旋挖鉆機(jī)自1984年由國(guó)外引進(jìn)以來(lái)，隨著高鐵建設(shè)及城市軌道交通建設(shè)迅猛發(fā)展，旋挖鉆機(jī)由于工作速度快，環(huán)保等用途，可以迎合國(guó)家人文和綠色發(fā)展為核心的概念，于中國(guó)以及世界的現(xiàn)澆混凝土灌樁中都擁有很好的發(fā)展前景［1-2］。然而我國(guó)幅員遼闊，地層條件變化不一，這需要我們?cè)诓煌刭|(zhì)條件下，不斷優(yōu)化鉆機(jī)的相關(guān)參數(shù)，切實(shí)發(fā)揮鉆機(jī)快速施工的用途，確保施工進(jìn)度。本文以地鐵車站圍護(hù)樁施工為例，總結(jié)旋挖鉆機(jī)在孤石、硬巖鉆進(jìn)過(guò)程中的所遇到的困難及優(yōu)化的工藝。

1 工程及地質(zhì)概況

某地鐵車站總長(zhǎng)288.6m。車站為地下二層島式車站，基坑深度約16～20m。右DK22+436.341～右DK22+616.141主體部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護(hù)體系；右DK22+616.141～右DK22+724.941主體部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用? 1000mm@1200mm鉆孔灌注樁（吊腳樁）+內(nèi)支撐（錨索）支護(hù)體系，止水帷幕采用?800mm三重高壓旋噴樁。巖土層地質(zhì)和周圍環(huán)境復(fù)雜，巖土層由沖填土層、海相沖（淤）積層、熔巖、花崗巖構(gòu)成，以淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化巖和中風(fēng)巖為主。

2 施工面臨的問(wèn)題

本工程一期圍擋內(nèi)共有109根鉆孔灌注樁，采用三臺(tái)旋挖機(jī)同時(shí)施工，兩臺(tái)徐工360旋挖機(jī)，一臺(tái)徐工280旋挖機(jī)。由于該車站毗鄰市政府，周邊住宅區(qū)眾多。圍擋占地及交通疏解工程、施工噪聲等給市民帶來(lái)一定的不便，應(yīng)環(huán)保部門及廣大市民要求，晚上22：00以后停止旋挖作業(yè)施工。但業(yè)主一再要求壓縮工期，所以，我們必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，利用有效工作時(shí)間，提高鉆機(jī)鉆進(jìn)速度，確保工期節(jié)點(diǎn)。

依據(jù)地勘報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)看，現(xiàn)階段工程難點(diǎn)就是，地層變化復(fù)雜，孤石較多，截止目前，最淺處3.5m遇到孤石，只能用牙輪鉆一點(diǎn)點(diǎn)磨，牙輪磨損嚴(yán)重，增加成本，同時(shí)嚴(yán)重制約施工進(jìn)度。

圖1 磨損的牙輪鉆頭

3 施工過(guò)程控制

3.1 工作時(shí)間控制

由于晚上22：00之后不允許施工，項(xiàng)目部對(duì)施工隊(duì)下達(dá)“人停機(jī)不停”的要求，確立操作手“兩班倒”的工作制度，確保早上6：00-晚上22：00時(shí)間段內(nèi)，機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)閲鷵鮾?nèi)不允許施工隊(duì)住人，不允許生火做飯，工人生活區(qū)距離施工地點(diǎn)有2km的路程，所以，施工隊(duì)采取中午往工地送飯的方式，節(jié)約工人的就餐時(shí)間，確保機(jī)械的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 施工設(shè)備控制

鉆頭的選擇要根據(jù)地層、鉆進(jìn)目的、鉆機(jī)性能等多方面進(jìn)行考慮。在對(duì)該項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文資料進(jìn)行前期調(diào)研，并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，項(xiàng)目部采用了徐工360和280旋挖鉆機(jī)，并準(zhǔn)備了截齒鉆頭、筒式鉆頭、牙輪鉆頭三種形式的鉆頭對(duì)于沖積層、素填層，為便于孔底的清孔作業(yè)，采用了雙層底的旋挖鉆斗形式，最后已探明的花崗巖層只能選用牙輪鉆鉆進(jìn)工藝。根據(jù)超前鉆地質(zhì)資料顯示，部分樁基地層中存在孤石，且相鄰樁基之間地質(zhì)巖面高程相差較大，說(shuō)明巖面傾斜度較大。經(jīng)過(guò)研究，對(duì)于有孤石的樁孔，旋挖鉆挖至孤石巖面后與超前地質(zhì)資料進(jìn)行對(duì)比，如已確認(rèn)鉆孔到達(dá)孤石地層處，則換牙輪鉆進(jìn)行沖孔；對(duì)于巖面傾斜度較大的樁孔，旋挖鉆進(jìn)入巖面后，應(yīng)對(duì)渣樣進(jìn)行觀察分析，確認(rèn)進(jìn)入巖面，換用牙輪鉆沖孔。泥漿配合比通過(guò)工地試驗(yàn)確定為：水：黏土：膨潤(rùn)土 =1：0.4：0.08（質(zhì)量比）；準(zhǔn)備相當(dāng)于2倍樁孔體積的泥漿池；將根據(jù)配合比制備好的泥漿進(jìn)行技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)試，如泥漿的相對(duì)密度、黏度、含砂率、膠體率、PH值等，合格后方可使用，同時(shí)對(duì)沉積層厚度較大的地層，采取埋設(shè)長(zhǎng)護(hù)筒的方式（3m），防止塌孔。

3.3 加強(qiáng)巖層取樣頻率

地層的變化是復(fù)雜的，結(jié)合超前鉆提供的地質(zhì)資料，在本項(xiàng)目鉆進(jìn)過(guò)程中，擬定每0.5m取渣樣本，記錄真實(shí)的地質(zhì)情況，同時(shí)還注意將其與設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)遇到情況不符時(shí)，要停下研究是否需要修正目前鉆進(jìn)工藝的欠缺之處。另一方面，項(xiàng)目部要根據(jù)實(shí)際鉆進(jìn)速度，隨時(shí)調(diào)整進(jìn)尺速度，特別是在更換鉆頭型號(hào)或斗齒時(shí)。如在實(shí)際施工過(guò)程中，遇到軟質(zhì)地層變化至硬質(zhì)地層時(shí)，應(yīng)減速慢進(jìn)；在鉆進(jìn)到淤泥層或易縮孔地層時(shí)，應(yīng)采取措施防止縮頸，如增加掃孔次數(shù)。相反，在遇到硬塑層時(shí)，則采用快速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，以提高鉆進(jìn)效率。最后還應(yīng)注意對(duì)泥漿指標(biāo)的控制，如穿越砂層時(shí)，應(yīng)加大泥漿比重和稠度，防止塌孔。

3.4 優(yōu)化牙輪鉆角度

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)牙輪磨損情況反饋，找出牙輪鉆頭破損嚴(yán)重的一側(cè)，對(duì)牙輪角度進(jìn)行微調(diào)，讓正反兩個(gè)鉆頭的行走軌跡間距減小，最大限度的擠壓巖層，減少牙輪磨損。

3.5 焊接質(zhì)量控制

在孤石和硬巖鉆進(jìn)過(guò)程中，截齒和牙輪磨損嚴(yán)重。最開始采用傳統(tǒng)的電弧焊接，發(fā)現(xiàn)牙輪易受力不均而造成脫落。針對(duì)這一情況，施工隊(duì)開始采用 CO2保護(hù)焊焊接截齒和牙輪，實(shí)踐結(jié)果表明：氣保焊外觀成形和內(nèi)部質(zhì)量都非常好，有效提高了截齒和牙輪的使用壽命。

圖2 CO2保護(hù)焊焊接牙輪鉆頭

4 效果分析

通過(guò)提高機(jī)械有效工作時(shí)間，加強(qiáng)巖層取樣，確保巖面及時(shí)確認(rèn)，及時(shí)與地勘單位溝通，針對(duì)不同地層更換不同的刀具和鉆頭，及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)速度，徐工360D1號(hào)機(jī)取得了16個(gè)小時(shí)完成2根鉆孔的成績(jī)，為旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)在孤石和硬巖中鉆進(jìn)提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

5 結(jié)論

旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行圍護(hù)樁施工過(guò)程中，由于地質(zhì)變化的多樣性，必須結(jié)合超前鉆孔資料及現(xiàn)場(chǎng)取樣資料，合理調(diào)整鉆具，不能一味按經(jīng)驗(yàn)施工，需具體問(wèn)題具體分析。本文通過(guò)旋挖鉆機(jī)在廈門島地鐵車站圍護(hù)樁施工過(guò)程中遇到的問(wèn)題，總結(jié)出以下結(jié)論：①以工期節(jié)點(diǎn)為導(dǎo)向，因地制宜的調(diào)整工作時(shí)間，在保證操作手就餐和休息的前提下，采取“兩班倒”的工作制度，有效利用工作時(shí)間，確?！叭送C(jī)不停”；②施工人員應(yīng)熟知地勘圖紙，并加大取樣頻率，不斷總結(jié)巖層變化情況，以巖層取樣為依據(jù)，及時(shí)更換鉆具，并調(diào)整鉆機(jī)鉆速，確保機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)最優(yōu)化；③依據(jù)在孤石和硬巖鉆進(jìn)過(guò)程中的實(shí)際情況，最大限度的優(yōu)化牙輪的行走軌跡，同時(shí)采用CO2保護(hù)焊焊接牙輪等刀具，確保焊接質(zhì)量及使用壽命。

［1］楊暉彬，劉濤.鉆孔灌注樁“旋挖+沖反″施工工藝特點(diǎn)及質(zhì)量控制［J］.施工技術(shù)，2014，43（7）：42-45.

［2］史江楠.旋挖樁施工技術(shù)淺析［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，5（15）：81.