高速公路互通地道桥工程中的回旋钻施工技术探讨

摘要：高速公路作为不同地区经济、文化联通的桥梁，是我国陆地交通体系的重要组成部分，保证高速公路工程施工质量对推动当地经济发展、解决民生问题有着重要意义。在路桥工程施工中，路基强化是极其重要的施工环节，虽然钻孔灌注桩施工技术日益成熟，但如果施工工艺不当，依然会影响整体施工质量和工程进度。基于此，结合某高速公路互通地道桥工程案例，探究回旋钻施工技术应用措施，同时分析施工技术的应用难点，并提出相应的解决措施，旨在保障钻孔灌注桩整体的施工质量水平、提高路基工程使用安全性能、保障高速公路工程的综合建设效益。

关键词：高速公路互通地道桥工程回旋钻施工钻孔

ExplorationofRotaryDrillingConstructionTechnologyinHighwayInterchangeTunnelBridgeEngineering

NANHaitao

ShandongHengxinConstructionEngineeringCo.，Ltd.，Binzhou，ShandongProvince，256600China

Abstract：Asabridgeconnectingtheeconomyandcultureofdifferentregions，highwayisanimportantcomponentofChina'slandtransportationsystem.Ensuringtheconstructionqualityofhighwayisofgreatsignificanceforpromotinglocaleconomicdevelopmentandsolvingpeople'slivelihoodproblems.Intheconstructionofroadandbridgeengineering，roadbedreinforcementisanextremelyimportantconstructionlink.Althoughtheconstructiontechnologyofboredpilesisbecomingincreasinglymature，improperconstructiontechniquescanstillaffecttheoverallconstructionqualityandprojectprogress.Basedonthis，thisarticlecombinesacasestudyofahighwayinterchangebridgeprojecttoexploretheapplicationmeasuresofrotarydrillingconstructiontechnology.Atthesametime，itanalyzestheapplicationdifficultiesofconstructiontechnologyandproposescorrespondingsolutions，aimingtoensuretheoverallconstructionqualitylevelofboredpiles，improvethesafetyperformanceofroadbedengineering，andensurethecomprehensiveconstructionbenefitsofhighwayengineering.

KeyWords：Highways;Interchangetunnelbridgeengineering;Rotarydrillingconstruction;Drill

随着我国经济不断发展，近些年，新建高速公路工程数量也逐渐增多。由于高速公路里程长，施工中，需要经过多种地质条件，其中，软土路基是十分常见的路基形式，如果不采取有效的治理措施，很容易造成公路不均匀沉降、边坡坍塌等问题。钻孔灌注桩是常见的路基强化技术，其施工核心工艺就是成孔。近些年，回旋钻成孔工艺在钻孔灌注桩领域中应用十分广泛，该技术具有成本低、适用性强、垂直度高等优势。但在实际应用中，要掌握回旋钻的施工要点，需要施工人员掌握专业技能，减少客观因素的负面影响，这样才能够充分发挥回旋钻施工技术的应用优势，保障高速公路工程施工安全和使用寿命。

1回旋钻施工技术相关阐述

回旋钻施工技术是指采用回旋钻装置进行钻孔作业的一项技术措施。回旋钻设备是一种将空气转化为机械动力实现岩石破碎的一类机械设备。空气压缩之后，经过气水分离、油雾器、气动控制阀，将处理后的气体分成两路：一路进入到气缸的腔室内产生轴向力，让气缸活塞运动带动钻具动作；一路气体通过减速器的风速回管进入到冲击器中，驱动凿岩机械动作，可实现土层内岩石破碎[1]。

回旋钻施工技术适用性非常强，可适用于粉土、黏土、砂土、人工回填土、淤泥土、碎石层等各类地质条件，其强大扭矩动力头、自动内锁式伸缩钻杆可在各类岩土层中实现钻孔功能，更好地满足施工要求。在实际应用中，其具有功率大、输出扭矩大、功能丰富、作业灵活、施工效率高等优势，最大钻孔深度可达到百米级别，最大钻孔直径可达3m。

2回旋钻施工技术措施

某高速公路枢纽互通主线长度为2.15km，其中，地道桥总长度为98.23km，总共分为12个节段，宽度为16.4m、高度为7.2m，节段均是由钢筋混凝土构成的箱体，底板、顶板和墙身厚度分别为1.4m、1.2m和1.2m。在设计方案中，互通总体采用了变形苜蓿叶式立交设计，互通地道桥桩基采用了回旋钻工艺。

2.1钻机就位

按照设计方案准备所需型号的回旋钻机，并进行性能测试，确保所选的回旋钻机符合施工标准。将回旋钻机运输到施工现场，在前期标定区域布设回旋钻机，在布设中，应将枕木垫在回旋钻机下方，进行调整以保持平整度。在实际应用中，回旋钻机对施工场地有较高的要求，应保证施工平台平整和稳定，如有需要，可在回旋钻机底部设置钢板或使用混凝土强化，确保回旋钻机在作业中不会发生倾斜。在完成回旋钻机布设工作中，应在指定位置将其锁定，避免出现滑移情况，实时观察施工平台、回旋钻机是否稳定。特别是在软土路基条件下，如果出现滑移情况，需要及时采取强化措施。另外，调整钻杆垂直度，保持桩中心和钻杆头保持在相同直线上，偏差量不得超过±10mm。钻孔作业必须保证下钻垂直度，最大偏差不得超过1°，否则要重新修正钻杆垂直度[2]。

2.2护筒埋设

1. 在下钻前，应埋设护筒。使用10mm厚的Aboi/rZPf/Fk7T3mVvzEYA==钢板制作护筒，要求护筒直径不低于桩径+20cm长度，护筒长度为2m。护筒顶部20cm处焊接钢板，吊钩孔外侧焊接钢板，确保护筒的防水性能及荷载性达标。
2. 使用起重机吊起护筒，并将其垂直放入到孔洞中，要求下放期间的护筒中心与孔位中心重叠。完成吊放工作后，人工使用水平尺检测护筒垂直度是否满足标准，垂直度达标，即可进行护筒埋设作业。在护筒周围对称填入含水黏土，对周围进行夯实。整个回填作业期间，必须要时刻保持垂直度达标，严禁产生护筒倾斜。
3. 为了避免护筒底部塌方或渗漏，在初期回填中，应先填入40cm左右厚度的黏土，旨在避免泥浆流失、护筒位移等问题。
4. 采用挖埋法，根据前期测量放样标定的中心点，在孔底部标注钻孔中心点位，使用挖掘机开挖。埋设护筒中，应确保钻头布置的精准性，为保障后期作业精度奠定基础。关注护筒埋设参数是否正确，一般护筒埋设深度为0.5m，护筒顶部要突出地面不小于30cm高度，以防杂物、碎石、草木等进入到孔洞内部[3]。
5. 对回旋钻机作业范围的地面进行平整处理，提前设置好泥浆排放沟。

2.3钻孔施工

2.3.1护筒内钻进

在正式下钻前，应最后一次确定回旋钻机布设位置是否准确，提高钻杆，对准下钻点位。在护筒内，使用搅拌设备进行泥浆打浆处理，保证泥浆均匀性，钻头可顺利进入。待到打浆的泥浆比重为1.15倍以上后，即可钻进。钻进期间，保持下钻速度的均匀性，避免产生较大的偏差，起到良好的护壁保护工作。

2.3.2浅层泥土层钻进

在开展钻进作业中，应保持钻进的连续性，中途不得中断钻进。具体可以结合钻进周围土壤情况调节泥浆比重和钻机速度，如果遇到特殊情况，应停钻检查，并尽快恢复钻进作业。长杆替换期间，应保证设备之间的连接紧密性，避免连接松动出现掉杆或漏水等问题。先从护筒脚部开始下钻，前期应放慢钻进速度，钻进到一定深度后，可适当提高钻进速度。钻进期间，应时刻观察泥浆水头高度，及时采取堵漏方式处理渗漏问题。为了最大程度上控制斜孔、弯孔、扩孔等问题发生，可采用减压法钻进，保持钻机主吊钩重量之和不超过总重量的80%，此时，可有效保持钻杆钻进的垂直度（无限接近90°），使其长期处在最佳的作业状态，钻头回转更加平稳[4]。

2.3.3卵石土层钻进

卵石土层是钻进期间常见的土层形式，一般情况下，所遇到的卵石层粒径在2～7cm，首次循环不利于排除泥浆，此时，则可将回旋钻机调节成反向循环作业方式。在卵石土层钻入之后，可适当更换成大规格钻头，严格控制下钻压力和旋转速度，确保卵石土层钻进的稳定性。

2.4终孔

待到钻孔高度达到设计标高之后，应进行清渣处理，将钻头保持空钻1h以上。在钻孔期间，孔底会生成非常多的沉渣，如果沉渣处理不当，会直接影响灌注桩整体的承载性能，必须要做好沉渣清理工作。根据钻具长度、设备高度等参数，确定孔深参数，确保实际参数与设计参数相一致。

2.5清孔

清孔总共分为两次进行。首次清孔应将孔底沉渣厚度控制到20cm以上，通过注入泥浆的方法将孔底沉渣带出。后续沉渣会再次堆积，孔底沉渣厚度会逐渐上升，此时，要进行二次清孔，要求最终孔底沉渣厚度不超过20cm[5]。泥浆参数会最终影响沉渣清除质量，因此，必须要按照表1标准制作泥浆。

3技术难点与应对策略

3.1技术难点

某高速公路枢纽互通地道桥工程施工现场地质条件较差。顶部土层为淤泥土和塑性黏土，施工难度较大；下层主要为厚度较大的细砂层和粉砂层，地层较为连续；底部主要为粉状黏土和砂砾土，导致整个钻孔过程的土层存在较大起伏，不利于保持钻孔质量。

3.2应对策略

3.2.1施工参数控制

结合前期勘察数据，根据不同的土层特点，采取相对应的钻压参数和钻进速率参数，保证钻进施工的针对性。在粉砂层钻进中InRIOJALR5/q14jbqQHshw==，应减缓钻进速度；在砂砾层钻进中，应保持正常的钻进速率。钻压可在钻进稳定后适当提升，但最高不得超过钻具整体重力的80%。本工程桩体设计长度为45m，桩体进入到岩层深度达到7m以上。为了保证垂直度偏差不超过标准范围，在钻进作业中，可在钻头上添加配重，保证下钻时更加稳定，在配重顶部设置扶正器（与钻头直径规格相同），借助上下孔同心圆，确保垂直度不产生偏移。钻进期间，如果钻机出现振动情况，则会增加偏移概率，这就需要在添加钻杆时检测并调整钻进的整体水平度。

3.2.2保障措施

为了充分发挥回旋钻施工技术效益、保证钻进施工的安全性，应做好现场管理，采取有效的保障措施，其主要表现为以下几个方面。

1. 应确保回旋钻机扭矩符合钻进标准，且具备良好的控制性能。
2. 由于本工程施工场地的地质条件较为复杂，为了避免产生塌孔、卡钻等事故，应提前采取有效的预防措施，并提前制订好事故应对方案和紧急方案。
3. 钻进施工中，如果回旋钻机突发状况产生故障，可能会长时间无法继续开工，停工阶段容易产生塌孔和缩孔问题，延长整个工程的施工周期。为了避免出现此类事故，则要在开工前做好回旋钻机养护和检验，排除回旋钻机的隐藏故障，保证可以顺利开工[6]。
4. 必须保证孔底沉渣清理质量，清孔工作不低于2次，保证泥浆配置参数符合标准，避免影响排渣效率，最大程度上减少孔底沉渣厚度。
5. 为bHUyPnijzEJBvOryr/R9CQ==了避免产生串孔、塌孔等现象，应保证护筒中的水位时刻高于高潮点位。
6. 为了同时保障成孔效率和质量，在钻进施工中，应加强护筒周围的清理和防护工作，避免外部石块、土块、草木等杂物进入到孔内。

4结语

综上所述，随着我国高速公路事业的不断发展，新建路桥工程数量不断增多和建设规模不断扩大，对钻孔灌注桩施工工艺提出了更高的要求。回旋钻施工技术在实际应用中具有效率高、质量好、噪声低、设备操作灵活等特点，近些年，其在钻孔灌注桩施工领域的应用愈加频繁，这就需要掌握回旋钻施工技术要点，加强质量管理工作，针对可能发生的问题采取有效的预防措施，做好施工现场技术指导工作，这样才能够充分发挥回旋钻施工技术的综合效益，保障路桥工程顺利完工。

参考文献

[1]骆伟.高速公路互通地道桥工程中的回旋钻施工技术研究[J].工程技术研究，2023，8（15）：64-66.

[2]谈军，杨涛，辛亚兵，等.下穿高速公路斜交地道桥顶进施工分析[J].土木工程与管理学报，2023，40（3）：77-81.

[3]丛珊.关于自平衡后背梁顶进地道桥的施工技术应用的探讨[J].科学技术创新，2023（8）：189-192.

[4]巢万里，黄勇军，潘世强，等.斜交地道桥下穿高速公路顶进过程中的偏位分析[J].公路工程，2022，47（3）：600-602.

[5]龚欣.下承式连续梁拱组合体系桥施工监控研究[D].太原：中北大学，2022.

[6]凌华明.叠合梁斜拉桥快速施工方案优化及叠合面力学行为分析[D].广州：华南理工大学，2021.