水磨钻人工挖孔施工技术的应用探讨

张刚

摘要：目前，传统的人工挖孔施工技术已经不能满足社会发展和管理的需求，需要建立适应社会发展的人工挖孔施工技术，既可以减少由于各种的外界因素对施工进度的影响，又可以使该施工技术满足社会发展需要。文章以浙江建筑110V兰渝电气化铁路供电工程项目为例，探讨了水磨钻人工挖孔施工技术在这个工程项目中的应用。

关键词：兰渝铁路；电气化铁路；水磨钻；人工挖孔；施工技术；铁路供电工程 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2016）03-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.022

在当今这个科技发展的时代，科学技术已渐渐深入到国民经济的各个领域，人们在日常生活中处处可见科技进步带来的巨大变化。城市的改造建设日新月异，道路的交通建设四通八达。然而由于在改造之前就已经存在的地下各种管道网，还有一些因为地质、地形等各种因素的影响（如岩石山地区、十字路口之类的交通要道、住宅区、海峡、堤坝、山崖、地下管道、大型的塔式建筑等一些不适合使用大型机械设备、进行爆破或者推塌等存在安全隐患的地区），严重阻碍了工程建设的顺利进行。因此，我们要从整体性出发，考虑全局，打造一支专业的水磨钻挖空施工队，选用最适合该地区的水磨钻人工挖孔施工机器，从而促进水磨钻人工挖孔施工技术的发展、进步，保证工程项目正常运行。

1 工程概况

国网甘肃省电力公司主要项目“110千伏兰渝电气化铁路供电工程项目工程（陇南段）”中，兰渝铁路供电工程在甘肃境内，共新建了13座110千伏的牵引变，其中哈达铺、宕昌、沙湾、两水、桔柑、洛塘这6座110千伏牵引变则由陇南电网进行供电，涉及了宕昌、武都区、文县、成县、徽县五个区县，共新建了110千伏变电站3座，新增了主变6台，新建与改造了110千伏的输电线路有378.75km，扩建110千伏的进出线就间隔了13个。本合同段桥梁桩基础分别有Φ1.2m、Φ1.5m、Φ1.8m三种桩径形式，其中Φ1.2m桩基18根、Φ1.5m桩基30根、Φ1.8m桩基216根；共计264根，3912m。“110千伏兰渝电气化铁路供电工程项目工程（陇南段）”，人工挖孔在施工过程中，存在施工地域狭窄、噪音大等问题，实施难度大，不适合使用大型机械设备、进行爆破或者推塌等方式，我们需要采取既能够保证施工安全，又要选择适宜的施工技艺。

2 桥梁桥桩的施工方案

2.1 选择施工方案的标准

（1）对该项工程的本身以及该工程的周边环境进行详细的调查和研究，取得准确、详尽的基础资料，熟悉该地区所有关于选址区的所有信息；（2）要认真研究图纸及各种技术资料，在施工方案的确定时，应先比较施工方案的经济合理性，尽量选用较经济的施工方案，以达到控制工程造价的目的；（3）要认真研究工程工期、建筑质量、建筑工艺三者之间的关系，根据企业自身的实际情况，依靠科技进步，采用新工艺、新设备、新材料，要结合选址区的具体情况，因地制宜，真正做到降低成本投入、获得高效益；（4）要建立健全项目组织的岗位责任制制度，逐级分解，并且落实到各部门或者责任人，为降低工程成本奠定基础。

2.2 桥桩施工方案

由于施工的地址区地质是由强风化凝灰质砂岩向微风化凝灰质砂岩进入，初步定了三个选择方案，方案为：（1）水磨钻人工挖孔施工方案；（2）冲击钻；（3）人工空压机开凿。针对110千伏兰渝电气化铁路供电工程项目工程（陇南段）选址区的具体情况进行综合分析，比较不同方案在该地区的可行性，从而选择出适合该地区的施工方案。

2.2.1 方案一：水磨钻人工挖孔施工方案。该方案就是钻孔抽芯，在周围掏出槽沟，再用楔取岩芯成为桥桩孔的方法。尤其适用于距离住宅区、各大路段或者商业区等较近的地区施工。

（1）水磨钻人工挖孔施工的机器设备都比较简单、轻巧，施工过程中，操作简单、方便、占用的地域小、施工安全质量保证，且可以全面性地开展工作；（2）水磨钻人工挖孔施工技术对桥桩孔周围的墙壁干扰小，不会产生过多的污染物，并且对地质条件的适应性好、稳定性强、安全性高；（3）制约点就是在破碎的岩层处施工的话，施工速度相对较慢一些。

2.2.2 方案二：冲击钻施工方案。该方案就是使用冲击的方法将岩层破碎，设备单一，操作简单、方便，尤其用于破碎的岩石区效果最佳。

（1）冲击钻施工中，大型机械化施工过程中安全性高。（2）冲击钻施工，对破碎的岩石区进行施工，施工速度快，不受外界因素限制。（3）制约点就是设备太大，转移过程不方便；施工噪音大；对桥桩孔周围的墙壁干扰大，易造成震动；污染物多，尤其可吸入颗粒之类的灰尘增多。

2.2.3 方案三：人工空压机开凿施工方案。该方案就是人工沿着桥桩墙壁孔垂直向使用空压机凿掉坚硬的岩体，尤其适用于石灰岩类的岩层。

（1）人工空压机开凿施工中，施工速度慢，对于一些风化后的岩层区不易下凿；（2）人工空压机开凿施工空间小、噪音大，产生的粉尘多，人工操作损害太大；（3）人工空壓机开凿施工过程中产生的花销太大。

由此可见，上述三种方案中，最不可取的就是第三种方案，既不经济，也不实惠；方案二不适用于该地区，该地距离住宅区太近；方案一对整个工程的施工过程具有可控性，既能将成本降到最低，又能保证工程质量和安全。为此，我们在这个过程中，泰顺58省道（西山岗）到筱村公路工程02合同段桥梁这个工程，认为第一种方案是最为合适的施工方案。

3 桥梁桥桩的施工工艺

水磨钻人工挖孔施工流程如下所示：场地平整→测量放线、定桩位→建磨具→施工井台→修建排水沟→挖孔→水磨钻取芯→拆模后继续下挖→循环挖至孔底→成孔→对桩孔直径、深度、垂直度进行全面验收。

3.1 施工前的准备工作

3.1.1 施工注意事项。合理的施工方案是保证工程施工质量、安全和进度的基础条件。因此，为了切实地解决施工中带来的问题，并且还要保质保量地按时完成工程建设，我们必须掌握选址地区的地质资料；选用清晰明了的施工图纸；适宜的工作机器及其配套性的设备和技术性的资料；施工所用建材（如水泥、砂石、钢筋等）的质量检测合格报告。

3.1.2 做好排水工作。在施工前，要在桥桩施工的周围设置下排水区域和集水区域。制定出防止施工过程中发生渗漏的情况，如果遇到突发状况，必须停止施工，保证施工过程中的安全，道路通畅等。

3.1.3 责任制。在施工时，每个工作的细节都要责任到人，分组进行，实行工作轮换制，下井工作相对比较吃力，轮换制可以提高工作效率，降低事故率。并且平时要多注意施工工具、脚手架之类的物件，保证其在施工过程中不会发生倒塌、绳索损坏的情况，同时配备自动发电机，保证施工中的意外突发事件，严禁带入不安全物件施工。

3.2 水磨钻人工挖孔施工過程

3.2.1 施工放置样本。在水磨钻人工挖孔前期，要精确地标记出每根桥桩的位置，并且以每根桥桩的中心为点心，标出桥桩的边线部分，进行人工开挖。

3.2.2 水磨钻人工挖孔。

第一，土层区。桥桩的最上面表层就是土层区，表层土相对比较疏松，易于开挖，只需要人工以桥桩中心为圆心，在桥桩的直径范围内，便可以在桥桩的边线开挖，之后选用混凝土在边线的墙壁上垂直浇筑，固定开挖区域。

第二，岩石层。此区域岩石较硬，只能采取相对适宜的工具——水磨钻。依旧沿着桥桩的边线钻取岩芯，取直径为1.2m或1.5m的芯圆，用钻将岩芯钻出孔，插入钢楔、大力地击打钢楔，将岩石分裂为若干个小体，将钻取的岩石取出桥孔外依次循环，直到钻出合适的孔，达到施工标准，最后可以看到的是，里面的空间形成了一个圆柱形的空间。

第三，成孔检验。成孔后清除孔底松渣，清洗孔底污物用测绳检查成孔深度，用孔规检查成孔孔径，并检查桩孔的倾斜度等指标。自检合格后报请监理工程师检验。

4 安全施工其他注意事项

（1）作业人员必须进行作业岗位培训，取得资格证书，并在施工前对作业人员进行安全应知应会考核；（2）严格按操作规程进行作业，杜绝“三违”作业；（3）安全用电，施工现场配备标准化的电闸箱，并且设置明显的标志，所有使用的电气设备必须符合安全规定。夜间施工照明应良好；（4）作业时要使用标准的劳动保护用品，进入施工作业区要戴安全帽，穿防滑鞋，挖孔工人必须配有安全帽、安全绳，必要时应搭设掩体；（5）开挖前清理干净空口浮石、悬石，出渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，必须经常检查，如发现有问题，立即更换；（6）水磨钻孔工作暂停时，孔口必须罩盖，井孔应安设牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下；（7）现场操作人员不得疲劳作业，不得带病作业，不得擅自离岗；（8）遇有大风、雷暴雨天气尽量不进行施工，并注意防止狂风、雷暴雨对人身的伤害；（9）爆破前，必须提前做好现场安全警戒，机械、人员必须撤离现场到达指定安全区域内，在确认安全后方可爆破；（10）在爆破全过程中，监炮员、爆破员、指定安全员必须全过程在爆破现场进行全过程监控；（11）必须配备齐全的爆破器材，如起爆器、哨子、旗子、运送炸药所需的工具等；（12）爆破用材当日领用当日使用，剩余炸药必须退库，严禁炸药、导火线放置于住处。

5 结语

通过本工程的施工，本人认为水磨钻孔技术具有设备简单，施工操作方便，对场地的适应性好，占用场地小，无泥浆排出，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低，与人工挖相比基本上炸药用量很小，不但可以降低成本而且又很环保，噪声小、对周边建筑物震动和扰动小，不受火工品的限制，对地质条件的适应性好、稳定性强、安全性高的特点，特别适用于离居民房和公路较近的桩基施工。水磨钻人工挖孔施工技术在我国的应用越来越广泛，尤其在110千伏兰渝电气化铁路供电工程项目工程（陇南段）中再一次证明了水磨钻孔技术的进步和发展。

参考文献

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[2] 胡巍.人工挖孔桩技术在建筑施工中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，（9）.

[3] 关强，王志浩，贾一凡.人工挖孔桩技术在工民建施工中的应用研究[J].中华民居（下旬刊），2014，（8）.

（责任编辑：陈 洁）