青藏铁路多年冻土区旋挖钻扩底钻孔桩施工
钻孔扩底桩施工
钻孔扩底桩施工张加全王永进（中铁三局青藏一队）摘要：青藏高原多年冻土区自然环境恶劣，工程地质条件差异较大，对于位于高含冰量、强冻涨地基土的桥梁基础,可采用钻孔扩底灌注桩；通过对钻孔扩底灌注桩施工工艺的试验研究，掌握钻孔扩底桩的施工工艺及扩孔钻头与钻机、地质条件的适用性，熟悉水下混凝土灌注在寒季施工时的温度指标控制、措施及规律.关键词：钻孔扩底施工1。
工程概况新建青藏铁路格拉段全长1142km,其中有约550km线路穿越多年冻土区，全线线路海拔高程大于4000m地段约960km，为世界铁路海拔之最;多年冻土区地质情况比较复杂,少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层及融区交错分布;沿线青藏公路桥梁基础病害比较严重，主要原因是冻土地基冻胀、融沉等不良地质现象引发桥梁基础的冻拔隆起、融化下沉等现象。
由中铁三局铁科公司承建的青藏铁路长江源特大桥是为跨越沱沱河而设，沱沱河流域为青藏高原多年冻土地区腹部的大河融区，兼有冻土及融区两重性质。
桥位区河宽1300m，河床宽阔,基本顺直,纵坡较缓,被常年流水冲切有网状沟槽。
属大河融区，局部有岛状冻土分布,其中38-41#墩位于岛状冻土区，上限埋深4.0~6.3m,融区最大冻结深度5m。
每年冬季河床内冻结1-2m厚的冰,该桥基础设计时为确保基底冻胀时桩身抗拔力,采取两步保证措施:A、按8‰配筋率通长配筋，桩头5米范围内增加φ25短钢筋，与主筋（φ25钢筋）两根一束；B、钻孔桩全部为钻孔扩底桩，其底部设计尺寸如下图:125cm165cm2．钻孔扩底桩施工2。
1钻孔施工第一步保证措施在钢筋笼加工时即可解决；为按照设计要求的第二步保证措施进行施工，在施工中采取如下施工方案：A、上部钻孔桩按照正常施工程序进行，即用D＝1.25m钻头进行钻孔施工；B、当钻孔至设计桩底后更换扩孔钻头进行扩孔；C、扩孔完毕后更换D＝1。
25m钻头进行清孔.D、清孔完毕后进行下道工序的操作。
青藏铁路多年冻土区桥梁钻孔灌注桩设计与施工
青藏铁路多年冻土区桥梁钻孔灌注桩设计与施工青藏铁路多年冻土区长度约５５０ｋｍ，是地质时期高海拔寒冷气候条件下的产物，多年冻土是负温条件下的特殊土。
该区大部分线路海拔在４５００ｍ～５０７２ｍ之间，最低气温达－４５℃，区内广泛分布着厚层地下冰、冰椎、热融湖塘、融冰泥流等不良地质，生态环境极其脆弱。
青藏铁路的建设面临“高原、冻土、环保”三大难题，其设计与施工难度举世无双。
多年冻土区桥梁基础设计的合理性是桥梁设计的重点，是桥梁工程成败的关键。
冻土区天然上限冻融循环、冻胀、融沉等病害十分普遍，因此，绝大多数桥梁基础根据工程地质条件只能采用深基础即桩基础。
钻孔灌注桩基础，是国内外桥梁工程广泛采用的基础形式，可适用于各类地质条件，设计理论和计算方法成熟，施工技术成熟，施工机械装备先进，同时由于钻孔灌注桩承载能力大，安全度高，因而成为冻土区桥梁基础的首选形式。
1、多年冻土区钻孔灌注桩的设计多年冻土用作地基应视冻土所在位置区域地温分区，钻孔灌注桩基础设计必须根据桥址处的工程地质条件、实测地温、冻土含冰量等情况确定其设计原则。
对于低温稳定区冻土（Ｔｃｐ≤－１．０℃），一般采用“保持基底冻土冻结状态（即保护冻土原则）”设计；对于高温极不稳定区冻土（Ｔｃｐ≥－０．５℃），则采用“允许融化原则”设计；对于高温不稳定区冻土（－１．０℃≤Ｔｃｐ≤－０．５℃），桩基础设计应按两种原则进行验算取其不利者［２］。
1.1按保护冻土原则设计［Ｐ］＝１/２ΣτｉＦｉｍ＋ｍ０Ａ［σ］式中：［Ｐ］为桩的容许承载力,ｋＮ；τｉ为第ｉ层冻土的桩侧表面冻结强度,ｋＰａ；Ｆｉ为第ｉ层冻土的桩侧表面的冻结面积,ｍ２，不包括季节融化层和含土冰层；ｍ为冻结力修正系数，青藏线取１．３；ｍ０为桩底支承力折减系数，根据孔底含冰量取值，含冰量越大取值越低，青藏线取０．５；Ａ为桩底面积,ｍ２；［σ］为桩底多年冻土容许承载力,ｋＰａ，按工点地质资料取，不进行修正。
1.2按允许融化原则设计［Ｐ］＝１/２ＵΣｆｉｌｉ＋ｍ０Ａ［σ］式中：［Ｐ］为桩的容许承载力,ｋＮ；Ｕ为桩身截面周长,ｍ，按成孔桩径；ｆｉ为各土层的极限摩阻力,ｋＰａ，不包括季节融化层；ｌｉ为各土层的厚度,ｍ;ｍ０，Ａ,［σ］与“按保护冻土原则设计”相同。
多年冻土区桥梁桩基础的旋挖钻施工
多年冻土区桥梁桩基础的旋挖钻施工张顺忠,聂坤平(中铁五局集团二公司,青海格尔木 816000)摘要:针对青藏高原昆仑山垭口一带不同的地质条件,分别采用ED5500型、ZY 180型、BG25型旋挖钻机进行桥梁钻孔桩成孔施工。
重点介绍各种钻机的施工工艺、质量控制及生产效率。
关键词:青藏铁路 多年冻土 旋挖钻机 成孔中图分类号:U443 15+4 文献标识码:B 文章编号:1003 1995(2004)02 0016 031 工程概况我集团公司承担着青藏铁路第五标段DK981+ 415~DK991+105管段内站前线下主体工程的施工。
管段位于昆仑山垭口两侧,海拔均在4700m以上,最高海拔达4767m。
管段内共有特大桥一座、大桥三座、中桥一座,五座桥梁钻孔桩共270根计5660 5m。
其中桩径 100c m的计1429 5m,桩径 125cm的计4231m。
桩长最大者为30m,最小为15m。
整个管段处于连续多年冻土区,冻土厚度达60~ 120m,冻土天然上限一般为1 5~2 8m,局部河滩达3 1m。
管段内冻土地温分区为Tcp ~区,为基本稳定或稳定区。
管段内桥梁基础按保护多年冻土的原则进行设计施工。
2 施工方案2 1 钻机机型的选择根据设计提供的地质资料,管段内地质条件主要为粉土、粉质粘土,部分地表出露角砾土,适合采用旋挖钻机成孔(干法成孔)。
但在昆仑沟大桥14#墩至拉台、昆仑山立交桥格台至3#墩间均需穿过不同厚度的板岩层。
板岩层为微风化,岩石强度大于30MPa,设计建议采用冲击钻机成孔,但可进行旋挖钻成孔的可行性研究。
根据实际地质情况,考虑到有效工期相当短的因素,选择了日立ED5500型、北京巨力ZY 180型和德国BAUER产B G25型旋挖钻机各一台。
三种旋挖钻机的机械性能分别如表1所示。
2 2 施工工艺由于旋挖钻在多年冻土地区基本为干法成孔,省掉了泥浆循环系统。
管段内多年冻土为基本稳定区或稳定区,桩基均按保护冻土原则进行设计,因此要求埋表1 三种旋挖钻机械性能对照表性能指标单位日立ED5500型北京巨力ZY 180型德国BAUER产BG25型发动机EM100型康明斯M!C30涡轮增压6缸直列柴油机Caterpillar柴油发动机C AT3306DI∀C T,水冷额定功率kW155246294额定转速r min200021002000油耗g kW#h170207油箱容积L250450805动力头直动油压式双速液压驱动,形星减速+单级齿轮减速KDK245K最大扭矩k N#m44(52)180250最高工作转速r min28(14)2218进给油缸推 拉力kN200 140200 140250 320行走装置液压驱动,可拓宽履带架行进速度km h1 91最大钻深m586053整机质量t56.56084最大工作接地比压MPa0.780.850.68设一次性的钢护筒,并要求钢护筒埋入冻土天然上限以下不小于0 5m。
青藏铁路多年冻土区桩基施工应用技术
采用不同的钻孔方法． 避免桩基施 工过程对多年冻土的破坏。此文推荐旋挖钻机和冲抓钻作为钻孔
的主要 设备 ． 强调施 工应尽 量减 少对永 冻层 温度 的影 响 。 关键 词 ： 多年 冻土 区； 基 ； 工 ； 冻 桩 施 回
中图分类号 ：Ｕ ７ ．；Ｕ ７ ． Ｔ ４ １ Ｔ ４ ３１ ７
收稿 日期 ：０ ６ ０ － ４ ２０—７２ 作者简介 ： 蔺天强（９ ｌ ）男 ， １７一 ， 工程师 ，９８ １９ 年毕业 于长 沙铁道学 院． 现从事商务报价工作 。
在多年冻土区 ， 护筒除保护孔 口使钻机正常作 业外 ， 还起到降低冻土对桩基础抗拔力 的作用 。因
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１ ・ ２
铁路工程造价管理
２０ 年 １ 月 ０６ １
青 藏 铁 路 多 年 冻 土 区桩 基 施 工 应 用 技 术
蔺天 强
（ 中铁二 十三局 集 团有 限公 司 ， 四川 成都 ６ ０ ３ ） １０ １
摘 要： 结合唐 古拉 山越 岭地段 多年 冻土 区桩基 施 工 ， 述 了多年冻 土 区桩 基施 工技 术 ， 出 了对 不 同地质 论 提
１ 引言
青藏 高原多年冻土 区桩基施工改变地基 的热 平衡条件 ， 使桩基地温场发生变化 ， 引起桩周地基 土层范围升温及融化。为解决这一难题 。 必须采用
为解决这一难题 ， 对位于融 区。 易坍孔 ， 且穿越 较硬岩层的桩基础可采用冲抓钻湿法作业 ； 地质情
况为富冰 、 饱冰冻 土 ， 且大型旋挖钻机容易进出的
场地可采用大型旋挖钻机干法钻孔。这样既可以保
证多年冻土区冻土不遭受破坏 ， 且在融区不致坍孔 严重而无法施工。旋挖钻机具有功效高 、 机动性强 的特点 ， 不会污染环 境 ， 并可 以把对冻土热平衡 的 影响降到最低限度。
青藏铁路多年冻土区桥梁钻孔灌注桩设计与施工
和死枝都 能受害 。受害后 ， 树势减弱 ， 甚至枯死 。 （） ２ 防治方法 ： 第一 ， 培养实生苗 ， 砍去有膏药病 的老树 ， 更新 ； 合理 第二 。 刀刮去病 菌膜 ， 用 枝干上涂刷 石灰乳或 喷波美 ５ 石硫 合剂进行 度 保护 ； 第三 ， 消灭介 壳虫 ， 季喷波 美 ４ 夏 度石硫合 剂 ； 四 ， 第 在发病初期 ， 喷 １： ０ ： １ 波尔多液 ， ７ 一０ 喷 １ ， 喷 ３ ４ １０ 每 １ｄ ｄ 次 连续 — 次。 （ 责任 编辑 ； 胡建平 ）
１ 多年冻土区钻孔灌注桩的设计
多年冻土用作地基应视冻土所在位置区域地温分区 ，钻孔灌注桩基 础设计必须根据桥址处的工程地质条件 、 实测地温 、 冻土含 冰量等情况确 残体 烧毁 ； 第二 ， 在初发病期 ， １ ： ０波尔多液 ， 喷 ：１ １０ 中期 每月上 、 中旬 喷
５％的多菌灵 ８０ １ ０ 倍 液 ， 月 每隔半 月喷 １ ， ０ ０－ ０ ０ ８ —９ 次 连续喷 ２ ； 次 第 三， 苗木运输过 程中加强检疫 ， 防止将病 菌带入 ； 四 ， 第 栽种前 ， Ｏ ％ 用 ． ２
第一作者简 介 ： 张云峰 ， ，９３ ５ 男 １６ 年 月生 。９６ １８ 年毕业于 山西农业 大学林学 系森保专业 ， 工程师 ， 晋城市林 业局 ， 山西省 晋城市泽州主要危 害枝干 。在皮 层上形成圆圈 、 圆形或 不规则 椭 厚膜 ， 似膏药 。 以， 形 所 称它为灰色膏药病。 在成年植株上发生 ， 通常活枝
（） 】 危害 ： 主娄危 害叶片 ， 因受 叶脉 限制形成多角形 ， 病斑 降雨量多 ， 则危害严重 ， 落叶后相继落果 ， 凡土质不好 ， 干旱贫瘠 ， 营养 不 良的树易 感病 ， 而发育旺盛 的则 比较抗病 。 （） ２ 防治方法 ： ， 第一 加强经营管理 ， 增强树 势 ， 提高抗 病能力 ； 第二 。
4青藏线多年冻土区管桩基础施工工法
青藏铁路多年冻土区管桩基础施工工法中铁十一局集团电务公司青藏项目部一、前言新建青藏铁路格拉段站后电力标段讫于格尔木，沿线经不冻泉、五道梁、风火山、沱沱河、雁石坪、唐古拉山、安多、那曲、当雄、羊八井，止于拉萨(DK814+150~DK2005+962.85），正线长1142公里。
全程最高海拔5072米，其中望昆北至安多北段（DK957+640～DK1513+770）550公里位于青藏高原多年冻土区或不良地质地带，多年冻土指冻结状态持续二年或二年以上的土（岩），多年冻土上限一般在1。
9～4.8米左右.多年冻土按照含冰量大体分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层5种类型。
本次35kV电力线路工程直线杆塔主要采用ZM型双杆，电杆基础根据多年冻土上限分布采用ф500-6～10m预制管桩穿透冻土层上限2～2。
5倍以保证电杆基础的稳定。
在多年冻土地段进行管桩施工，冻土扰动对管桩产生的沉降及冻胀上拔造成的病害是本工程的难点和重点。
在青藏高原多年冻土地区35kV电力线路电杆管桩基础施工中，采用大功率旋挖钻机干法成孔插入式管桩施工已被实践证明具有对冻土环境热扰动小、成孔速度快等特点.本工法于2005年7月20日顺利通过了青藏铁路建设总指挥部的技术评审，对多年冻土地区预制桩基础的钻孔及安装施工具有广泛的推广价值及借鉴意义。
二、工法特点1、施工速度快,所需工期短,减少了对青藏高原多年冻土环境的热扰动,冻土回冻时间短，回冻效果明显.2、施工操作简单，使用劳动力少，机械化作业程度高。
3、管桩施工后控制点误差小,精度高.4、有效控制管桩基础冻拔位移明显的现象。
5、对管桩基础施工后的质量采取了跟踪检查措施，确保了冻土地段管桩安装质量。
三、适用范围本工法适用于多年冻土区电力线路杆塔基础和不良地质地区（沼泽、河床等低洼地带）基础的施工.四、施工设备的选型（一)钻机选型根据青藏高原高寒、缺氧等恶劣的自然条件，结合青藏铁路电力工程电杆管桩基础沿铁路分布线路长，电杆桩位分布零散(基本档距为120米）的实际特点，钻孔机械设备应满足以下要求：1、要最大程度地减少对长年冻土的热扰动，宜采用干钻快速成孔法施工。
多年冻土区钻孔扩底桩施工方法浅析
由于扩孑 钻头的多转轴设计 ， Ｌ 传力复杂 ， 整体刚度难以控制 ， 故对于硬质岩层的扩孑施工难度将很大。 Ｌ 所以施工时还须详细理 解 地层情况 ， 适时调整钻进速度及其 他有关参 数 ， 以保证 钻ＴＩ Ｌ￣ Ｉ 利进行 。 ２３ 扩孔 钻 头 工 作 原 理 ． 用旋挖钻斗钻至桩底设计标高后即更换扩孑 钻头 ； Ｌ 缓慢将扩 孑 钻头落 于孑底后 ， Ｌ Ｌ 一边开始旋钻 ， 一边开始使用钻 机的钻杆加 压装置对扩孔钻头进行加压 ； Ｌ 扩孑 钻头 的主中心轴则 随之有一向 下 的行程 ， 限位孑 则 由于扩孑 钻头 的钢板底盘 已至孑 底而无向 而 Ｌ Ｌ Ｌ 下 的位移。这样 主中心轴则在限位孑 内有一相对 向下的行程 。 Ｌ 使 箱型力矩框 板有向下及 向外两种位 移。 在钻杆扭矩及对钻杆加压 的不断作用下 ， 中心轴在不 断旋转的同时在限位孑 内的相对 向 主 Ｌ 下 的行程亦不断加大 ，箱 型力 矩框 板 向外 的位移亦 随之逐渐加 大， Ｌ 扩孑 作业 便逐步展 开 ； Ｌ 寸（ 扩孑 尺 即底部扩孑 尺 寸 ） Ｌ 则通过扩 孑 尺寸限位板的上下调节来控制（ Ｌ 调整时先将扩孑 尺寸限位板卸 Ｌ 下， 当调至设 计扩孑 尺寸时 ， 将扩孑 尺寸限位板与箱型 主中心 Ｌ 再 Ｌ 轴 焊设 牢 固 。 样 扩 底钻 头则 具 有 通 用 性 ）当加 压 装 置 的 加压 表 这 ； 数值突变时则可确定扩孑 钻头已完全撑开呈设计孑 底要求轮廓 ， Ｌ Ｌ 也即扩孑 尺寸达 到设计要求。 Ｌ
工时的控制方法及 出现 意外情 况的处理措施 。 关键 词 ：钻 孔 ； 底 ； 工 扩 施 中图分类号 ：Ｕ４３１ 文献标识码 ：Ａ ４． ５ 文章编号 ：１ ０— １６２０ ） — ０ ３ ０ ０ ０ ８ ３（０ ７ ５ ０ ３ — ２ ０
青藏高原多年冻土区钻孔扩底桩施工方法浅析
青 藏 高 原 多年冻 土 区钻 孔 扩 底 桩 施 工 方 法 浅 析
徐 丛 国
摘 要： 结合青藏铁 路长 江源特大桥 的施工 ， 介绍 了在青藏 高原上钻 孔扩 底桩 的施工方法 ， 探讨 了扩孔钻 头的工作原理 ， 、
文献标识码 ： Ａ ２． 钻 ｑ ￣ ： １ Ｌ ｒ －
通过对钻孔桩混凝土的热工计算确定 了不同工况条件下经济 、 易行的水下混凝土灌 注施Ｚ．－ ， ． 艺 为类似工程提供 了参考。 Ｚ 关键词 ： 钻孔扩底桩 ， 混凝 土， 温度 ， 设计 ， 施工方 法
６ 预 制梁板 外 观质量 缺 陷
１成因与危 害 ： 板外 观 质量 作 为梁 板 的一 个检 测 评定 标 ） 梁
条、 胶带 等措 施 ， 止漏浆 跑模 ；． 防 ｅ 为使 板底平 整 光洁 ， 板 台座 梁 应尽 量使用 ３１Ｔ ＩＩ ＩＩ ＩＩ 钢板铺面 ， Ｔ ￣５ Ｔ １ Ｔ 并在两侧用角铁与钢板焊接
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第３ ４卷 第 ９期
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１０ ・ ８
２００８年 ３月
山 西 建 筑
ＳＨＡ Ⅸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０ｌ３ ＿ ４ ＮＯ． ９ Ｍａ． ２ ０ ｒ ０ ８
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ ｛０ ８ ０ —１００ １０ ８ ２ ０ ）９０ ８ ２
０ Ｐ 泥岩 。冻 土上 限为 ４ ０ｍ～６ ３ｍ， 区最 ． ． 融 基质量好 ， 而且效益显著 。最后确定 了采用旋挖 钻机进行 钻孔桩 几乎全为 ＝３ ０ｋ ａ 大冻结深度为 ５ ０ｍ。部分泥岩分 布在多 年冻 土范围 内， ． 即泥 岩 施工 。 这就意 味着旋挖 扩孔施工时地层 长江 源特大桥位于长江 源头坨坨河上 ， 其钻孔桩 全为钻孔扩 的物理力学特性相差不会太 大（ 。 底桩 。结合长 江源 特大桥钻 孔桩施工 ， 中主要 介绍 了在高原 上 阻力波动 幅度不会太 大） 文 １正 常设 计 ： 在扩底钻头不 断旋 转过程 中有效地将 地层 扩 ） 为 钻孔扩底桩 的施工技术 。
青藏高原多年冻土区钻孔灌注桩施工
耋立 塞 一
下放 ． 外侧壁 涂刷渣油。
３ ３ ２ 钻孔 １钻 机 就 位 ）
２ 测量放样 ： ） 放样先 放墩 位 ， 由墩位控制桩位 ， 的纵 横偏差 桩 ３ 护筒埋设 ： 注桩施工 采用双钢 护筒施 工 ， ） 灌 外钢护 简采用
不大于 ５ｃ 并在桩的前后左右距中心 钻 孔 灌 洼 桩奠 工
郭永平 ， 李建 军
摘 要： 针对青蘸高原 多年冻土 互的特 殊地质及 气候特 点． 结合 多年 的施工 经验 ， 分析 了现场 实 际情 况， 从设备选 型 、 施 工工艺 、 艟工方 击 毗及 施工 中需注意 曲一些特 点等几 方面作 了认真研 究， 出了干钻法的施工方 法， 提 解决 了高原冻 土 区 钻孔灌注桩施 二 司干其它地方 的一些问题 、 同类地 区的钻 孔灌注桩施工具有一定的借 鉴作用。 对 关键词 ： 球土层 ， 灌注桩 ， 成孔 ， 施工
表性 工程 ， 全长 １ ｒ， １３ ６孔 ８ｍ 的特大桥 ， 基础设计 １３ ｋｎ 为 ６ 其 为直径 １ ｏ Ｔ的钻孔 灌注桩 ， 设计 在多 年冻 土地 区能 有效地 ０／ ｔ 此 遏 制冻拔破坏 ， 因而具有推广意义 。
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Ｅ壶＝ 垂卫 ［ 口 壶
豆 圈 ’
泥 质灰 岩 ， 为富 冰冻 土 ， 冻土 上限为 ３ ５ｍ－５ ０ｍ． 部分地层夹有 ８ｍ、 便于现场钢筋加工 ， 钻孔 和混凝 土灌 注互不干扰。
含 土冰层。
一
至 超 叵 匾团 匹查
２ 主 要施 工生 产 参数
２． 钻 孔 １ 粘性 土 ：０】】 ｍ～ｌ ｎ／ ； １ Ｔｎ １， ５ｍ１ Ｔ ／ｔ 泥 灰岩风化 层 ：０ｎｉ ｍ－２ ２ ｌ ／ ｎ ５帅ｎｍ： ／ 泥 灰岩层 ：０ｍｌ ｍ－７ ｉ‘ ６ ｎ － ０ｒ ｎｍ。 ／ ａ ／
高原多年冻土区铁路建设的施工技术管理经验
高原多年冻土区铁路建设的施工技术管理经验青藏经理部张桂林摘要本文就青藏铁路建设中的高原多年冻土区施工技术管理展开论述，从施工准备、路基施工、桥涵施工等各方面施工的技术要点、技术难点和应对措施进行了阐述。
关键词高原多年冻土施工技术管理青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，地处素有“世界屋脊”之称的青藏高原。
青藏高原独特的地理位置，变化多样的地貌特征，严酷的自然环境和复杂的地质条件，是的青藏铁路建设面临诸多全新的技术难题，其难度举世无双。
我公司承建的5标段不冻泉地段，全长7.12公里。
在该段的施工中存在两大技术难题，一是“高原问题”，线路经过地区均为高海拔地带，海拔高程大于4600米，低含氧、低气温、低气压及大风速、强辐射、强雷暴的恶劣自然条件使工程施工面临前所未有的困难，尤其是严寒缺氧所造成的人机工作效率下降。
二是“冻土”问题，线路全部位于多年冻土区地段，且穿越冻土区边缘的高温冻土地带及融区。
地基多年冻土是退化和融蚀、季节融化层的冻结和融化，不良冻土物理地质现象等均会对铁路工程建筑物产生非常大的影响和危害，使得多年冻土区工程建设不仅在设计原则上有别于一般地区，而且对施工方法、施工工艺、施工机具配置及检测手段等也提出了新的要求。
在施工中如何采取有效技术措施控制和消除这些危害，是工程建设成败的关键。
现就对我部在施工过程中如何进行技术管理做一总结和探讨，供大家参考。
1 施工准备1.1 技术准备1.1.1 对青藏线施工技术人员进行岗前培训由于项目部技术人员以前未接触过冻土工程施工，项目部在收集和消化吸收冻土工程施工资料的基础上，对青藏线所有技术人员、施工员进行了高原多年冻土区铁路工程施工技术培训，使全体施工人员对冻土施工有一个初步的认识。
1.1.2 测量准备工作高原冻土区施工控制测量与非冻土区施工控制测量没有什么区别，但在控制桩特别是水准点的埋设上要求很高，否则会造成桩位的冻胀或融沉，给施工控制带来很大的误差。
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法青藏铁路的建成极大地促进青藏地区经济的发展，加快西部大开发的步伐。
但是，在这条世界上海拔最高的铁路建设工程中，却面临着多年冻土、生态脆弱、高寒缺氧等铁路建设史上的世界性难题，建设者们是怎样解决这三大难题的呢？一、多年冻土青藏铁路铺设在平均海拔4500 米的高原上，由于海拔高，终年气温很低，路基下是多年冻土层，有的地方冻土层厚达20 多米；这些冻土在温暖的季节会融化下降，寒冷的季节则冻结膨胀，这一起一降会严重影响铁路路基的稳定。
而青藏铁路要经过这样的冻土地段长达550 千米，是铁路全长的一半！在工程建设中，对这一地带采用了因地制宜的方法：对相对稳定的冻土地段采取片石通风路基、片石护道、热棒技术、铺设保温板等方法，使路基通风，加快热量散发，降低温度，保持冻土的稳定性。
对于极不稳定的冻土地段则采用“以桥代路”的方法，即以桥梁代替路基。
桥梁工程采用桩基础，每座桥墩下面有四根桩基，每根桩基要深入地下20 米以上，浇筑桥墩的混凝土经过了点和不同的地质条件，采取衬砌防水保温层、泥浆护壁等有效措施，克服了一系列施工难题。
二、生态脆弱青藏高原气候寒冷，昼夜温差大，土层浅薄贫瘠，生态十分脆弱，一旦遭受人为破坏，要恢复几乎不可能。
为此，青藏铁路建设工程首次作出环保和施工同等重要的承诺，并与当地政府签订环保协议；铁路建设工程用于环保方面的投资预计达20 多亿元，占工程总投资的10％左右，环保投资和所占比例如此之大，在国内建设史上尚属首例。
环保意识和行动无处不在：在桩基施工中，工程人员创造性地应用旋挖钻机干法成孔这一新型环保施工工艺，它可以快速成孔，既不会过多干扰多年冻土层，又不会污染环境。
可可西里是国家级自然保护区，铁路穿过这里时，修建了清水河特大桥，这是全线最长的“以桥代路”工程，也是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徒而开辟的通道。
对于在施工过程中不可避免的环境破坏，则采取人工种草和草皮移植的方法，最大限度地恢复植被。
青藏铁路多年冻土区旋挖钻扩底钻孔桩施工
５．１ 护筒埋设 外钢护筒应高出地面 ０．３ｍ 以上， 其底部应埋入冻土以下
０．５ｍ。 永 久 性 内 护 筒 应 高 出 设 计 桩 顶 ０．３ｍ￣０．５ｍ， 且 其 底 部 要 埋 入 冻 土 上 限 以 下 ０．５ｍ， 平 面 位 置 偏 差 不 大 于 ５ｃｍ， 护 筒 垂 直 度不大于 １％。破桩头后内护筒伸出桩顶部分要拆除。 ５．２ 孔口防护
Ｇｕｏ Ｆａｓｈｅｎｇ （ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｎｏ．４ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈｅｆｅｉ ２３００２３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｏｌｓ， ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｓｗｉｖｅｌｉｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒ－ ｒｅａｍｅｄ ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｉｎ ｐｅｒｅｎｎｉａｌ－ ｆｒｏｓｔ ｚｏｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｐｅｒｅｎｎｉａｌ－ ｆｒｏｓｔ ｚｏｎｅ； ｓｗｉｖｅｌｉｎｇ ｐｉｌｅ ｄｒｉｖｅｒ； ｕｎｄｅｒ－ ｒｅａｍｅｄ ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ； ｄｒｉｌｌｉｎｇ
作业时
计尺寸及旋挖钻机的型号， 设计 图 ２ 扩底机具结构简图
５０
郭法生 青藏铁路多年冻土区旋挖钻扩底钻孔桩施工
第 １５卷 第 ２期
好扩底机具。
４ 主要施工方法、工艺
４．１ 钻孔施工工艺 具体工艺详见图 ３。
平整场地
桩位测量
外护筒制作
外护筒埋设
钻机就位
钻孔记录及施工
普通钻头钻进
钻渣弃运
扩孔作业
钻孔记录及施工
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法
青藏铁路施工遇到的困难及解决办法青藏铁路的建成极大地促进青藏地区经济的发展，加快西部大开发的步伐。
但是，在这条世界上海拔最高的铁路建设工程中，却面临着多年冻土、生态脆弱、高寒缺氧等铁路建设史上的世界性难题，建设者们是怎样解决这三大难题的呢？一、多年冻土青藏铁路铺设在平均海拔4500米的高原上，由于海拔高，终年气温很低，路基下是多年冻土层，有的地方冻土层厚达20多米；这些冻土在温暖的季节会融化下降，寒冷的季节则冻结膨胀，这一起一降会严重影响铁路路基的稳定。
而青藏铁路要经过这样的冻土地段长达550千米，是铁路全长的一半！在工程建设中，对这一地带采用了因地制宜的方法：对相对稳定的冻土地段采取片石通风路基、片石护道、热棒技术、铺设保温板等方法，使路基通风，加快热量散发，降低温度，保持冻土的稳定性。
对于极不稳定的冻土地段则采用“以桥代路”的方法，即以桥梁代替路基。
桥梁工程采用桩基础，每座桥墩下面有四根桩基，每根桩基要深入地下20米以上，浇筑桥墩的混凝土经过了点和不同的地质条件，采取衬砌防水保温层、泥浆护壁等有效措施，克服了一系列施工难题。
二、生态脆弱青藏高原气候寒冷，昼夜温差大，土层浅薄贫瘠，生态十分脆弱，一旦遭受人为破坏，要恢复几乎不可能。
为此，青藏铁路建设工程首次作出环保和施工同等重要的承诺，并与当地政府签订环保协议；铁路建设工程用于环保方面的投资预计达20多亿元，占工程总投资的10％左右，环保投资和所占比例如此之大，在国内建设史上尚属首例。
环保意识和行动无处不在：在桩基施工中，工程人员创造性地应用旋挖钻机干法成孔这一新型环保施工工艺，它可以快速成孔，既不会过多干扰多年冻土层，又不会污染环境。
可可西里是国家级自然保护区，铁路穿过这里时，修建了清水河特大桥，这是全线最长的“以桥代路”工程，也是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徒而开辟的通道。
对于在施工过程中不可避免的环境破坏，则采取人工种草和草皮移植的方法，最大限度地恢复植被。
青藏铁路多年冻土区桥梁桩基施工技术
施， 不得 已在 ９ ０ ：０至 ２ ：０期 间灌注 时 ， ００ 对混凝
次调入 孔 内 时 ， 常 的做法 是分 段 吊装 ， 口 通 孔
接长焊接 ， 业 时 间长 ， 作 焊接质 量 差。对 于长 钢
盖 了高温 极 不稳 定 区 、 温不 稳 定 区、 温基 本 高 低 稳定 区和 低 温稳 定 区 ， 冰量 涵 盖 了少 冰 冻 土、 含 多冰冻土 、 富冰冻土和含土冰层 。
１ 工 程 简 介
新建青藏 铁路格 拉段 全长 １１２ｋ 其 中有 ４ ｍ， 约 ５０ｋ ５ ｍ线 路通过 多年 冻 土 区。我 集 团公 司承 建 了青藏铁路 格拉段 ９ 标和 ｌ 标 ， 长约 ８ ｍ， ８ 全 ０ｋ 均位 于青藏高原腹 地无人 区， 线路 经过地 段海 拔
绝对 湿度 （ Ｂ Ｍ ： 蒸发量（ 咖 ） 最小
Ｏ
表 １ 安 多气象 站气 象统计 资料 极 端 最 高
一
极 端 最低
—３ ７ ６。
平 均
３ １
最 大
１ ． １５
年最 大 年平 均
１ ７ ２． ８ ９ １９ １ １ ４ 。
２ ３ ３。
降水量 （ ・ 咖 ） 年平 均 年最大 年最 小
２． ９
青藏高原 独 特 的 冰缘 干 寒气 候 ， 冷 干旱 ， 寒
气候 多变 ， 四季 不 明 ， 有 “ 日四季 ” 具 一 的气 候 特
征 。年冰冻期长达 ７～ ８个月 。蒸 发量 远 大于 降 水 量。此 外 ， 青藏 高原 与我 国东北 多年冻 土地 区
相 比 ， 有 年较 差小 ， 具 日较差 大 的 特点 。年 内 日 平 均较差 １ —１ ０ ９℃ ， 端 日较差 ３ 极 ５℃。安 多气 象 站气象统计资料见表 ｌ 。
旋挖钻机在多年冻土区桥梁桩基施工中的应用
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 38 No． 28
Oct． 2012
·59·
文章编号： 1009-6825（ 2012） 28-0059-02
旋挖钻机在多年冻土区桥梁桩基施工中的应用
张杰
（ 天津建华工程咨询管理公司，天津 300000）
摘 要： 结合青藏高原地区多年冻土的实际情况，在青藏铁路桥梁桩基施工使用旋挖钻机来进行施工，从设备的选择，旋挖钻机的
特点，地基加固处理，护筒设置，钻孔作业等方面介绍了桩基施工工艺，最后得出旋挖钻机施工注意事项，降低成本，做好合理施工
顺序，环境保护工作。
关键词： 旋挖钻机，多年冻土区，桩基施工，环境保护
4 桩基施工工艺
4． 1 旋挖钻机桩基施工工艺
旋挖钻机桩基施工工艺流程见图 1。
场地平整布置
地基加固处理
护筒制作
测量桩位
埋设双护筒
内护筒外壁涂油渣
钻机就位
地表铺设隔热板
钻进作业
钻渣弃运
下一道工序
图 1 旋挖钻机桩基施工工艺流程图
4． 2 场地平整布置
在平地或低洼地段，一般以填代挖，填筑做成一个 10 m 的工 作台，墩台之间修筑一条宽度 6 m、坡度小于 10° 的施工便道。场 地位于河中时，若条件允许，则采用改移河道法施工，若条件不允 许则采用筑岛法施工，岛顶至少高出水面 1． 0 m。
中图分类号： U443． 15
文Байду номын сангаас标识码： A
0 引言
青藏高原地区施工，面临三大难题“高寒、高原缺氧、多年冻 土”，其中“多年冻土”是桥梁桩基施工中最大的难题。现结合青 藏铁路桥梁施工实际，对多年冻土区使用旋挖钻机的设备选择及 其特点和施工技 术 进 行 研 究 和 探 讨，为 类 似 多 年 冻 土 地 区 铁 路、 公路等工程的桥梁桩基使用旋挖钻机施工提供了参考。
青藏铁路旋挖钻机钻孔桩施工工法
BG-22C型全液压旋挖钻机多年冻土区钻孔桩施工工法一、前言BG-22C型全液压旋挖钻机是由德国宝峨公司生产的、具有国际先进水平、应用了十几项国际专利技术的钻孔桩施工设备。
它是德国宝峨公司在美国卡特彼勒公司生产提供的CAT-330C挖掘机底盘基础上改装而成的，具有履带液压自行机构，操作控制系统采用PC控制，可自动调节桅杆角度（垂直度），精确显示钻孔深度；回转、进给、卷扬全部为液压驱动，输出功率大、运行平稳；整机安装有多种传感器可实现各种危险情况下的过载保护、自动停机保护。
该型号钻机适用的钻头直径0.5~1.5米，常用钻头直径1.0~1.25米，最大钻孔深度48米，选用不同种类的钻头可适用于青藏铁路多年冻土、泥页岩等中等硬度以下岩石层中的钻孔桩施工。
我单位在青藏铁路格拉段桥梁工程钻孔桩施工中，钻孔桩基础地质条件多为高含冰量多年冻土，只有采用该种钻机才能实现快速成孔、快速封闭（灌注混凝土），最大限度地减少因成孔时间过长，孔内外热量交换对桩基周围冻土的扰动，而影响桩基回冻及周围冻土的结构稳定。
该钻机的引进及应用，可实现深度20米左右的钻孔桩（地质条件为冻土或较软的泥页岩），从开始钻孔至灌注混凝土结束，每根桩只需要4~6小时，以其成孔速度快、辅助设备设施少、对环境污染小（无泥浆排放、基本无化学污染）的特点，取得了较好的经济效益和社会效益，在总结我队施工管段220多根钻孔桩施工经验的基础上，形成本工法。
二、工法特点1、钻机钻进速度快、成孔质量高。
该型号旋挖钻机的回转、进给由液压驱动，回转扭矩大、进给力可根据地质情况进行调整；旋挖出的岩土由钻头直接提出地面排碴，不需要借助泥浆等其它介质，因此钻进速度快、效率高。
该型号钻机在硬土、冻土或软岩下，每小时成孔速度3~5米，每工作台班可成孔20米左右。
该型号钻机在钻孔作业时，桅杆垂直度由电脑控制自动调整，调整精度高、速度快，能保证钻孔垂直度偏差在1%以内；钻孔深度为电脑监控，其精度可达到±10厘米，因此钻孔的垂直度及深度偏差值都较小，质量高。
青藏铁路多年冻土区旋挖钻扩底钻孔桩施工
Ｏ 前
言
为钻孔 桩基础 ，桩径 １ ５ 桩 ， ｍ， ２ 长 ２ ｍ ３ ｍ， 数 ２ ５ ３ 桩 ４根 ， 设 均 计为 扩底桩 ，扩 底尺寸 由直 径 １５ ． ｍ渐变至 １ ５ ２ ． ｍ，长 度 ２ ４ ｍ。
该桥采 用上述施 工方法于 ２０ ０２
在桥梁混凝土钻孔 灌注桩基 础的施工 中， 用旋 挖钻 机进 利 行钻孔施工 日益普及 ， 但在多年冻土 区利用 大功 率旋 挖钻机进
大 桩 的抗 拔 力 ， 有 效 地 防 止 冻 胀 ， 能 因而 扩 底 桩 在 多 年 冻 土 区
高温、 高含冰地段桥梁施 工中更具有推广 意义 。
１ 工 程 概 况 ． ２
Ｄ １ １＋ ０ Ｋ ３ ２ ３０大 桥 ， 计 ４孔 ３ ｍ， 桥 长 １７ ３ 该 桥 设 ２ 全 ４ ． ｍ， ６
１ 工程概 况
１１ 底 桩施 工 技 术 的发 展 和 应 用 ．扩
测 ， 检测结果均为 Ｉ 其 类桩 。
２ 主要设 备
２１ 备选 型 ．设 ２２ ．设备配备 设备配备情况详见表 １ 。
设 备配备表 表１
多年冻 土地区铁 路桥涵 工程 由于地基土 的冻胀和热 融作 用， 以及 不 良冻 土地质 现象 （ 冰丘 、 冰锥 、 融冻滑坍 、 融冻 泥流 等） 的影 响 ， 会产生各种病 害。土体冻结时 ， 冻胀力 与土冻结时
位于多年冻 土区范围 ，桥址地 质为高含 冰量冻土 ，冻土上 限 ３ ｍ一 ．ｍ， ． ７５ 冻土地温为 Ｔ Ｐ １ ， 高温不稳定 区。设计格 台 ６ Ｃ一型 属
至 ３ 墩 地 层 情 况 为 ：— ｍ 为 圆砾 土 ，ｍ 以下 为 泥 岩 夹 砂 岩 ； ０５ ５
３ 扩 底机 具 的原 理 和结构
青藏铁路多年冻土区隧道开挖施工工艺
其 中 ： 为单位立方米 的炸药 消耗量取 ０ ５ｌ， ３ ｃ 广 ．２ｇｍ ； 【
一
开挖断面面积取 ７ｍ ； ４ ２
其 目的是爆破 出完整开挖轮廓 。在光爆之 中 ， 周边眼炮孔间距 、
装药 系数直接影 响到整个断面开挖对岩石结构 的稳定 。 （） ２周边 眼炮 眼间距（ ） Ｅ
Ｔ 广饱 眼利用率 取 ０９ ； ．５
在实际钻眼 中共钻眼 １６个。 １
根据实际施工经 验 ， 在冻 土隧道 的 Ｖ级围岩中 ， 以上取值较
为合适 。 ３ ２２２ 炮 眼布置 ．．． 掏槽眼的布置和数量 ： （） １掏槽眼是为 以后爆破 的炮 眼开辟临空 面， 比其它炮 眼深
式中 ：６ｐ ． ［］． 岩体 的极 限抗 拉强度 （ ｃ ２ ； ｋ ｍ ） ［］＿岩体 的极 限抗压 强度 （ ｃ ２ ； ６ ｃ－ ｋ ｍ）
较大且较为常用 的 ２ ＃岩石乳化炸药较为合适 。 （） ３ 辅助掏槽 。单凭 ６ 掏槽 眼是无 法创 造 出较大 的临空 个
及节理发育程度 以及炸药 的性能 等 因素 ， 确定 采用垂 直楔形 掏
槽法 。
面， 因此 在紧靠掏槽眼的 四周布设 了 ８个辅助掏槽眼 ， 掏槽 眼 在 全部起爆后紧跟着起爆 ， 利用 爆破气 体 的能量将槽 内已破碎岩
一
般 Ｋ＝１ １ ， ０ ６ 根据试验 ， Ｋ＝１ 最佳值 ， Ｅ＝５ｅ ３ 则 ０ｍ。
广 ＿ — １ ＿ ｌ
②光面层厚度 ｗ。据光 爆理论 ， 周边 眼孔连线 形成贯 通 沿 裂缝 ， 确保 壁面光 滑 ， 光爆 层脱离原 岩体 ， 并防止反 射波作 用下
产生超挖 ， 故在理论上 ， Ｗ＝（０．２ ） 。通 过施 工中试验 得知 ， １， ０ ｄ ． － ，
旋挖钻机多年冻土区钻孔桩施工工艺
旋挖钻机多年冻土区钻孔桩施工工艺一、前言BG-22C型全液压旋挖钻机是由XXXX公司生产的、具有国际先进水平、应用了十几项国际专利技术的钻孔桩施工设备。
具有履带液压自行机构，操作控制系统采用PC控制，可自动调节桅杆角度（垂直度），精确显示钻孔深度；回转、进给、卷扬全部为液压驱动，输出功率大、运行平稳；整机安装有多种传感器可实现各种危险情况下的过载保护、自动停机保护。
该型号钻机适用的钻头直径0.5~1.5米，常用钻头直径1.0~1.25米，最大钻孔深度48米，选用不同种类的钻头可适用于青藏铁路多年冻土、泥页岩等中等硬度以下岩石层中的钻孔桩施工。
二、工艺特点1、钻机钻进速度快、成孔质量高。
该型号旋挖钻机的回转、进给由液压驱动，回转扭矩大、进给力可根据地质情况进行调整；旋挖出的岩土由钻头直接提出地面排碴，不需要借助泥浆等其它介质，因此钻进速度快、效率高。
该型号钻机在硬土、冻土或软岩下，每小时成孔速度3~5米，每工作台班可成孔20米左右。
该型号钻机在钻孔作业时，桅杆垂直度由电脑控制自动调整，调整精度高、速度快，能保证钻孔垂直度偏差在1%以内；钻孔深度为电脑监控，其精度可达到±10厘米，因此钻孔的垂直度及深度偏差值都较小，质量高。
2、钻机操作控制系统应用PC电脑，自动化程度高，工人劳动强度低。
钻机操作人员在驾驶室中完成所有作业，在青藏高原严寒的气候条件下，工作条件得到改善。
3、不需要建立泥浆池等造浆设施，不需要配泥浆泵等循环设备，辅助设施、设备少，工序简单，便于操作及管理。
4、无护壁泥浆排放，对周围环境的污染小，符合党中央、国务院要求将青藏铁路建设成为“一流环保铁路”的目标。
5、成孔速度快，冻土孔壁基本无坍塌，沉碴厚度小，因此桩身质量好。
施工过程中出现许多孔为干孔现象，大部分孔内积水很少，基本实现清水条件下灌注混凝土，正是由于成孔速度快，冻土孔壁融化、坍塌较轻微，灌注后的桩体经过桩基无损检测基本无括径、缩径显现，桩基检测优良率95%以上。
青藏高原多年冻土地区桥梁施工技术
青藏高原多年冻土地区桥梁施工技术况成明【摘要】介绍青藏铁路桥梁工程旋挖钻机干法成孔、扩底桩成孔施工工艺,低温早强耐久性混凝土外加剂、配比的选择及拌制、养护,钢构件的喷砂、除锈、涂装工艺.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2006(000)002【总页数】4页(P48-51)【关键词】青藏铁路;桥梁基础;旋挖钻;扩底桩【作者】况成明【作者单位】中铁二十五局集团公司,广州,510000【正文语种】中文【中图分类】U445.431 概述在青藏高原修建铁路，由于恶劣的气候和周边环境对人类的生存是个极大的考验，因此，在工程措施选择上，多采用以桥代路的方式，减少病害，减少铁路运营期间维修量。
青藏铁路桥梁工程，在设计、施工方面采取了许多新技术，在实践中，提出了新的设计、施工理念，可供以后类似工程借鉴。
2 钻孔灌注桩与扩底桩基础多年冻土区桥梁基础，只有承载力较高的完整基岩地基才采用明挖基础，其余地基因明挖基础容易产生冻胀隆起、融化下沉等病害而不被采用，桥梁基础大多采用钻孔灌注桩，桩径φ125 cm，φ100 cm。
地基承载力大于800 kPa时，桩基采用柱桩；地基承载力小于800 kPa时，桩基采用摩擦桩，依靠成桩后冻土回冻产生的摩擦力和桩点承载力进行设计。
同时，为减少季节融化层在每年冻融过程中对桩基的切向冻胀力，在桩顶5 m范围埋设永久性钢护筒，在护筒周围设沥青涂层。
对于桩基础完全置于粉土或粉质黏土中或河流寒季结冰较厚，冻胀力较大，采用其他方法消除冻胀力效果不理想时，将在桩的底部2.4 m范围内扩大，即为扩底桩，加大桩的抗冻拔能力。
2.1 旋挖钻机干法成孔在高原多年冻土区进行桩基成孔，要尽量减少施工对冻土地基的热扰动，尽快消解桩基成孔及混凝土水化热产生的热量，确保桩基成孔后桩基周围的冻土能尽快回冻，同时要提高机械化程度，降低劳动强度，尽量避免施工造成环境污染，因此优先选用旋挖钻机干法成孔。
在冻结层上水发育或土质比较松散等旋挖钻机施工容易坍孔的地段或坚硬岩层等旋挖钻钻进困难的地段，无法采用干法成孔时，方能选用冲击钻机成孔。
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收稿日期：２００８－０３－２４
作者简介：郭法生（１９５８－），男，毕业于西南交通大学，硕士，高级工程师。
图２
扩底机具结构简图
作业前作业时
０前言
在桥梁混凝土钻孔灌注桩基础的施工中，利用旋挖钻机进行钻孔施工日益普及，但在多年冻土区利用大功率旋挖钻机进行扩底桩钻孔施工尚属首次，没有可借鉴的经验和现成的扩底施工机具。
本文结合青藏线桥梁施工实际，对在多年冻土区利用旋挖钻机进行扩底桩钻孔施工的特制机具、施工方法和工艺简述如下。
１工程概况
１．１扩底桩施工技术的发展和应用
多年冻土地区铁路桥涵工程由于地基土的冻胀和热融作
用，以及不良冻土地质现象（冰丘、冰锥、融冻滑坍、融冻泥流等）的影响，会产生各种病害。
土体冻结时，冻胀力与土冻结时产生的切线冻着力成正比，一般来说，在高温冻土区，活动层厚度较大，冻结速度低，若存在粉质土和足够水份，则冻胀严重。
如果不采取预防措施，未埋入永久冻层的基础将被挤出地面，致使桥梁基础变形、隆起，影响上部结构，甚至造成桥梁结构破坏。
而利用扩底桩设计，不仅可以增大桩的承载力，而且可以增大桩的抗拔力，能有效地防止冻胀，因而扩底桩在多年冻土区高温、高含冰地段桥梁施工中更具有推广意义。
１．２工程概况
ＤＫ１３１２＋３００大桥，设计４孔３２ｍ，全桥长１４７．６３ｍ，该桥
位于多年冻土区范围，桥址地质为高含冰量冻土，冻土上限
３．６ｍ￣７．５ｍ，冻土地温为ＴＣＰ－１型，属高温不稳定区。
设计格台
至３＃墩地层情况为：０￣５ｍ为圆砾土，５ｍ以下为泥岩夹砂岩；拉台０￣７ｍ为粉土，７ｍ￣１５ｍ为粉质粘土，１５ｍ以下为泥岩夹砂岩。
实际地层情况为：０￣５ｍ为粉质粘土，５ｍ以下为砂粘土，其中５ｍ￣１２ｍ之间夹有粉砂层，厚度０．５ｍ￣２．０ｍ不等。
基础设计
为钻孔桩基础，桩径１．２５ｍ，桩长２５ｍ￣３３ｍ，桩数２４根，均设计为扩底桩，扩底尺寸由直径
１．２５ｍ渐变至１．４５ｍ，长度２ｍ。
该桥采用上述施工方法于２００２年９月开工，桩基于２００２年１０月完工，桩基经第三方铁一院检测，其检测结果均为Ｉ类桩。
２主要设备
２．１设备选型设备选型上应优先考虑大功率进口旋挖钻机。
２．２设备配备
设备配备情况详见表１。
３扩底机具的原理和结构
扩底机具是钻孔扩底桩施
工的关键。
其构造原理：利用钻杆下压带动活动套杆，使铰接钻齿扩张至设计尺寸（活动套杆与铰接齿连为一体），通过活动套杆底部的限制挡板与顶杆底部的限位挡板的间距来控制钻齿扩张尺寸。
施工时根据扩底桩设计尺寸及旋挖钻机的型号，设计
青藏铁路多年冻土区旋挖钻扩底钻孔桩施工
ＴｈｅＳｗｉｖｅｌｉｎｇＤｒｉｌｌｉｎｇｏｆＵｎｄｅｒ－ｒｅａｍｅｄＢｏｒｅｄＰｉｌｅｉｎＰｅｒｅｎｎｉａｌ－ｆｒｏｓｔＺｏｎｅｏｆＱｉｎｇｈａｉ－Ｔｉｂｅｔ
ＲａｉｌｗａｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
郭法生
（中铁四局集团有限公司，安徽合肥２３００２３）
摘
要：文章主要介绍了多年冻土区旋挖钻机扩底桩钻孔的特制扩底机具、施工工艺和施工方法。
关键词：多年冻土区；旋挖钻机；扩底桩；钻孔施工中图分类号：Ｕ４１６．１＋６８；ＴＵ４７３．１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００７－７３５９（２００８）０２－００４９－０２
ＧｕｏＦａｓｈｅｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＮｏ．４ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ２３００２３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｕｓｅｄｉｎｓｗｉｖｅｌｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒ－ｒｅａｍｅｄｂｏｒｅｄｐｉｌｅｉｎｐｅｒｅｎｎｉａｌ－ｆｒｏｓｔｚｏｎｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅｒｅｎｎｉａｌ－ｆｒｏｓｔｚｏｎｅ；ｓｗｉｖｅｌｉｎｇｐｉｌｅｄｒｉｖｅｒ；ｕｎｄｅｒ－ｒｅａｍｅｄｂｏｒｅｄｐｉｌｅ；ｄｒｉｌｌｉｎｇ
图１
扩底部分尺寸图
１．４５ｍ１．２５ｍ
２ｍ
设备配备表
表１
序号
名称规格型号额定功率
单位数量
１旋挖钻机宝峨ＢＧ２５３００ｋｗ台１２扩底钻具定制套１３吊车长江２５ｔ
台
１４发电机２００ＧＦ２００ｋｗ台１５电焊机ＢＸ２５０２５ｋｗ台４６自卸车东风
５ｔ台２７
泥浆泵
ＢＷ２５０－５０
１５ｋｗ
台
１
２００８年第２期（总第１５９期）安徽建筑
４９
好扩底机具。
４主要施工方法、工艺
４．１钻孔施工工艺
具体工艺详见图３。
４．２钻孔施工４．２．１施工准备
①场地平整。
为减小施工对冻土环境的扰动破坏，本着“宁填勿挖”的原则对施工场地进行垫平和压实。
②测量定位。
根据桩位测量精度要求准确放样，并设置护
桩，以便随时对桩位和成孔质量进行检查。
③人员、
设备、机具进场到位。
④钢护筒制作与安装。
为解决桩周上部冻土暴露融化、滑塌，护筒埋设采用内外双钢护筒。
外钢护筒制作时按直径较桩径大３０ｃｍ￣４０ｃｍ制作，内钢护筒按直径较桩径大１０ｃｍ制作。
外护筒在埋设时采用旋挖钻机旋转压入地面。
灌注混凝土后外护筒拔出循环使用。
内护筒成孔后安装，灌注后不拔出成为永久性钢护筒。
为减小冻胀和热融引起桩的切向力对桩的影响，内护筒外侧涂刷１ｃｍ厚渣油，且其底部要埋入冻土上限以下
０．５ｍ。
４．２．２钻机就位
履带式旋挖钻机自行到位，钻机钻头与桩位对位，其位置偏差不大于２ｃｍ。
钻机一旦就位，成孔前不得随意移动。
４．２．３钻孔及扩底
①钻孔前，首先将钻机纵横调平，调直桅杆，确保其垂直
度。
②利用旋挖钻斗按正常钻孔工艺钻至不扩底桩底设计标
高（即扩底桩变截面位置标高）。
③将钻杆提出孔外，用扩底钻具替换平台钻头先将扩底
钻放至孔底，并从护筒顶向上量出钻头伸缩杆长度标在钻杆上。
④进行慢速旋转和下压，使扩底钻缓慢张开并进行扩底作
业，当其完全张开时，钻杆上标记正好与护筒顶同高度。
⑤钻头完全张开后，在原位不加压快速旋转１０ｍｉｎ左右，
停止旋转并向上匀速提出钻头。
⑥安装筒式钻头对孔底扩底钻碴进行清除。
⑦钻孔过程中要做好钻孔记录，并与设计对比，严重不符
时要提请变更。
⑧清孔后及时将孔口用绝热板覆盖，防止热渗入破坏冻土
而引起坍孔。
４．２．４桩孔检查
利用测绳及自制的检孔器检测孔深、孔径、垂直度及沉渣厚度，并利用扩底钻具对桩基底部扩孔部分进行检查。
检孔合格后，及时进行下一道工序。
４．２．５内护筒安装
成孔后，在永久性内护筒埋深范围内扫孔，完成后将外涂
１ｃｍ厚油渣的内护筒吊装入孔内就位。
４．２．６孔口防护
在灌桩前对孔口进行覆盖防护，注意灌桩前间歇时间不宜过长。
５质量控制
５．１护筒埋设
外钢护筒应高出地面０．３ｍ以上，其底部应埋入冻土以下
０．５ｍ。
永久性内护筒应高出设计桩顶０．３ｍ￣０．５ｍ，且其底部要
埋入冻土上限以下０．５ｍ，平面位置偏差不大于５ｃｍ，护筒垂直度不大于１％。
破桩头后内护筒伸出桩顶部分要拆除。
５．２孔口防护
成孔检查合格后应及时灌桩，间歇时间不宜过长。
间歇期间对孔口进行覆盖，防止虚土掉入孔内，防止热渗入引起孔内坍塌，并有效保障安全。
５．３成孔验收
仍用扩底钻具对桩基扩底部分进行验孔。
其它工序的施工步骤、施工工艺与要求同一般钻孔桩施工。
６施工进度及使用效果小结
使用该扩底机具，配合大功率旋挖钻机，扩底作业时间一
般需１．５小时左右，若地质条件好，扩孔作业可在１ｈ内完成。
该型扩底钻具结构简单，制作和使用方便，扩孔时间短，适用于多年冻土区扩底桩基础施工。
参考文献
［１］
廖兴发，等．地质勘察与地质灾害监测评估防治技术实用手册［Ｍ］．北京：北京世图电子音像电子出版社，２００２．［２］
地下工程勘察设计与施工技术实用手册编委会．地下工程勘察设计与施工技术实用手册［Ｍ］．长春：吉林音像出版社，２００３．６［３］
ＴＢ１０２０３－２００２，铁路桥涵施工规范［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００２．
图３
扩底桩钻孔施工工艺流程图
平整场地
桩位测量
外护筒埋设
钻机就位
普通钻头钻进
扩孔作业
清孔
成孔质量检查
内护筒埋设
内护筒制作、涂油钻孔记录及施工
钻孔记录及施工外护筒制作孔口覆盖防护
钻渣弃运
郭法生青藏铁路多年冻土区旋挖钻扩底钻孔桩施工第１５卷第２期
５０。