鉆機(jī)選型專項(xiàng)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(jī)的性能介紹231沖擊鉆232回轉(zhuǎn)鉆機(jī)233旋挖鉆機(jī)34、鉆機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與比選441地層適應(yīng)性的應(yīng)用比選442各類鉆機(jī)經(jīng)濟(jì)性及綜合性能的比選55、鉆機(jī)配置61鉆機(jī)選型專項(xiàng)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(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005）.鐵路橋涵鉆孔樁施工技術(shù)規(guī)范 （Q/CR9212-2015） .客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南（TZ203-2008）.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）.項(xiàng)目采用的有關(guān)

2、技術(shù)指南、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程等2.2編制目的 鉆孔灌注樁施工中成孔設(shè)備的選擇是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，鉆機(jī)的選擇是否得當(dāng)，決定了整個(gè)樁基礎(chǔ)工程的盈利指標(biāo)，因此我標(biāo)段對鉆孔機(jī)械的比選尤為重要。通過對幾種常用鉆孔機(jī)械的技術(shù)特點(diǎn)概括、地層適應(yīng)性分析以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)闡述來確定適合我標(biāo)段的鉆機(jī)型號。 2、工程概況 新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道土建工程MHTJ-3標(biāo)一工區(qū)里程為DK181+500DK201+000,全長19.5km，地處內(nèi)蒙古烏審旗及陜西省靖邊縣境內(nèi)，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(shè)計(jì)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(zhǔn)?；A(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，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(xiàng)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(gè)475墩身橋臺個(gè)476橋面系m1522.733、鉆機(jī)的性能介紹31沖擊鉆 沖擊鉆機(jī)是一種比較傳統(tǒng)的鉆進(jìn)機(jī)具，依靠沖擊錘進(jìn)行沖砸，

4、掏渣筒掏渣，上下往復(fù)沖擊將土石劈裂、砸碎，部分被擠入孔壁之內(nèi)，普通泥漿護(hù)壁。適用于常見的所有填土層、粘土層、密實(shí)砂層、圓礫層及角礫復(fù)合夾 層，但在大漂石、卵石層及微風(fēng)化地層中進(jìn)尺緩慢，且沖擊錘容易損壞。沖擊鉆具有地層適應(yīng)范圍廣、施工速度快、場地環(huán)境要求小、造價(jià)較低等特點(diǎn)。但同時(shí)沖擊鉆勞動強(qiáng)度大，泥漿循環(huán)要設(shè)立泥漿回流池占地大，產(chǎn)生的泥漿不易外運(yùn)，施工震動噪音大。 32回轉(zhuǎn)鉆機(jī) 回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是一種在我國應(yīng)用時(shí)間最長、范圍最廣、市場保有量最大的成孔機(jī)具，該種鉆機(jī)除在卵、礫石層鉆進(jìn)較為困難外，在其它各種常見地層均有良好的適用性。回轉(zhuǎn)鉆機(jī)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(xì)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(jìn)堅(jiān)硬巖石層時(shí)需配置滾刀鉆頭或牙輪鉆頭，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆孔直徑可達(dá)25m，深度可達(dá)百米。正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)具有應(yīng)用范圍廣、護(hù)壁效果好、成孔質(zhì)量高，施工無震動、無噪音、機(jī)具操作方便、造價(jià)較低等特點(diǎn)。但同時(shí)其在復(fù)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(kuò)孔率較難控制，又很難在卵石、漂石、基巖上施工，特別是在堅(jiān)硬地層中進(jìn)度緩慢，施工成本直線上升。 33旋挖鉆機(jī) 旋挖鉆機(jī)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(zhuǎn)，以鉆斗自重并加液壓作為鉆進(jìn)壓力，使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土，通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置護(hù)壁，反復(fù)循環(huán)而成孔。旋挖鉆機(jī)適用于各類粘土、粉土、密實(shí)砂土、淤泥質(zhì)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(jī)加壓力，耙齒切入土層，在回轉(zhuǎn)力矩的作用下鉆斗同時(shí)回轉(zhuǎn)配合不同鉆具，適應(yīng)于干式(螺旋)、濕式(回轉(zhuǎn)斗)的成孔作業(yè)。目前，旋挖鉆機(jī)的最大鉆孔直徑為3m，最大鉆孔深度達(dá)120m(主要集中在40m以內(nèi))，最大鉆孔扭矩620kNm。旋挖成孔的施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等4、鉆機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分

7、析與比選41地層適應(yīng)性的應(yīng)用比選 我國國土面積廣大，地質(zhì)地貌多種多樣，地層情況復(fù)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(shí)地踏勘結(jié)合巖土工程勘察報(bào)告對所要施工地層的地質(zhì)年代構(gòu)造和巖性做到詳細(xì)了解，并詳細(xì)分析各種土工試驗(yàn)指標(biāo)，從而做到準(zhǔn)確地對鉆機(jī)進(jìn)行初步適應(yīng)性選型。 根據(jù)地層特點(diǎn)和各類鉆機(jī)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(shí)砂層，可選用沖擊鉆機(jī)、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)； (2)對于粘土層、較松散砂層、淤泥質(zhì)土層，可選用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)； (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(jī)、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)； (4)對于密實(shí)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(jī)或沖擊反循環(huán)鉆機(jī)； (5)對于軟巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、破碎巖，可選用沖擊鉆機(jī)、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和沖擊反循環(huán)鉆機(jī)； (6)對于弱風(fēng)化、微風(fēng)化及堅(jiān)硬巖石的入巖，可選用實(shí)心錘沖擊鉆、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)(配牙輪或滾刀鉆頭)。 42各類鉆機(jī)經(jīng)濟(jì)性及綜合性能的比選 經(jīng)濟(jì)成本和消耗量指標(biāo)在施工生產(chǎn)過程中的地位極其重要，為了努力達(dá)到效益最優(yōu)化，在熟知各種鉆機(jī)設(shè)備的功率、配套設(shè)施

9、、消耗量和工作效率下再結(jié)合具體工程特點(diǎn)確定鉆機(jī)類型。為了方便理解和說明，下面對各種常用鉆機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行列表比較，各項(xiàng)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(jī)設(shè)備的不同會產(chǎn)生不同的施工成本單價(jià)，有時(shí)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(shí)砂層，按照以上所列各種鉆機(jī)的性能，沖擊鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)中的任何一種都能滿足施工要求。但從經(jīng)濟(jì)角度分析，他們的成本消耗卻不盡相同，3種鉆機(jī)在制漿、排漿和動力等基本 相同的情況下，鉆頭的消耗和進(jìn)尺速度的差別使得成本相差較大。沖擊鉆機(jī)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(zhuǎn)鉆機(jī)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(jī)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(biāo)分析計(jì)算，旋挖鉆機(jī)的成孔速度比沖擊鉆機(jī)的成孔速度快2倍多，但施工成本單價(jià)也要高出1倍多，因此在工期和成本綜合考慮下，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)應(yīng)該優(yōu)先選用旋挖鉆，以降低施工成本。另外結(jié)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(jī)進(jìn)行綜合性條件選擇，旋挖鉆最適合砂類土質(zhì)施工。5、鉆機(jī)配置  根據(jù)我工區(qū)實(shí)際地質(zhì)情況，我工區(qū)計(jì)劃配置6-8臺旋挖鉆進(jìn)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(jìn)尺速度單延米價(jià)格進(jìn)出場費(fèi)施工環(huán)境沖擊鉆機(jī)填土層、粘土層、密實(shí)砂層、圓礫、角礫夾層、巖石層比重應(yīng)大于1.3，可隨時(shí)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(yùn)費(fèi)較低現(xiàn)場泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動大、勞動強(qiáng)度高回轉(zhuǎn)鉆機(jī) （反循環(huán)）砂層、卵石層、砂卵石夾層、巖石層 比重應(yīng)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(yùn)費(fèi)較低 現(xiàn)場泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動小、勞動強(qiáng)度高旋挖鉆機(jī) 各類填土、粘土、粉土、密實(shí)砂層、礫石層、砂礫夾層、卵礫石夾層、強(qiáng)風(fēng)化較軟巖 可采用干作業(yè)或少量泥漿護(hù)壁