日囵团口 施工技术与应用 地下连续墙多头钻成槽机施工 盘昭盛 广东省基础工程公司 ５１Ｏ６２Ｏ 摘要：本文介绍具有特点的多头钻成槽机，和用该机进行输入清水、自成泥浆护壁、正循环排泥成槽地下连续墙施工 关键词：多头钻成槽机；成槽施工；技术措施 一、长导板组合多头钻成槽机 精度达１／２５０。 长导板组合多头钻成槽机由钻机头、机架和底座组成，所有配套的机电 二、长导板多头钻自成泥桨成槽施工法 设备均安装在底座上。 １钻机头 钻机头由３吨卷扬机牵引提升，采用钢丝绳自由悬挂、无动力下放的形式， 下放速度由操作人员控制，机头在切削土体的同时靠自重的部分压力钻进。 机头的主要部分有机头架、单孔潜水钻机、吸泥器和压重钢锭等。 设计机头架时，为增加其在钻进过程中抵抗偏斜的能力而采取了加长导 板和加入压重等措施。由于机头架整体焊接加工，且具有足够的刚度、重量和 导向长度，为提高该机的成槽精度和壁面平整度创造了条件。 单孔潜水钻机系河北省新河钻机厂产品，其主要技术参数见表１。四台钻 机并排安放在四个座圈内，每台钻机的端部各用一块２０毫米厚的钢板通过ｌ４ 根Ｍ１６螺栓与机头架连在一起，并将钻机压紧在座圈内。这种安装法既使钻机 固定牢靠，又方便拆卸检修。每台钻机分别串联一个电流表，观察电流表便可 知各台钻机的工作情况。 ＧＺＱ一８ｆ】０型潜水钻机主要技术参数表１ 两长两短的钻头旋向相 反间隔安装，各钻头旋转时产 钻孔深度（米＞ ｌ ５０ ｌ弗水电机功率（千瓦）ｌ ２２ 生的力矩相互抵消，使整个机 糖孔直柽（量Ｉ米） ‘５～８０ 柑承电机转遵 ９６０ ｔ转／分） 头不受力矩作用的影响，避免 钻机主轴轼遘 ２００ 钻机外形尺寸（毫米 ￣，３４５ 成槽时槽孔倾斜或扭曲。长 （转，，｝） ｘ１５５ 短钻头钻进时交叉重迭切削 最太■出极炬 １２Ｏ 自ｔ‘公阡） Ｓ５ｏ （公斤一米） 土体，钻头切不到的地方由切 土刀刃和四周的导板靠机头 的重力切除，所成槽孔形状与机头横截面相同。转速较高的钻头将切下的土 体迅速破碎形成泥浆排出槽外，有利于提高成槽效率。 长导板组合多头钻机头特性表２ 机头在成槽过程中可单 独或同时进行正反两种循环 排泥。正循环中的清水或泥 浆经过吸泥器分人各钻机，由 钻头端部射出，反循环时引人 单孔钻帆致量（ｔ｜） ・Ｉ帆头总重（吨） １ ７ 压缩空气，泥渣从吸泥器中间 钻头转涟（转／分） ２Ｏ０ 的排泥管和４英寸胶管排出 槽外。钻机头特性见表２。 ２机架、底座和成增机移位 悬挂钻机头的机架高１２米，保证机头有足够的提升高度。在底座四周设 有八个千斤顶顶座，供螺旋千斤顶调整成槽机对位用。在底座上机头下落位 置的四周安装六个导向机头的限位滚子。 由于轨道行走机构在折线线路上无法起作用，因此在施工圆井时没有安 装轨道行走机构，而采用卷扬机牵引成槽机在枕木滚道上行走的移位方式。 由于配合施工的吊车起重能力较大，后来改用吊车吊运移位，方便迅速且无需 铺设钢轨轨道。 ３有待改进的地方 ｆ１）ＣＺＱ…－８００￣单孔潜水钻机转速较高，虽然有利于槽内自成泥浆，但由 于旋转切削离心力较大而不利于槽壁稳定，同时能耗太高。采用自成泥浆成 槽时，以每分钟１００转较为适宜。 （２１为进一步提高成槽的精度和效率应加大机头的压重和反循环吸泥管 的直径。 （３１应设置自动行走机构，以提高成槽机的机动能力。 由于时间和条件的限制，对成槽机未能作单独的成槽功能试验就进人正 式施Ｉ ，凶而不能提供该机成槽功能的全面指标。在两井施工中，机头的最大 钻进深度为２１米，对应的平均钻进速度为６．５米／／］，ｌａ，ｊ＂，成槽壁面平整，平均垂直 ‘３５８ 自成泥浆成槽工艺是由槽外输人具有一定压力（不小于２公斤，厘米２）的 清水从钻头端部射出，转速较高的钻头迅速将切下的土体拌成泥浆自溢出槽 外。在成槽过程中通过控制进水量和钻进速度使槽内泥浆的比重保持在某一 范围内。当机头到达设计深度后停止钻进，继续输水并空转钻头，待槽内泥浆 的比重降到１．１０克，厘米 左右时，再将机头提出槽外。为提高清底的质量和效 率，可使用空气吸泥。 １．长导板多头钻自成泥浆的成楷效率长导板多头钻自成泥浆正循环排 泥的成槽效率取决于清水的输人量和土层的硬度。 在ｙ＝１．９５克，厘米 的饱和软粘土或亚粘土层中，以成槽过程中自成泥浆的 比重保持１．２０克／厘米 不变为条件，按理论计算结果得：Ｈ＝０．２５Ｖ。式中Ｈ为机 头每小时钻进深度（米）；Ｖ为每小时清水输入量眯 。如果每小时输水且为４Ｏ 米 ，那未钻机头的成检效率为１０米／，Ｊ、时。 在较硬的土层中成槽时，钻头的旋转切削力增大。这时，为避免因机头悬 挂力减少和钻压增大而引起钻机工作电流升高和机头发生偏斜，必须放慢机 头的钻进速度。 ２．自成泥浆成槽法的施工技术措施 “输入清水、槽内自成泥浆护壁、正循环排泥”成槽施工法是在特定上层 条件下对传统成槽工艺的革新。为防止施工过程中壁面坍塌和保证成槽的精 确度，在实施此法时必须采取一定的技术措施。 防擂壁坍塌的措施有： ０）缩短单元槽段长度。以一次成槽时 间不超过４／ｂ时来决定单元槽段的长度， 单元槽段分“一钻一槽”和“两钻一槽”两 固垂‘●＇ 垂 翘Ｉｂ’ 种，见图１。单元槽段的长度为１．９～３．２米。 （２）缩短成槽结束后至开始浇灌混凝 图１单元槽段的长度 土时的时间间隔，加快混凝上浇灌速度。 （３）在成槽过程中适当提高槽内自成泥浆的比重。 （４）减少地面负载。大型施工机械尽量远离导墙，使用吊车吊运成槽机时。 吊车履带下应垫铺厚钢板。 根据两井施工经验，成槽过程中槽内泥浆的比重最好保持在１．２—１．２５之 间；当清底结束后，即使槽内泥浆的比重降到１．１０以下，只要从开钻成槽到混凝 土浇灌完毕的全部时间不超过２０／１＂，时，槽壁就不会出现塌方。 保证成槽垂直度的措施包括： （１）合理安排双钻槽段的施钻顺序。双钻槽段施钻时，首钻应避开接头管 拔除后留下的空洞进行全断面切削，如图２中的（ａ）。若按图２（１））的顺序进行，施 第二钻时，机头由于受力不均匀而容 ’｝ ｊ ３ ４ 易向已成槽段的方向偏斜＿最后形成 上大下小的槽段。 龟磁 盘磁 （２１在钻进过程中，必须使慧吊机 图２双钻槽段施钻顺序 头的钢丝绳保持一定的张紧力，避免 机头处于无约束状态。吊索的承力情况通过触摸悬吊钢丝绳和观察钻机１＿作 电流的变化来判断，正常情况下的工作电流在３０—３５安培之间。 （３）控制钻进速度。特别是在进行非全断面钻削和挖掘较硬土层时，必须 注意匀速慢进。 机头在钻进过程中的偏斜方向和偏斜量，可以通过测量悬吊钢丝绳在导 墙面上的位置变化推算出来。长导板组合钻机头因导向长度和重量较大而具 有相当的自身稳定性，只要严格按操作规程施钻，成槽的垂直精度一般可达到 １／３００。 ３．自成泥浆成槽施工中的几个问题 （下转第３６５页） 施工技术与应用 引起道路的整体性破坏，鉴于软土地基铁路路基工程的承载能力不足和抗剪 能力薄弱等问题，为保证路基的稳定性，笔者认为要在对软土地基科学勘探 参考文献： 【１］董韬．浅谈软土地基施工技术Ｕｌｌ科技致富向导，２０１２，（３６）：２４０． 【２】陈开．浅析路桥施工中的软土地基施工技术 大科技：科技天地，２０１１， （２０）：３９１—３９２ 的基础上，分析软土地基的基本性质，为工程方法的选择提供参考依据，一方 面需要加强软土地基的勘察测绘，明确软土地基的地质条件，作为施工方法 选择的参考依据，另一方面是结合实际需求采取适当的加同方法，提高软土 地基的强度，降低软土地基的沉降量。在此基础上采用适当的工程质量保障 措施，为铁路路基施工提供优越的地基条件，促使铁路路基工程的顺利进展。 【３】王建华，李峰，张子敏软土地基中盾构浅覆土下穿铁路大动脉施工的技术 措施ｕ Ｊｌ建筑施工，２００９，（１）：８—１０． （上接第３６０页） 经分析表明Ｂ一３６号桩在１０．８ｍ～１３．８０ｍ范围内体存在严 重缺陷，离析、脱浆现象严重，属Ⅳ类桩。按规范Ⅳ类桩应该进行工程处理，结 果业主要求挖掉该桩。如图３、４是开挖照片。 四、结束语 随着人类的进步、社会的发展，国家基础建设也迅速发展，众多的水电、 高楼、桥梁等基础工程采用大直径钻孔混凝土灌注桩的地基基础形式，相应 的桩基检测也得到了广泛的应用。声波透射法检测法是在不破坏桩基结构的 前提下，直接在结构物上测试，确定混凝土质量或缺陷位置，它既适用于工程 建设过程中混凝土质量监测，又适用于工程竣工验收和建筑物使用期间混凝 土质量检定。本文主要介绍声波透射法在桩基质量检测中的应用。运用声波 透射法对桩基质量进行抽样检测，取得混凝土的声学特征，经过综合分析找 出严重缺陷桩，快捷、准确地为工程的竣工验收和质量评价提供了科学依据， 同时通过实例证明了该方法的良好实用效果。 参考文献： 图３ 图４ 『１１罗骐先桩基工程检测手册『Ｍ１．北京：人民交通出版社，２００３ ｆ２１Ｊａｊｌ０６—２００３，建筑基桩检测技术规范ｆｓ１． 从开挖的结果很明显的可以看到混凝土离析、脱浆很严重，没有胶结好、 『３陈凡，３１徐天平．桩基质量检测技术ｆＭ ｌ北京：中国建筑工业出版社，２００３． 基本上都是松散的。这和声波透射法的结果比较吻合，说明声波透射法的准 ［４】ＩＧＪ９４—２００８，Ｉ７９３—２００８，建筑桩基技术规范［ｓ］ 确性较高。 ｆ５１ＩＧＩ１０６－２００３，Ｉ２５６—２００３，建筑桩基检测技术规范ｆ ｓ１． 其他３５根桩的声速一深度曲线显示声速正常，不存在低限值异常；波 ［６】《工程地质手册》编委会．工程地质手册【Ｍ】．第４版．北京：中国建筑工业出版 幅一深度曲线显示波幅正常，为Ｉ类桩。 社．２００７． 【７】《桩基工程手册》编委会桩基工程手册 ．北京：中国建筑工业出版社，１９９５． （上接第３５８页） （１）施工地区的土层应以粘土或亚粘土为主，其土体形成 有冲击锤头、单孔钻机或抓斗等排障用机具。 的泥浆应具有一定的质量指标。本工程的亚粘土层的含砂率约３％左右，比重 （４）封闭槽段必须是双钻槽段，以免单钻槽段用作墙体封闭时由于槽孔上 １．２克／厘米３时的泥浆粘度为１６～２２秒。 大下小而导致钻机头中途卡住的事故发生。 （２）由于钻头无法切削己达到一定强度的混凝土，所以对于因接头管安放 （５）由于自成泥浆的沉淀速度较快，在混凝土浇灌过程中，可用一根水管插 误差和流砂层局部塌陷而渗人到未开挖槽段内的混凝土，必须在未达到足够 人槽内稀释沉淀泥浆并让其溢出槽外，以提高混凝土浇灌的质量。 强度之前将其破碎。实践表明，在接头管拔出后４小时内施钻相邻槽段，钻头切 （６）施工承重的地下连续墙体时应在成槽后采用空气吸泥清底，并用制备 削流过来的早期强度混凝土如同切削一般的中软土层一样容易。因此，采用 泥浆置换槽内的自成泥浆。 自成泥浆成槽施工地下连续墙时，要连续作业并在同一方向上连续施钻。 （７）在施工过程中注意采用本文所列各项防壁面坍塌和保证成槽垂直度 （３）为排除不慎落人槽内的障碍物和已经达到一定强度的混凝土，必须备 的技术措施。 （上接第３５９页） ３．２．１新型阻燃剂的研靠４与应用 目前在保温材料中使用最广泛、应用历史最长的为溴系阻燃剂，但是该 ４小结 类阻燃剂性能方面存在缺陷，并且可能对人体健康及自然环境造成不利影 保温材料引起的火灾事故的频繁发生，越来越体现出对提高外墙保温材 响，燃烧时容易产生有毒气体。因此，应致力于研发新型的环境友好型的安全 料防火性能的重要性。对于不同材料在安全防火方面存在的问题急需改进， 阻燃剂（如磷系阻燃剂、无机阻燃剂等）以满足市场需求，提高保温材料的防 同时也应引起业内以及相关单位及部门的重视。 火安全性ｆｌ￣ｆ３ｊ。 提高不同保温材料防火问题重点是提高保温材料的阻燃性能。只有保温 ３．２ ２保温系统结构的优化 材料自身的安全防火性能有所提高，才能从本质上改善由此引发的火灾事 为提高保温材料的阻燃性能，一方面应该加强对阻燃性能优良的材 故。同时，新型阻燃剂的研制与应用、保温系统结构的优化以及新型材料的研 料的研发，另一方面也要通过优化系统结构来提升阻燃性能，降低火灾损 发也是至关重要的。 失。典型的措施包括设置防火隔离带与设置挡火墙等，这些措施可以阻隔 参考文献： 火焰的传播，避免火灾蔓延。此外还应对建筑整体的结构进行优化，在保 ［１】金军．聚氨酯硬质泡沫阻燃技术研究及措施卟安徽冶金科技职业学院学 温系统施工时避免与易产生火花或火源的建筑工艺接触，在铺设电力、天 报，２００７，１７（２）：６７～７２． 然气等管道线路时注意与保温系统进行阻隔，从源头上减少火灾事故的 ［２］梁清泉，梁清水．几种新型节能墙体保温材料的阻燃防火研究Ⅱ】．火灾科 发生 学，２０１２，２：６２～６４． （上接第３６３页）合抗震控制设计理念，提出复合墙体抗震设计方法。按照密 ｌ２】谢强．高层轻板框架结构的刚度和承载力分析［Ｉ］西安建筑科技大学学报， 肋壁板结构装配整体式的施工，考虑复合墙体的构造要求。 ２０００，３２（３＇）：２０５—２０８． ｆ３］杨佑发，赵忠华，徐典．基于抗震性能的密肋复合墙体优化设计及造价影响 参考文献： 分析Ⅱ】．建筑结构，２０１０年ｓ１期． ［１１３￣，侯莉娜，姚谦峰，曹好密肋复合墙体多目标优化设计方法研究叶西 【４］周明杰，姜芳禄，王晓伟，赵红欣．不同框格形式网格框架墙体的抗震性能 安建筑科技大学学报，２００７（１０） 分析Ｕ】．河北工业大学学报，２ｏ１２（ｏ４）． ’３６５・