摘要連云港市東�？h地質(zhì)以前震旦系混合變質(zhì)巖為主，在此類復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆孔，設(shè)備選型是影響成孔速度的重要因素。通過新建連徐高速鐵路東海特大橋工程施工的實例，對鉆機的選型作簡單的介紹，并對不同鉆機的成孔效率、適用范圍進行對比。

關(guān)鍵詞鉆孔樁施工；沖擊鉆；旋挖鉆；混合變質(zhì)巖

1工程地質(zhì)概括

新建連徐高速鐵路東海特大橋工程地處蘇北地區(qū)，橫穿連云港和徐州兩大重要城市。該處橋址地形平坦，但沿線所經(jīng)過地層巖性較為復(fù)雜。按其成因和時代分為五大層，自上而下依次為：人工填筑土、第四系全新統(tǒng)沖積層黏性土、第四系上更新統(tǒng)沖積層砂土層、白堊系上統(tǒng)王式組沉積巖泥質(zhì)礫巖、前震旦系混合變質(zhì)巖。其中混合變質(zhì)巖最為常見，巖性可分為片麻巖、花崗片麻巖、云母巖、石英巖四大類。

2鉆進選型施工中的性能問題

從工程地質(zhì)概括來看，該橋址地層巖性較為復(fù)雜。其中片麻巖和花崗片麻巖最為常見，局部夾層石英巖脈，故而在鉆機選型上，主要考慮沖擊鉆和旋挖鉆兩種類型的鉆機。該工程選用的鉆機型號包含：二代單繩沖擊鉆、徐工XR360旋挖鉆、山河智能SWDM42旋挖鉆、德國寶峨BG46旋挖鉆、徐工XR550D旋挖鉆。其中旋挖鉆主要負責168m系桿拱和連續(xù)梁的主墩施工。

2.1沖擊鉆

單繩沖擊鉆作為一種傳統(tǒng)的鉆機工具，具備施工工藝成熟、工程單價較低、市場供應(yīng)量大、適應(yīng)不同地層能力強等優(yōu)點。二代單繩沖擊鉆在傳統(tǒng)鉆具的基礎(chǔ)上改革創(chuàng)新，每臺沖擊鉆主機上搭載一臺智能電腦，可以通過編制數(shù)碼程序的方式，來實現(xiàn)電腦控制鉆機的錘距以及鉆進速率。完美的解決了單繩沖擊鉆人工操作，自動化程度低的問題，大大提高了鉆進速率。二代單繩沖擊鉆在鉆進過程中，采用泥漿護壁。泥漿在沖錘的作用下，會對孔壁產(chǎn)生一種擠壓力，這種擠壓力會使孔壁更加穩(wěn)定，不宜塌孔。當然在具體施工中，二代單繩沖擊鉆并沒有克服傳統(tǒng)單繩沖擊鉆的的一些弊端。比如單繩沖擊鉆的整體穩(wěn)定性不好，易發(fā)生鉆機易位現(xiàn)象；鉆進過程中遇到軟硬不均勻的斜巖時，錘頭因受力不均勻，會發(fā)生錘頭擺動現(xiàn)象，進而導(dǎo)致偏孔。除此之外，單繩沖擊鉆在取渣、清空、泥漿外運方面都較為麻煩，而且在鉆進過程中噪音較大，易發(fā)生卡鉆、吊錘現(xiàn)象。

2.2旋挖鉆

旋挖鉆作為一種新型鉆機類型，具有短距離移動方便、成孔速度快、機械化程度高、清空方便等優(yōu)點。但較沖擊鉆缺單也很多，比如單價稍高，體型過大，長距離移動麻煩，耗能較高等。因此我們根據(jù)施工工期、地質(zhì)條件、工程單價等因素，合理的引進了四類不同型號的旋挖鉆機。2.2.1徐工XR360旋挖鉆徐工XR360旋挖鉆機作為一款中小型旋挖鉆機，采用進口川崎液壓方式。由柴油機驅(qū)動液壓泵動力頭，動力頭驅(qū)動鉆桿，鉆桿帶動可伸縮專用旋挖底盤，回旋鉆進，保證了鉆機的整體穩(wěn)定性。該鉆機的最大鉆進深度96m，最大鉆孔直徑2.5m，最大輸出扭矩360kN•m，這些技術(shù)參數(shù)，保障了該類鉆機，對于樁徑較小、樁長較短的樁基，具備較快的成孔速度。據(jù)統(tǒng)計樁長20m，樁徑1m，入巖3m的柱樁，此類鉆機成孔需要（8~10）h。同等情況下，二代單繩沖擊鉆需要（36~48）h，大大提升了施工速率。此類鉆機共進場兩臺，均布置在架梁方向上，目的是消滅樁基1m的柱樁，保證架梁機順利通過標準墩。2.2.2山河智能SWDM42旋挖鉆山河智能SWDM42旋挖鉆屬于中型旋挖鉆機，采用液壓系統(tǒng)，節(jié)能安全。主、副卷揚機安裝在回轉(zhuǎn)平臺上，大大降低傾翻載荷，從根本上保障了整機的穩(wěn)定性。該鉆機的最大鉆孔深度105m，最大鉆孔直徑3m，最大輸出扭矩418kN•m，這些技術(shù)參數(shù)，使得此類鉆機能夠滿足更為復(fù)雜的地質(zhì)情況。此類鉆機共進場2臺，已經(jīng)完成了采用(70+125+70)m連續(xù)梁方式跨越S464省道兩側(cè)的主墩的全部樁基工作，此連續(xù)梁主墩樁基2m，每個主墩共計12根樁基。因機器故障、工程單價、地質(zhì)復(fù)雜等原因，目前此類旋挖鉆機退場一臺，剩余一臺現(xiàn)在布置在連續(xù)梁主墩東海特大橋516#墩。該旋挖鉆機目的是解決采用(48+80+48)m連續(xù)梁方式跨越S323省道兩側(cè)的主墩的全部樁基工作。據(jù)設(shè)計資料，此連續(xù)梁兩側(cè)主墩，東海特大橋516#墩和517#墩，樁徑均為1.80m，每個主墩均共計11根樁基，其中東海特大橋516#墩設(shè)計最小嵌巖7.82m，據(jù)516#-4樁，實際地質(zhì)核查資料顯示，目前該樁基實際入弱風化片麻巖達到18.60m。2.2.3德國寶峨BG46旋挖鉆寶峨BG46旋挖鉆屬于全進口德系旋挖鉆，此類旋挖鉆工作重量190t，最大鉆孔深度105m，最大鉆孔直徑3m，最大輸出扭矩460kN•m，這些技術(shù)參數(shù)加之全進口配套德系鉆具，使得寶峨BG46旋挖鉆在國內(nèi)市場上，可以輕松傲視群雄。目前該設(shè)備布置在東海特大橋409#墩上，該墩為(32+168+32)m系桿拱主墩。樁徑2.5m，樁長17m，該墩臺共計11根樁基，設(shè)計最小嵌巖6m，設(shè)計方提供的勘探資料表明，巖石基本承載為800kpa。據(jù)實際地質(zhì)核查資料顯示，實際嵌巖達10m之多，巖石單軸抗壓強度達到166Mpa。考慮到工期緊急，實際地質(zhì)過硬等因素，選用了寶峨BG46旋挖鉆。由于該設(shè)備采用頂級的德系配置，進場費用過高，加之409#墩總樁長才187m，進而導(dǎo)致該墩單價過高。為合理縮小單價，會讓該設(shè)備打168m系桿拱主墩409#墩間隙，將168m系桿拱邊墩410#墩一并打掉，后期還會讓該設(shè)備去打其他連續(xù)梁主墩的樁基工作。2.2.4徐工XR550D旋挖鉆徐工XR550D旋挖鉆的研發(fā)，主要針對國內(nèi)特大橋、高速鐵路、高速公路等大型工程建設(shè)市場需要。該設(shè)備采用自主研發(fā)的旋挖鉆專用H型液壓伸縮式履帶底盤，裝備大直徑回轉(zhuǎn)支撐，保證超強的穩(wěn)定性和運輸?shù)谋銛y性。該設(shè)備最大鉆孔直徑3.5m，最大鉆孔深度132m，動力頭最大輸出扭矩為480kN•m。該設(shè)備目前布置在系桿拱主墩408#墩上，目的就是爭搶全線最大的系桿拱工期，保證架梁按期順利通過。

3相關(guān)施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)

以單根柱樁為例，樁徑1.25m，樁長30m，進入弱風化片麻巖4m為例統(tǒng)計各鉆機數(shù)據(jù)(詳見表1)，以供參考。

4結(jié)束語

合理的鉆機選型對于鉆孔樁施工具有重要的影響，因此在鉆孔樁施工中要具體考慮工程實際。根據(jù)施工工期、地質(zhì)條件、工程單價等因素，結(jié)合各種型號鉆機的性能和優(yōu)缺點，對所選機型進行合理的搭配，可有效提高工程質(zhì)量，減少鉆機閑置現(xiàn)象，增加工程效率。