摘要：目前國內(nèi)工程施工設(shè)備品種單一、性能落后狀況已成為影響基礎(chǔ)工程施工技術(shù)發(fā)展的主要問題之一。認真分析國外先進施工設(shè)備的特點及其發(fā)展過程，有利于選定正確的技術(shù)發(fā)展方向，并針對性地引進國外先進技術(shù)和設(shè)備，以推動我國的新技術(shù)開發(fā)速度、提高新設(shè)備研制水平。對于我國新型工程施工設(shè)備的開發(fā)，文章建議從填補急缺品種、發(fā)展先進技術(shù)、完善工藝配套這三方面入手，首先應(yīng)集中力量研制適合于無循環(huán)作業(yè)的多功能成孔設(shè)備，地下連續(xù)墻專用成槽設(shè)備，以及一些重要的配套設(shè)備，更快更好地滿足市場急需。

　　關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)工程；施工設(shè)備；發(fā)展方向

　　我國經(jīng)濟建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，促進了各類基礎(chǔ)工程量的迅猛增長。相比之下，施工設(shè)備的產(chǎn)量、質(zhì)量、品種、類型等遠不能滿足要求，供需矛盾十分突出。特別是各種新工法的采用和環(huán)境保護意識的進一步增強，更顯得我國現(xiàn)有設(shè)備在技術(shù)性能與施工效率、質(zhì)量及廢漿處理方面同國外先進施工機械相比，存在著很大的差距。

　　裝備的落后不僅束縛基礎(chǔ)施工技術(shù)的發(fā)展、削弱施工隊伍的競爭能力，而且會妨礙設(shè)計部門選取更為先進、合理的基礎(chǔ)工程設(shè)計方案。目前國內(nèi)施工設(shè)備品種少、性能差的落后狀況已成為影響基礎(chǔ)工程施工技術(shù)發(fā)展的主要問題之一。對此，有關(guān)主管部門、科研單位、制造廠家、施工隊伍已達成共識，一致認為當(dāng)務(wù)之急是要研制開發(fā)出性能優(yōu)越并適合國情的新型工程施工設(shè)備，這對改變我國這一領(lǐng)域落后面貌具有非常重要的意義。

　　本文根據(jù)近年來收集了解的一些資料，進行粗略分析探討，提出相關(guān)建議，供有關(guān)方面參考。

　　一、國內(nèi)深基礎(chǔ)工程設(shè)備現(xiàn)狀與發(fā)展方向

　　（一）深基礎(chǔ)工程的主要類型

　　1、基礎(chǔ)加固工程。這類工程以改善地基性能，提高其承載力為目的，包括各類軟弱地基加固處理和樁基礎(chǔ)施工。

　　2、擋護工程。這類工程主要用于深基開挖的圍擋、支護、加固以及隔水、防滲等，包括地下連續(xù)墻、鋼板樁、錨固、帷幕等。

　　3、地下暗挖工程。主要指地下硐空、隧道等暗挖構(gòu)筑施工。

　　（二）國內(nèi)工程施工設(shè)備現(xiàn)狀

　　上述三大類工程中，應(yīng)用最多的是基礎(chǔ)加固工程。在我國除某些工法采用振沖、錘擊、抓挖等方式外，原來絕大多數(shù)是用沖洗液正反循環(huán)鉆進，僅少量的螺旋鉆干式作業(yè)。并利用和改造水井、巖心鉆機，構(gòu)成完整的成孔設(shè)備系列，總體上能夠滿足基礎(chǔ)加固工程施工的需要。這些設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、節(jié)省能源等優(yōu)點，比較適合國情。因而受到大多數(shù)施工單位的歡迎。但存在的問題也很突出：設(shè)備的品種、類型、能力難以滿足基礎(chǔ)工程向深部、大型、多樣化方向發(fā)展；施工工藝主要以泥漿循環(huán)液鉆進方式，成孔效率低、工作環(huán)境差，廢漿排放困難；設(shè)備性能差、功能少，搬遷、移位不便。

　　在擋護工程中，鋼板樁、帷幕、錨固等基本上都有相應(yīng)的設(shè)備可供選用。而地下連續(xù)墻施工卻缺少有效的專用成槽設(shè)備。國內(nèi)只有機械抓斗和潛水式電動多頭鉆，由于能力不足或工藝適應(yīng)性差而較少使用。因此一般只能設(shè)計成排樁式連續(xù)墻，采用鉆孔法施工，墻的可靠性較差。比較適用的成槽設(shè)備在我國基本上還是空白。

　　地下暗挖工程已有一些成熟技術(shù)，如管棚法、盾構(gòu)法、超前注漿加固等，已有設(shè)備可滿足需要，只是配套設(shè)備需要補充。

　　（三）新型施工設(shè)備技術(shù)發(fā)展方向

　　當(dāng)前國內(nèi)工程施工設(shè)備供求矛盾十分突出。這一方面反映了我們研究設(shè)計水平、生產(chǎn)制造能力、機械工業(yè)基礎(chǔ)等方面的落后，同時也是工程量驟然增長造成市場畸型的結(jié)果。因此，在考慮施工技術(shù)發(fā)展方向、選擇設(shè)備開發(fā)類型時，要充分研究這些因素的綜合影響。既要滿足市場急需，又要有技術(shù)上發(fā)展超前意識；既要防止被目前工程急等設(shè)備或無錢購買先進設(shè)備這些暫時現(xiàn)象所干撓，又要防止盲目照搬國外先進機型帶來的弊端。

　　總的看來，現(xiàn)有國產(chǎn)工程施工設(shè)備是能夠滿足大部分基礎(chǔ)工程施工需要的，有些不適應(yīng)還可以通過變更設(shè)計來進行相應(yīng)調(diào)整。因此，新型施工設(shè)備的研制開發(fā)應(yīng)當(dāng)填補急缺、提高水平、完善配套為方向，有選擇性地進行。

　　在設(shè)備品種方面，成槽設(shè)備是目前最急缺的稱得上填補空白的項目。

　　在工藝技術(shù)方面，促進無循環(huán)施工技術(shù)盡快在我國推廣應(yīng)用，必須大力開發(fā)能適用于抓斗、鉆斗、振沖等無循環(huán)作業(yè)成孔的多功能設(shè)備，逐步扭轉(zhuǎn)目前施工方法單一，整體水平落后的局面。

　　除了占主體地位的成孔，開槽設(shè)備之外，不同工法所需的配套設(shè)備也有一些急待補充，如高壓注漿泵、混凝土制備與輸送設(shè)備、廢泥漿處理設(shè)備等。

　　二、先期開發(fā)設(shè)備的類型建議

　　（一）適用于無循環(huán)工法的多功能鉆機、開槽設(shè)備

　　無循環(huán)施工在效率、成本、環(huán)保等方面的優(yōu)越性已被大家公認。我國許多基礎(chǔ)工程在條件具備的情況下也已使用長短螺旋、振動、機械抓斗、鋼繩沖擊等干式或無循環(huán)作業(yè)方法，國外引進的大功率、多功能自行式旋挖、沖抓設(shè)備相相繼增多。推進了我國各種小型、多樣的無循環(huán)設(shè)備的廣泛發(fā)展，但應(yīng)當(dāng)著手研制一種大型的多功能施工設(shè)備。這種設(shè)備的主體，可選用能力適當(dāng)?shù)穆膸�式吊車或挖掘機，既能自行、移位、又減少了對地面的壓強。工作部分應(yīng)兼有旋轉(zhuǎn)與鋼繩懸吊兩種功能，配備不同的工作機械可實現(xiàn)沖抓、旋挖、振動、跟管等多種功能，既能成孔，又能成槽。傳動方式可采用機械與液壓結(jié)合或電液結(jié)合，保證工作的可靠性與操作的方便靈活性，成為一種高效實用、多用途的組合式新型施工設(shè)備。

　　（二）加速研制成槽設(shè)備，發(fā)展壁式連續(xù)墻施工技術(shù)

　　1、地下連續(xù)墻工程的特點。在現(xiàn)代深基礎(chǔ)工程施工中，地下連續(xù)墻是被廣泛采用和發(fā)展較快的一種。它的主要作用是深基開挖的圍擋、支護和地下工程的截水、防滲，還可以作為承截基礎(chǔ)或直接設(shè)計為地下硐空的結(jié)構(gòu)墻體，因而是3大類基礎(chǔ)工程都能適用的工程手段，具有很好的開發(fā)前景。連續(xù)墻的主要優(yōu)點是強度與剛度大，圍護與截水、防滲能力強、整體的持久性、可靠性好。這是其他類型的基礎(chǔ)工程難以相比的。但是由于施工設(shè)備、機具復(fù)雜，工藝要求高，特別是護壁、防斜兩大技術(shù)關(guān)鍵有一定難度，因而影響了該項技術(shù)的大量應(yīng)用。

　　2、國外成槽設(shè)備的主要類型。機械式鋼繩抓斗：結(jié)構(gòu)較簡單，但能力有限，一次成槽較小，閉合力僅l5T-35T。液壓抓斗：分為鋼繩懸吊和伸縮鉆桿連接兩種。能力強、效率高、成槽大。最大閉合力可達到l80T，對于除巖層以外的其他地層均能有效。連續(xù)開槽機：利用液壓驅(qū)動的縱向滾輪式或履帶鏈式刀具連續(xù)破碎巖石，沖洗液反循環(huán)排渣。具有施工自動化程度高、效率高、適用范圍廣、成槽深度大、槽型規(guī)整等優(yōu)點。目前已取代了潛水電機驅(qū)動的多頭鉆式連續(xù)開槽機。

　　（三）努力開發(fā)國產(chǎn)成槽設(shè)備

　　從根本上說，只有壁式連續(xù)墻才能真正體現(xiàn)連續(xù)墻工程的基本功能與主要特點。試驗資料表明，壁式墻的擋護能力，可相當(dāng)于以其墻厚2倍為直徑的排樁。我國極少采用壁式連續(xù)墻，主要是因為缺乏適用而有效的成槽設(shè)備。因此，綜合分析國外各種成槽設(shè)備的特點及其發(fā)展變化過程，對于確定我們的開發(fā)方向有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義：在自行研制過程中，應(yīng)有針對性地引進成熟技術(shù)與關(guān)鍵組件，加快研制速度和提高產(chǎn)品水平。

　　我國在起步開發(fā)成槽設(shè)備時，開始就應(yīng)當(dāng)考慮工藝方法的多樣性，研制一種縱向滾挖式的開槽設(shè)備。從結(jié)構(gòu)上看，并不比多頭鉆或大型旋挖設(shè)備更復(fù)雜，而且可以根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有條件，設(shè)計成軌道式的輕便型，省去大型履帶吊車：也可用潛水電機替代液壓馬達，增加可靠性。通過技術(shù)對比合理確定方案，完全可以制造出具有中國特色的連續(xù)滾挖式開槽機。

　　由于連續(xù)開槽需要采用反循環(huán)作業(yè)，必然會帶來一些不便。但連續(xù)墻工程一般工作量大而集中，也為循環(huán)液的制備、凈化和處理提供了有利的一面。對于連續(xù)墻而言，即使采用無循環(huán)工法，穩(wěn)定液的用量也較大，也必須有一套漿液制備與處理的設(shè)備。用反循環(huán)連續(xù)開槽只是增加了一些泥漿處理量，而其他方面優(yōu)越性卻能得到充分發(fā)揮，有利于工程的開展。

　　三、泥漿凈化處理設(shè)備

　　深基礎(chǔ)施工除少數(shù)干式作業(yè)外，一般都需要大量使用穩(wěn)定液或循環(huán)液，配備專用的泥漿凈化系統(tǒng)。國外一般連續(xù)墻工程采用無循環(huán)工法時，需配置處理量200m³／h的泥漿處理設(shè)備，若采用反循環(huán)作業(yè)，則需有600m³／h的處理能力。隨著我國環(huán)保立法的嚴格執(zhí)行以及不同施工條件下的限制，廢漿排放處理的費用在施工成本中所占的比例越來越大，迫使我們必須研制適用的泥漿凈化處理設(shè)備。目前國外采用分級處理：首先用旋轉(zhuǎn)篩筒去除6mm以上的巖屑，然后通過振動篩把6mm-0.5mm的顆粒濾出，最后經(jīng)旋流器除掉40um以上的固相。這樣漿液可重復(fù)使用，巖渣便于運輸，減少了對環(huán)境的影響。

　　前多年我國已開展了這方面的研究，運用化學(xué)與機械結(jié)合的方法，對水井和工程施工中的廢漿進行凈化除砂和固化成型，取得一定成效。在此基礎(chǔ)上，吸取一些國外先進經(jīng)驗，完全可以開發(fā)出適用于我國施工條件的泥漿凈化處理設(shè)備。

　　四、高壓注漿設(shè)備

　　旋噴注漿技術(shù)在我國應(yīng)用僅有20年歷史，但因其具有施工方法簡便，適用范圍廣，固結(jié)體具有較高的強度與耐久性，噪聲低，無漿液污染等優(yōu)點而得到迅速發(fā)展。從世界范圍看，旋噴也是一種應(yīng)用很廣并最具發(fā)展前景的地基處理技術(shù)之一。

　　旋噴注漿施工的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)之一是注漿壓力。壓力越高，漿液噴射的影響半徑越大，

　　固結(jié)或樁直徑也越大。國外試驗研究的結(jié)論表明，旋噴注漿壓力的最優(yōu)值為40MPa左右，超過這個值之后，壓力再繼續(xù)增高，影響半徑的增加將變得十分緩慢，而所需設(shè)備重量和能源消耗卻迅速增大，綜合經(jīng)濟效益就會降低。

　　現(xiàn)我國旋噴施工注漿技術(shù)水平已有了很大提高，但仍需學(xué)習(xí)消化吸收國外先進經(jīng)驗技術(shù)，充分發(fā)揮這一技術(shù)優(yōu)勢。

　　五、混凝土輸送泵

　　對于大型基礎(chǔ)工程，采用泵送方式澆注混凝土能夠簡化運輸工序。使混凝土的水平運輸與垂直運輸合一，達到節(jié)省勞力、降低費用、提高工效、改善環(huán)境的目的，并能保證澆注體均勻、密實。國內(nèi)工程施工單位對采用泵送灌注技術(shù)已有所掌握，但目前混凝土輸送泵的品種少，參數(shù)不適合，工作可靠性差等原因，使泵送技術(shù)有待提高。根據(jù)實際需要、研制出性能優(yōu)越、工作可靠的混凝土輸送泵，并在排量10m³／h-50m³／h范圍形成系列，將會有較大的市場需求量。

　　總的來說，為適應(yīng)時代的發(fā)展要求和建筑物大型化，工程施工更應(yīng)重視環(huán)境保護，低公害，安全施工，保證工程質(zhì)量與節(jié)約成本等，盡早研制出適合我國工程施工的技術(shù)裝備與工藝。