橋梁樁基施工用旋挖鉆機常見故障及應對措施分析

程海

中國武夷實業股份有限公司（350003）

橋梁樁基施工用旋挖鉆機常見故障及應對措施分析

程海

中國武夷實業股份有限公司（350003）

這里介紹旋挖鉆機，并對旋挖鉆機監測與故障診斷技術進行了分析，分析了橋梁樁基施工用旋挖鉆機常見故障，并且提出了應對措施。

旋挖鉆機；橋梁樁基；卡鉆

0 引文

中國武夷肯尼亞C110公路項目名稱為賴茨港口/莫伊國際機場通道，位于蒙巴薩郡境內，工期15個月（包含設計3個月），合同形式為設計施工總承包固定總價合同（EPC）,主要結構物為兩座跨線橋，基礎形式為群樁基礎，樁長30 m，總共120根，采取旋挖施工。樁基在實際施工過程中，由于人為或者客觀等因素的影響，旋挖鉆機可能會出現卡鉆、斷鉆桿等問題，影響施工效率。為此，這里以肯尼亞C110公路項目為例，針對旋挖鉆機在工程施工過程中常出現的幾種故障進行分析，提出具體可行的解決方案，并采取一些可行的措施來減少故障的發生。

1 旋挖鉆機介紹

旋挖鉆機是一種適合建筑基礎工程成孔作業的施工機械，具有自動化程度高，現場移位靈活方便，成孔效率高，軸向壓力大，施工效率高的特點；而且環保節能，方便安全，可以配合不同的鉆具，可在大部分地質條件上施工作業，在基礎設施的建設中得到了廣泛的應用。

1.1 旋挖鉆機性能特點

1.1.1 高效率及施工質量好

隨著新材料、新工藝以及新技術的不斷應用，旋挖鉆機的可靠性得到了極大地提高。旋挖鉆機為履帶式全液壓自行式鉆機，配備有相應的自動控制和檢測裝置，自動化程度高，可靠性好，操作簡便，極大地提高了勞動效率。旋挖鉆機配備專門的動力頭裝置，使旋挖鉆機具有強大的鉆進能力，成孔速度快、質量高，與常規鉆機相比，旋挖鉆機回轉扭矩大，并可根據地層情況的不同更換不同的鉆頭，配備不同的工作附件，可實現一機多用。因地質條件不同，旋挖鉆機成孔速度不同，在適合旋挖鉆機施工的區域，其效率是普通鉆機的幾倍甚至十幾倍，極大地方便了施工的需要。

1.1.2 環保性能高

旋挖鉆機旋挖成孔是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉破碎巖土，并將其裝入鉆頭內，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，直到鉆至設計深度。其與正反循環鉆進工藝的根本區別是，前者是用鉆頭將破碎的巖土直接從孔內取出，而后者是依靠泥漿循環向孔外排除鉆渣。傳統鉆機大多利用泥漿循環方式將鉆渣帶到地面。旋挖鉆機為干式或無循環泥漿鉆進，所用泥漿量少（為1/10到1/20）。旋挖鉆機振動小，噪聲低，對周圍環境影響小，環境污染程度低，因此也可以減少相應的環境污染治理費用，降低成本。

1.2 旋挖鉆機在橋梁樁基施工中的應用

旋挖鉆機的施工工藝可分為干作業成孔和泥漿護壁旋挖成孔兩種方式，根據地質條件等應用環境的不同選用合適的工藝成孔。當作業環境含水量較高時，一般采用后者進行，通過泥漿循環來保護孔壁，同時將土渣排出成孔。

2 旋挖鉆機常見故障及處理措施

由于所選工藝和地質條件不同，旋挖鉆機在施工過程中也會出現各種問題。旋挖鉆機故障大致可以分為電氣、液壓、機械、動力四類，相互獨立，也互相聯系。電氣故障主要與探測、傳輸、顯示有關，并由此造成相應的問題，導致判斷錯誤而出現故障；液壓方面的故障主要是發生滲漏會使相關零部件污染和腐蝕等；機械與動力故障相對獨立一些，但也要區分引起與被引起、主要和次要原因的關系。肯尼亞C110公路項目施工中常見的故障主要有卡鉆、斷鉆桿和鉆桿、鉆具掉入孔內等，針對以上問題，工程施工人員通過總結并進行了原因分析，提出了相應的解決方法。

2.1 卡埋鉆

卡埋鉆是旋挖鉆機最易發生的施工事故，造成旋挖鉆機卡埋鉆的因素眾多，主要有地質地層因素、人為因素等。地質原因塌陷主要是由地質結構、填土密實穩定性等因素引起；而人為原因主要與人員經驗、施工是否規范以及技術交底是否完備等有關。另外，設備自身也是一個重要影響因素，因此需要做好設備的保養與維護。在了解了影響因素之后，可以采取一些措施來加以預防。當鉆機施工發生卡埋鉆現象時，找到事故發生的原因之后，通常采取以下方法進行處理：一是直接起吊法。采用吊車直接起吊或者采用間歇式起吊方法。二是鉆頭周圍疏通法。采用沖刷或者反循環等方式，清理鉆周圍沉渣，之后采用起吊等方式提起。三是護壁開挖法。卡鉆位置不深時采用，在護壁的同時采用人工或者輔助機械等直接清理沉渣。在肯尼亞C110公路項目橋梁旋挖鉆機施工中，發生卡鉆現象10處，其中采用直接起吊法8處，鉆頭周圍疏通法1處，護臂開挖法1處。

2.2 斷鉆桿

旋挖鉆機鉆桿受力情況比較復雜，施工現場有時會發生鉆桿扭曲或者折斷等現象，主要由鉆桿材料強度不高或磨損，設備維護及使用不當等原因造成。預防措施主要是在鉆桿使用前要進行檢查，鉆桿發生彎曲或者磨損過大時要及時替換，使用過程中要嚴格按照安裝過程規范和施工規范進行。另外存放條件要適宜，并及時進行維護與保養，這樣可以很大程度上減少斷鉆桿情況的發生。

2.3 鉆桿、鉆具掉入孔內

由于鉆具的反復升降，鋼繩與鉆桿內壁不斷發生摩擦，且鉆頭卸土時也會反復抖動，致使鋼繩磨損加劇而導致斷裂，使鉆桿全部落入孔內。遇到這種情況時可以采用夾板提引法和鋼絲繩套取法打撈鉆桿。肯尼亞C110公路項目橋梁旋挖鉆孔施工中，發生這種故障后就是采取鋼絲繩套取法打撈的鉆桿。因此必須經常檢查鉆桿、鉆具、鋼絲繩以及連接裝置的磨損情況，以做好相應的預防措施。

3 故障處理效果

針對上述旋挖鉆機常見故障主要提出了事前和事后措施兩種。事前措施主要有：提前檢查，做好設備維護與保養等預防工作，以及對相關人員進行培訓，遵守施工規范等工作。事后措施主要是針對問題發生之后可以采取的方式方法，這些問題的發生是不可預測的,因相應的措施前文中已經論述，此處不再重復討論。

4 結語

從目前來看，旋挖鉆機施工的優點突出，施工進度快，振動小，施工噪音以及泥漿排放量均比沖擊鉆要少很多，正因有這樣突出的優點，使得其應用市場不斷擴大。機械故障是施工過程中的一類重要問題，工欲善其事必先利其器，做好機械設備的維護與保養可以減少故障的發生，提高施工效率。在做好預防的同時也要掌握相關的故障應對措施，做到有備無患。

[1]顧平坤.淺談旋挖鉆機在橋梁樁基礎施工中的應用[J].建筑施工,2012(16)：162-163.

[2]王振.旋挖鉆機在橋梁樁基礎施工中的應用[J].科技傳播, 2011(16)：173.

[3]呂志強.旋挖鉆機在鐵路橋梁樁基施工中的應用[J].山西建筑,2013(26)：162-164.

[4]羅瑤,梁新貴,傅天玲.旋挖鉆機液壓故障智能診斷系統研究[J].產品·技術,2011(6)：102-105.