喀斯特地貌特点的旋挖机施工技术研究

喀斯特地貌特点的旋挖机施工技术研究

张明旺

湖南中烟工业有限公司郴州卷烟厂

摘要：本研究以郴州卷烟厂消防站的实际工程为背景，深入探讨了喀斯特地形特征下的旋挖机施工方法。首先介绍工程概况及喀斯特地貌特征，并分析喀斯特地貌对旋挖施工技术提出的特殊要求。接着，论述了旋挖机在喀斯特地貌建设中的选择及配置问题，并给出了合理选择及配置方案。最终，我们对喀斯特地形下的旋挖机施工技术进行了深入研究，这包括选择合适的钻进参数、制备护壁泥浆以及确保钻孔的质量等关键环节。该文研究成果可为喀斯特地貌地区工程建设提供借鉴。

关键词：喀斯特地貌；旋挖机；施工技术

引言

喀斯特地貌是一种特殊的地质地貌类型，具有溶蚀、侵蚀、崩塌等特点，给工程建设带来了很大的困难。旋挖机作为桩基础施工新设备，以其快速成孔，优质环保而被广泛用于喀斯特地貌地区工程建设。但是喀斯特地貌这一特殊地质条件对于旋挖机施工技术有较高要求。所以，对喀斯特地貌特征旋挖机施工工艺进行研究对提高工程建设的质量与效率有着十分重要的作用。

1.工程概况

郴州卷烟厂消防站地处郴州市货站路西、田家湾路北侧，交通比较便利。该项目是由湖南省轻纺设计院有限公司负责设计的，其设计的相对标高为±0.000,相对于绝对标高185.30m。工程采用了旋挖成孔灌注桩基础，并以中风化白云质灰岩4作为桩端的持力层。计划中的消防站将设置29个桩孔。本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，本次岩土工程勘察等级为乙级。在这次的勘查区域内，所有计划建设的建筑物都将使用桩基础，设计方案是采用旋挖成孔灌注桩，桩的直径为0.9m,并以中风化白云质灰岩4作为支撑层，桩的端部进入支撑层的深度应不少于1.0m。在这次的施工勘查中，每一桩都有一个孔，根据建设方提供的设计图纸，总共布置了29个探岩孔，并成功完成了29个钻孔。

2.喀斯特地貌特点的旋挖机施工技术特点

喀斯特地貌旋挖机在施工工艺上有着显著特征，而这些特征又使其在施工过程中面临着挑战与考验。一是地质条件复杂多样，溶洞，溶槽，溶沟等不良地质现象广泛存在，无疑加大了建设难度与风险。在此背景之下，对于施工技术与装备的需求也随之增加，从而保证了复杂地质条件之下施工任务的圆满完成。二是地下水资源富集，给桩孔稳定性及钻进过程提出巨大挑战。地下水冲击会造成塌孔和卡钻，给施工安全及进度造成严重影响。所以必须要采取相应的防护措施来保证施工能够顺利实施。在此基础上，桩孔稳定性问题急需解决。因喀斯特地貌特殊，桩孔易垮落，必须采取有效护壁措施。同时先进的定位与导向系统对保证桩孔垂直度与位置精度具有十分重要意义。钻进时也需密切注意孔径控制以防缩径或者扩径。另外，喀斯特地貌桩孔易发生漏浆，因此及时堵漏处理至关重要。最后卡钻现象作为喀斯特地貌旋挖施工常见的问题，要求施工人员钻进时必须密切注意，一经发现，立即采取了相应措施予以治理，保证了施工顺利实施。

3.喀斯特地貌旋挖机施工技术

3.1 喀斯特地貌对旋挖机施工技术的特殊要求

喀斯特地貌对于旋挖机的施工技术有特殊要求。该地貌上溶洞，溶沟，溶槽等不良地质现象比较普遍，这对旋挖机的建设是一个巨大的挑战。所以在喀斯特地貌条件下旋挖机的施工，需结合地质情况及施工要求选择适宜的施工工艺及技术措施。钻进时需针对不同地质情况，选用适当钻头及钻进参数。钻进溶洞，溶沟及其他不良地质地段需使用专用钻头及钻进参数才能确保钻进效率及施工安全。如钻进中等风化白云质灰岩层，因该层岩质密而硬、钻进难度大，需使用大钻头、大钻进压力。同时钻进时也需加强孔壁支护与强化，防止孔壁倒塌掉块。清孔时需使用专门的清孔方法及装置来确保清孔质量。喀斯特地貌条件下，因溶洞，溶沟等不良地质现象比较普遍，孔底沉渣严重，需使用空气吸泥机，泥浆分离器等专用清孔方法及设备才能确保清孔质量。此次调查取9组中风化白云质灰岩做室内饱和抗压强度测试，得出中风化白云质石灰岩的饱和抗压强度标准值为44.57Mpa，与原来的详细勘察吻合较好，桩端阻力极限标准值8000kpa能够达到设计要求。在进行钢筋笼的制作与安装时，需针对不同地质情况与施工要求来选择适宜的钢筋笼的制作及安装方式。喀斯特地貌条件下，因其地质条件比较复杂，对钢筋笼制作及安装要求更精细、更严谨，才能确保钢筋笼质量及施工安全。混凝土浇筑时需要使用专门的浇筑方法与设备来确保混凝土浇筑质量。喀斯特地貌条件下，因地质条件比较复杂，对混凝土浇筑要求较精细，要求较严，例如用导管法进行浇筑，振捣才能确保混凝土浇筑质量。

3.2 喀斯特地貌施工中旋挖机的选型与配置

喀斯特地貌建设中旋挖机选择与配置对工程进度与质量有直接的影响。所以，旋挖机选型需考虑地质条件，桩径，桩长和施工工艺。本工程场地地质条件复杂，以填土和黏性土为主，桩端持力层以中风化白云质灰岩为主。根据这一地质情况选用的工程钻机为XY-1型，其特点如下:其一适应性强：能适应各种地质条件如填土，黏性土和风化岩。其二施工效率高：全液压传动，动力头转速无级可调，钻进高效。其三成孔质量高：先进钻进技术可确保成孔垂直度及孔径精度。其四操作简单：具有智能化程度高且操作方便，降低人工操作失误等优点。在钻头选型时，针对不同地质条件选用不同钻头。对填土及黏性土用三翼钻头；对中风化白云质灰岩四，使用截齿钻头。同时为提高钻进效率，钻进时使用跟管钻进技术有效预防塌孔、埋钻事故。清孔时采用正循环清孔技术，利用泥浆循环把孔底沉渣带出。同时，为确保孔洞清理的高质量，清孔所需的时间应不少于30分钟，直至孔内的泥浆含砂率降至2%以下。钢筋笼制造及安装时，均使用长线台座法，以确保钢筋笼制造精度及品质。安装过程中，使用汽车吊吊起，保证钢筋笼安装的准确性及安全性。通过对其进行合理选择与配置，并与相关施工工艺相结合，切实提升施工效率与质量，保障项目顺利实施。

3.3 喀斯特地貌施工中旋挖机的施工工艺优化

喀斯特地貌特殊性决定了旋挖机施工在该地质条件下要面对很多挑战。所以，要想提升施工效率与质量，就需要不断优化施工工艺。首先，根据不同的地质情况需采用合适的钻进方法与工艺。如遇溶洞，溶沟等地质条件较差地区，设计专门钻头及钻进参数。这些增加钻头耐磨性、降低钻进速度等特殊设计可在保证钻进效率的前提下确保施工安全。其次是对孔壁进行支护与加固也是一个不容忽视的重要环节。施工时我们用钢护筒或泥浆护壁，以防孔壁坍塌掉块。同时我们采用了空气吸泥机，泥浆分离器及其他先进清孔设备与手段，提高了清孔效率与质量。清孔时着重控制泥浆比重及黏度，保证孔底沉渣被有效清除。再者钢筋笼制作安装是重点工作。为确保钢筋笼质量及精度，采用先进制造工艺及装备。安装时按合理吊装方法及顺序保证钢筋笼安装成功。最后混凝土浇筑环节的重要性是一样的。我们采用导管法浇筑，振捣等先进浇筑设备与工艺，确保了混凝土浇筑质量。浇筑时严格控制浇筑速度与浇筑量，防止混凝土离析与泌水。采用上述优化措施后，既提高了旋挖机喀斯特地貌施工效率与施工质量，又减少了施工成本与风险。但这是不够的，必须加强施工过程中的管理与监控，才能保证施工工艺的准确执行。唯有如此才能够真正达到提升喀斯特地貌下旋挖机施工效率与质量。

结束语

总之，研究喀斯特地貌特征旋挖机施工工艺是一项复杂系统工程，需考虑地质条件，施工工艺和设备选型等诸多因素。实际工程中要结合具体情况合理选择与优化施工技术，保证工程建设顺利开展。

参考文献

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