼筋籠時刮蹭孔壁過重。

塌孔的預防和處理：①在鉆進時，應嚴格控制進尺速度，選用較大相對密度、粘度、膠體率的優質泥漿，并隨時對泥漿進行檢測；②如發生孔內坍塌，判明坍塌位置，回填粘質土到坍孔處以上1～2米，如坍孔嚴重時應全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進；③鉆進、清孔時應指定專人補漿，保證孔內必要的水頭高度；④安裝鋼筋籠時應對準鉆孔中心豎直放入，嚴防觸及孔壁。

（2）傾斜度超標預防措施：①每次加壓過后，利用旋挖鉆機定位系統進行一次十字絲對中；②在地層交界處或遇到軟硬夾層時，采取減壓慢速鉆進的方式；③接近孔底時，慢速鉆進；④鉆機就位時，應使轉盤、底座水平；使天輪的輪緣鉆桿底卡盤和護筒的中心線在同一垂直線上，并在鉆進過程中對鉆機進行限位防止鉆機發生位移；⑤鉆進過程中應隨時檢查鉆桿的垂直度。

4 結語

旋挖鉆成孔施工相比較其它鉆孔工藝，其主要特點是成孔速度非常快，能明顯加快施工進度，而且鉆機操作由全液壓系統控制并自帶鉆頭定位功能，在成孔質量上更有保證。另外，該工藝噪音污染較低，泥漿排放很少，產生的震動小，更適合對周邊環境保護要求高的工程。

通過挖色特大橋的旋挖成孔施工，既在生產進度上得到明顯加快，又較大地降低了施工成本，而且成樁質量高，其綜合經濟效益遠大于回旋、沖擊成孔施工工藝，是一種較好的施工工藝。

參考文獻：

[1]《旋挖鉆機施工技術》，黎中銀等編著，人民交通出版社

[2]《公路橋涵施工技術規范實施手冊》，劉吉士等主編，人民交通出版社

[3]《橋涵》(上冊)，交通部第一公路工程總公司主編，人民交通出版社

[4]《樁基工程手冊》，曾國熙等主編，中國建筑工業出版社