旋挖钻机施工方案1

广明高速公路广州段SG08标旋挖钻机施工方案

一、概述

广明高速广州段SG08标桩基础采用钻孔灌注桩基础。

桥位区覆盖层主要由粘性土、软土及砂组成，厚度为3.8～20.9m，下伏基底为泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩等风化岩，弱风化岩面局部起伏较大，所揭露的中风化岩面约-3.96～-18m。

为了结合旋挖钻机和冲击钻机各自的优点，做到扬长避短，拟采用旋挖钻机和冲击钻机相结合的方法进行钻孔施工。在天然轴向抗压强度低于5Mpa的土层、全风化、强风化的岩层使用旋挖钻机进行钻孔施工。

根据7月16日《广明高速公路广州段SG08标旋挖钻机施工方案》专题会的专家意见：我项目部计划把屏山高架101#墩右幅1号桩和102#墩右幅1号桩作为试桩，首先施工，如果试桩钻孔灌注成功，在试桩成功的经验基础上，我项目部再在本标段推广旋挖钻机施工。

二、组织机构设置

本工程按项目法管理，现场成立项目经理部，设项目经理1名，副经理1名，项目技术负责人1名。项目经理全权负责本工程质量、安全、工期等全方位的监督和管理，组织协调施工。

三、作业准备

在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施。对施工人员进行技术交底，对参加人员进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

四、工程流程

旋挖钻机施工工艺流程：

五、场地布置、桩位放样

先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后，组织测

量放样人员，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案；便道与钻孔位置保持一定的距离，以免影响孔壁稳定；本标段的施工场地为旱地而且在施工期间地下水位在原地面以下，先将场地平整夯实，清除杂物，再将钻机底盘置于坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷；钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。

5.1、桩位放样

进行钻孔的标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置，使其误差在规范要求内。

5.2、钻机就位

钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。保证桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，螺旋钻头的尖端正对桩位放样点。

钻机停位回转中心距孔位在3～4.5m之间。在允许的情况下，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。检查在回转半径是否有障碍物影响回转。

六、埋设钢护筒

护筒埋设：护筒由厚度4～6mm钢板制成，护筒直径比桩基孔径大200～400mm，护筒长度不小于4.5mm，护筒至少高出地面30cm，以防止杂物、泥水流入孔内。

在准确放样的前提下埋设护筒，因为本标段钻孔是在陆地上进行的，采用挖坑法埋设护筒。钢护筒平面位置与垂直度应准确，钢护筒周围和护筒底角应紧密，不透水。

埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底，再把

钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒垂直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落，如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在孔内回填夯实300～500mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊装，防止下窜。

七、泥浆护壁

采用人工搅浆护壁，泥浆池可根据现场实际条件砌筑，在实施过程中，根据工程地质具体情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标。

泥浆性能参数如下表：

注：施工时根据具体地层条件而定

八、旋挖钻进成孔工艺

8.1、钻进成孔及注意事项

钻进成孔：旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，

将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。

成孔前必须检查钻头，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换。

成孔中，施工员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。

旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度，通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而保证了成孔的垂直度。

钻孔过程中根据该地地质柱状图提供的信息，明确粘土和粉砂岩的分布深度，并记录旋挖钻机进深，对照了解钻头深度处地质情况，作出针对性的进尺速度控制。原则上，由硬地层钻到软地层时，适当加快钻进速度；由软地层钻到硬地层时减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。实际情况有所不同加速的幅度也会不相同，可以试探性的先小幅度增加速度，判断钻头处孔径的变化，并不断调整以找到最佳进尺速度。

8.2、钻进施工时出现卡埋钻的控制措施

卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。当钻机施工时出现卡埋钻现象时，采取切实可行的措施及时进

行处理施工事故。

处理卡埋钻的方法如下：

（1）、直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。

（2）、钻斗周围疏通法：即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。

8.3、旋挖钻机与冲击钻机工艺衔接

冲击钻机就位：在旋挖钻机钻至中风化岩面之前，即提前开始做冲击钻机定位的准备工作，尽量做到两种工艺的平顺衔接，缩短衔接时间。

移旋挖钻机：钻至中风化岩面（孔深约23米，标高为-17米左右的位置），旋挖钻机驶离孔位，同时，孔内泥浆比重控制为1.25左右，保证泥浆面水位不低于护筒底。

开始冲击钻孔，工艺转化完成，下面的工作按照冲击钻孔的程序进行，这里不再赘述。

8.4、钢筋笼制作、安装

（1）、钢筋笼制作

①、钢筋笼在钢筋加工车间分段制作，或现场制作，钢筋笼制作加工区保证排水顺畅，地面平整、沉降少，且保证足够的区域摆放钢筋笼，钢筋笼摆放在地上应加垫木。钢筋笼堆高不超过4米，以保证压在下面的钢筋不变形弯曲。雨天应用防雨条布遮盖露天钢筋笼，保护成品不锈蚀，不沾泥块。

②、制作钢筋笼的主筋螺纹钢应保持顺直，从而保证钢筋笼的垂直度。相邻主筋连接处按轴线对称弯折3°角，主筋应尽量用整根钢筋，钢筋连接处同一断面接头数目不超过主筋总数的50％，且同一断面接头布置应相互错开。接头错开

间距不小于35d（d为钢筋直径），且不得小于50cm。

③、按照钢筋笼的直径用螺纹钢短头子做几套承重架，控制承重架的相对位置，使其均处于水平并对称于同一个竖直面，钢筋笼拼接时放在承重架上，保证拼接顺直。

④、钢筋笼的焊接、绑扎必须牢固，应保证焊缝表面无夹渣及焊瘤，焊高均匀饱满，控制母材咬边深度以保证不影响主筋受力性能。

⑤、加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋骨架的保护层厚度可用焊接耳筋或混凝土旋转垫块。

⑥、钢筋笼制作允许偏差：

根据公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)）列表如下，

（2）、钢筋笼安装

①、钢筋笼顶端应根据孔顶标高设置吊筋。

②、起吊时，吊点应栓牢并对称于纵轴线布置，起吊过程中应缓缓吊起以防止钢筋笼变形，吊起后在空中停留一段时间使钢筋笼自然顺直。

③、钢筋笼接长时，两钢筋笼必须保持垂直和对位良好。

④、吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。若遇障碍，随起随落和正反旋转使之下放。不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。

⑤、下放过程中，时刻注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否塌孔。

⑥、钢筋笼下放至标高后，要检查钢筋笼是否中心偏位，使之满足规范要求，并用4根φ16钢筋将其与钢护筒焊接，或与灌注平台连成一体，以防止钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。

九、水下砼灌注

（1）、安装导管

①、使用的导管是通过水密试验的，6月14日现场监理见证了试验过程。

②、导管长度及节数应根据孔深确定，导管内壁光滑保证混凝土顺利下落。用吊机辅助下导管，下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼，并做好记录。

（2）、清孔

由于本方案选用旋挖钻机和冲击钻机配合使用，旋挖钻机挖到中、微风化岩层后改用冲击钻机，所以，清孔时按照冲击钻机的工艺要求进行。旋挖钻机移位后及衔接工序冲击钻孔过程的泥浆比重为 1.25，清孔时按工艺要求泥浆比重为1.08～1.15，故钻成孔后用清水清孔，待泥浆比重和含砂率达到公路验规要求后才算清孔工序结束。

（3）、灌注水下混凝土

①、计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。

②、桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，导管直径为25～30cm。在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2～4m。同时应经常测探孔内混凝土面的位

置，即时调整导管埋深。

③、混凝土灌注过程中应严格控制水灰比、灌注数量，以防止导管进水。

④、箭球、拔栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。

⑤、灌注开始后，应紧凑连续地进行，中途停歇时间不超过30分钟。在灌注过程中，应防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。

⑥、导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

⑦、当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。

⑧、拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

⑨、在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

⑩、当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：

A、尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。

B、当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m 以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力

C、当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

D、为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌50～100cm，以便灌注接受后浆此段混凝土清除。增加高度，可按孔深、成孔方法确定，一般不宜小于

0.5cm，长桩不宜小于1.0cm。

E、混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。

F、在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大，如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

G、在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件，桩长20米以上者不少

于3组；桩径大、浇筑时间很长时，不少于4组。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

H、有关混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。

十、施工注意事项

（1）、由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。

（2）、钻机施工中检查钻斗，发现侧齿磨坏，钻斗封闭不严时必须及时整修。

（3）、泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。

（4）、因粘土层中钻进过深易造成颈缩现象，在钻机施工时应严格一次钻进深度。

（5）、钢筋笼或探孔器向孔内放置时，应由吊车吊起。将其垂直、稳定放入孔内，避免碰坏孔壁，使孔壁坍塌，在砼浇筑时出现废桩事故。

（6）、根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。

（7）、根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。

十一、劳动组织

方案采用一台旋挖钻机配四台冲击钻机，施工人员应结合工前确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。考虑保证施工顺畅，每个工种多

预备一人。

每根桩基施工人员配备表

十二、设备机具配置

主要机具设备配备表（每根桩）

十三、质量检验

工班在作业时，按照下列标准进行质量控制；每道工序完成后，质检员按照下列要求进行检验，自检合格后，按要求报监理检验。

桥梁钻孔桩检验标准

十四、安全施工保障措施

（1）、安全施工组织措施

成立安全生产领导小组，领导小组由项目经理和项目副经理担任正、副组长，成员由项目部工程技术部、安质部等各部门主要负责人组成。

（2）、对危险源、危害因素辨识与风险控制

将风险按低度、中度、高度三级进行划分。不同级别的危险源、危害因素按以下规定采取对策和措施：

①、低度危险源、危害因素，通过宣传教育，增强全员安全意识、提高防范能力。

②、中度危险源、危害因素，通过制定并实施专项施工技术方案（包括安全措施和风险控制计划等）。

③、高度危险源、危害因素，除必须制定并实施专项施工技术方案（包括安全措施和风险控制计划等）外，还应制定应急预案。

（3）、安全管理实务

①、定期对各工种尤其是特殊工种进行安全知识培训、考核，实行持证上岗，加强安全教育宣传，树立预防为主的观念。

②、安全工程师加强对施工现场巡查力度，现场专职安全员如发现隐患应主动组织工人进行整改，并及时向安全工程师报告。

③、进出工地道路及工地内危险位置设置安全标语牌并做好临边防护。

④、设备工程师应定期对现场机械设备进行检查，电源线是否绝缘，有无用电安全隐患；起吊机械是否能正常工作，如连接部是否有轴承松动等现象。

⑤、现场专职安全员还应注意观察钻孔平台是否平稳，钻机有没有倾覆的

危险。

（4）、安全奖惩制度

对积极配合现场专职安全员进行安全隐患排查并能对安全问题提出合理的见解和改进办法的，给予一定的物质奖励，以便树立榜样，带动整个工地工人的安全防范积极性。而对于固执己见，拒不听从现场专职安全员的合理的要求的给予口头警告或处罚金，仍不听从的清退出工地。

十五、质量控制保障措施

（1）、桩基施工质量控制重点

桩基础是一个三维实体，它有以假想地平面为基准水平方向的维度和竖直方向的维度。控制放样精度，对桩基位置进行精确定位，这是一个质量卡控的重点；桩基是否自然竖直，有没有倾斜，倾斜度多少，这也是一个卡控的重点；桩基的几何尺寸，包括孔径、桩长；桩基的护壁泥浆的配制，钢筋笼的制作和安装，声测管的布置及接头处理，水下灌注孔底沉渣的控制，以上这些，都是桩基施工中要卡控的重点。

（2）、工序间报检程序

该程序是充分尊重法律赋予的监理在质量控制中的见证人的角色需求，每一道工序完成后先由项目部质检员检验，合格后通知监理复验，复验合格才能转入下一道工序。

（3）、项目部工程质量自控

加强现场施工过程的控制管理力度，减少整改频率，及时处理现场问题，是保证工期和提高效率的有效办法。首先，技术人员应及时将本工序技术交底交与现场施工员，然后，跟踪技术交底落实情况，问题集中的再口头对施工员进行

交底，提醒施工员注意工艺细节。采集数据，看技术交底有无不妥处，根据现场实际情况相应作出调整并通知监理。

十六、环境保护措施

环境保护，牵扯到企业形象和地方利益，是很重要的一个问题。中铁七局编的项目十二项管理规定对环境保护专门写了一章，作为中铁七局的代表，我项目部对环境保护问题也是从严卡控的，下面结合本工程具体情况谈谈采取的措施。

（1）、污水的控制

污水的排放原则上不影响当地居民的生产生活活动，并积极配合当地政府，寻求妥当的排放办法。本工程污染环境的液体主要是机油，且难分解，我项目部采用桶装固态机油，以减少机油的流动性，从而减轻污染环境的程度。对于污染源，挖深坑待其沉淀后用挖机清除。

（2）、废弃物的控制

废弃物分为可回收利用和不可回收利用，对废弃物进行分类堆放，及时清理，杜绝乱甩乱扔的现象。

（3）、扬尘的控制

本工程位于郊区，本身尘土大，项目部通过施工便道及场地硬化既方便施工也能有效控制尘土。

（4）、噪声的控制，由于本工程工地位于无人居住区，且周围林木茂密，隔音效果良好，此项影响甚微，故不再赘述。