鉆機選型專項施工方案

1、目 錄1、編制依據(jù)及編制原則11.1編制依據(jù)12.2編制目的12、工程概況13、鉆機的性能介紹231沖擊鉆232回轉鉆機233旋挖鉆機34、鉆機的技術經(jīng)濟分析與比選441地層適應性的應用比選442各類鉆機經(jīng)濟性及綜合性能的比選55、鉆機配置61鉆機選型專項方案1、編制依據(jù)及編制原則 1.1編制依據(jù) .業(yè)主初步施工策劃 .鐵路橋涵設計基本規(guī)范（TB10002.1-2005）.鐵路橋涵鉆孔樁施工技術規(guī)范 （Q/CR9212-2015） .客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南（TZ203-2008）.混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50204-2002）.項目采用的有關

2、技術指南、質量檢驗標準、規(guī)范、規(guī)程等2.2編制目的 鉆孔灌注樁施工中成孔設備的選擇是比較關鍵的環(huán)節(jié)，鉆機的選擇是否得當，決定了整個樁基礎工程的盈利指標，因此我標段對鉆孔機械的比選尤為重要。通過對幾種常用鉆孔機械的技術特點概括、地層適應性分析以及技術經(jīng)濟闡述來確定適合我標段的鉆機型號。 2、工程概況 新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運通道土建工程MHTJ-3標一工區(qū)里程為DK181+500DK201+000,全長19.5km，地處內蒙古烏審旗及陜西省靖邊縣境內，途徑烏審旗無定河鎮(zhèn)，靖邊縣紅墩界鎮(zhèn)。其中聯(lián)合村特大橋起止樁號DK191370.5DK192893.23，中心里程為

3、DK192+132.87，全長1522.73m。本橋設計為46孔，為雙線橋，位于直線和緩和曲線上，緩和曲線半徑R=1200m、緩和曲線長140m，簡支梁按平分中矢布置，以左線為準?；A采用樁基礎，樁徑分別為1.0m、1.25m、1.5m。聯(lián)合村特大橋主要工程數(shù)量見表2-1。表2-1 聯(lián)合村特大橋主要工程數(shù)量表序號項目名稱單位數(shù)量備注11.00樁基m/根3237.2/6821.25樁基m/根20616.4/37831.00樁基m/根6656.4/1204承臺個475墩身橋臺個476橋面系m1522.733、鉆機的性能介紹31沖擊鉆 沖擊鉆機是一種比較傳統(tǒng)的鉆進機具，依靠沖擊錘進行沖砸，

4、掏渣筒掏渣，上下往復沖擊將土石劈裂、砸碎，部分被擠入孔壁之內，普通泥漿護壁。適用于常見的所有填土層、粘土層、密實砂層、圓礫層及角礫復合夾 層，但在大漂石、卵石層及微風化地層中進尺緩慢，且沖擊錘容易損壞。沖擊鉆具有地層適應范圍廣、施工速度快、場地環(huán)境要求小、造價較低等特點。但同時沖擊鉆勞動強度大，泥漿循環(huán)要設立泥漿回流池占地大，產生的泥漿不易外運，施工震動噪音大。 32回轉鉆機 回轉鉆機是一種在我國應用時間最長、范圍最廣、市場保有量最大的成孔機具，該種鉆機除在卵、礫石層鉆進較為困難外，在其它各種常見地層均有良好的適用性?；剞D鉆機根據(jù)排渣方式的不同分為正循環(huán)和反循&#

5、160;環(huán)兩種，反循環(huán)又細分為泵吸、氣舉、孔底泵送(射流)三種。在素土層、粘土層及砂土層常采用正循環(huán)，在卵石層、砂卵石夾層、巖石層及孔底清渣常采用反循環(huán)。根據(jù)地層不同，鉆頭可采用不同形式，特別是在鉆進堅硬巖石層時需配置滾刀鉆頭或牙輪鉆頭，回轉鉆機的鉆孔直徑可達25m，深度可達百米。正、反循環(huán)回轉鉆機具有應用范圍廣、護壁效果好、成孔質量高，施工無震動、無噪音、機具操作方便、造價較低等特點。但同時其在復雜地層成孔效率較低，施工現(xiàn)場用水量大、泥漿排放量大，擴孔率較難控制，又很難在卵石、漂石、基巖上施工，特別是在堅硬地層中進度緩慢，施工成本直線上升。 33旋挖鉆機 旋挖鉆機是近年來

6、發(fā)展最快的一種新型樁基成孔施工方法，它通過鉆桿和鉆斗的旋轉，以鉆斗自重并加液壓作為鉆進壓力，使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土，通過鉆斗的旋轉、挖土、提升、卸土和泥漿置護壁，反復循環(huán)而成孔。旋挖鉆機適用于各類粘土、粉土、密實砂土、淤泥質土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層，借鉆具自重和鉆機加壓力，耙齒切入土層，在回轉力矩的作用下鉆斗同時回轉配合不同鉆具，適應于干式(螺旋)、濕式(回轉斗)的成孔作業(yè)。目前，旋挖鉆機的最大鉆孔直徑為3m，最大鉆孔深度達120m(主要集中在40m以內)，最大鉆孔扭矩620kNm。旋挖成孔的施工方法具有施工質量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應性強等4、鉆機的技術經(jīng)濟分

7、析與比選41地層適應性的應用比選 我國國土面積廣大，地質地貌多種多樣，地層情況復雜多變，不同地區(qū)間地層差異很大。所以在具體工程確定后，通過實地踏勘結合巖土工程勘察報告對所要施工地層的地質年代構造和巖性做到詳細了解，并詳細分析各種土工試驗指標，從而做到準確地對鉆機進行初步適應性選型。 根據(jù)地層特點和各類鉆機的特性，我們可作出如下比選： (1)對于填土層、粘土層、粉土層和密實砂層，可選用沖擊鉆機、正循環(huán)回轉鉆機和旋挖鉆機； (2)對于粘土層、較松散砂層、淤泥質土層，可選用正循環(huán)回轉鉆機和旋挖鉆機； (3)對于砂層、礫石層、砂礫夾層和卵礫夾層，可選用

8、沖擊鉆機、反循環(huán)回轉鉆機、沖擊反循環(huán)鉆機和旋挖鉆機； (4)對于密實砂層及卵石含量大于2O%粘土層或粒徑大于15cm 的漂石地層及超過10cm 的卵礫夾層，可選用沖擊鉆機或沖擊反循環(huán)鉆機； (5)對于軟巖、強風化巖、破碎巖，可選用沖擊鉆機、正循環(huán)回轉鉆機和沖擊反循環(huán)鉆機； (6)對于弱風化、微風化及堅硬巖石的入巖，可選用實心錘沖擊鉆、沖擊反循環(huán)鉆機、回轉鉆機(配牙輪或滾刀鉆頭)。 42各類鉆機經(jīng)濟性及綜合性能的比選 經(jīng)濟成本和消耗量指標在施工生產過程中的地位極其重要，為了努力達到效益最優(yōu)化，在熟知各種鉆機設備的功率、配套設施

9、、消耗量和工作效率下再結合具體工程特點確定鉆機類型。為了方便理解和說明，下面對各種常用鉆機的技術經(jīng)濟指標進行列表比較，各項數(shù)據(jù)從表1中可以看出，對于同一種地層的樁基施工成孔，由于選用鉆機設備的不同會產生不同的施工成本單價，有時還會相差很大。例如某一鉆孔樁所在地層上部主要為填土層和密實砂層，按照以上所列各種鉆機的性能，沖擊鉆機、回轉鉆機和旋挖鉆機中的任何一種都能滿足施工要求。但從經(jīng)濟角度分析，他們的成本消耗卻不盡相同，3種鉆機在制漿、排漿和動力等基本 相同的情況下，鉆頭的消耗和進尺速度的差別使得成本相差較大。沖擊鉆機在上述地層的平均成孔速度在1030mh，施工平均成本在130元m,反循

10、環(huán)回轉鉆機在上述地層的平均成孔速度在1535mh，施工平均成本在160元m,旋挖鉆機在上述地層的平均成孔速度在5O80mh，施工平均成本在200元m。所以按照上述指標分析計算，旋挖鉆機的成孔速度比沖擊鉆機的成孔速度快2倍多，但施工成本單價也要高出1倍多，因此在工期和成本綜合考慮下，從經(jīng)濟指標出發(fā)應該優(yōu)先選用旋挖鉆，以降低施工成本。另外結合地層情況、施工場地環(huán)境、施工工期、安全文明施工等因素對施工鉆機進行綜合性條件選擇，旋挖鉆最適合砂類土質施工。5、鉆機配置  根據(jù)我工區(qū)實際地質情況，我工區(qū)計劃配置6-8臺旋挖鉆進行聯(lián)合村特大橋樁基施工   7樁

11、基類型適用地層泥漿情況充盈系數(shù)進尺速度單延米價格進出場費施工環(huán)境沖擊鉆機填土層、粘土層、密實砂層、圓礫、角礫夾層、巖石層比重應大于1.3，可隨時排放一般為成孔體積的23倍，1.11.3 砂土層25m/h,卵礫石層25m/h，巖層0.20.4m/h砂土層100150元/m,卵礫石層150200元/m，巖層200300元/m  體積較小運費較低現(xiàn)場泥漿污染嚴重、噪音震動大、勞動強度高回轉鉆機 （反循環(huán)）砂層、卵石層、砂卵石夾層、巖石層 比重應小于1.1，泥漿用量大一般為成孔體積的4倍， 1.11.25 砂層24m/h,卵礫石層 0.71.1m/h，軟巖0.30.5m/h 巖石層0.30.5m/h 砂土層120160元/m,卵礫石層160240元/m，軟巖層240350元/m 巖石層350450元/m 體積適中運費較低 現(xiàn)場泥漿污染嚴重、噪音震動小、勞動強度高旋挖鉆機 各類填土、粘土、粉土、密實砂層、礫石層、砂礫夾層、卵礫石夾層、強風化較軟巖 可采用干作業(yè)或少量泥漿護壁