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

　　關(guān)鍵詞：基礎工程；施工設備；發(fā)展方向

　　我國經(jīng)濟建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了各類(lèi)基礎工程量的迅猛增長(cháng)。相比之下，施工設備的產(chǎn)量、質(zhì)量、品種、類(lèi)型等遠不能滿(mǎn)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(jìn)一步增強，更顯得我國現有設備在技術(shù)性能與施工效率、質(zhì)量及廢漿處理方面同國外先進(jìn)施工機械相比，存在著(zhù)很大的差距。

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

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

　　一、國內深基礎工程設備現狀與發(fā)展方向

　　（一）深基礎工程的主要類(lèi)型

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

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

　　3、地下暗挖工程。主要指地下硐空、隧道等暗挖構筑施工。

　　（二）國內工程施工設備現狀

　　上述三大類(lèi)工程中，應用最多的是基礎加固工程。在我國除某些工法采用振沖、錘擊、抓挖等方式外，原來(lái)絕大多數是用沖洗液正反循環(huán)鉆進(jìn)，僅少量的螺旋鉆干式作業(yè)。并利用和改造水井、巖心鉆機，構成完整的成孔設備系列，總體上能夠滿(mǎn)足基礎加固工程施工的需要。這些設備具有結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、節省能源等優(yōu)點(diǎn)，比較適合國情。因而受到大多數施工單位的歡迎。但存在的問(wèn)題也很突出：設備的品種、類(lèi)型、能力難以滿(mǎn)足基礎工程向深部、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(jìn)方式，成孔效率低、工作環(huán)境差，廢漿排放困難；設備性能差、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的設備可供選用。而地下連續墻施工卻缺少有效的專(zhuān)用成槽設備。國內只有機械抓斗和潛水式電動(dòng)多頭鉆，由于能力不足或工藝適應性差而較少使用。因此一般只能設計成排樁式連續墻，采用鉆孔法施工，墻的可靠性較差。比較適用的成槽設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、盾構法、超前注漿加固等，已有設備可滿(mǎn)足需要，只是配套設備需要補充。

　　（三）新型施工設備技術(shù)發(fā)展方向

　　當前國內工程施工設備供求矛盾十分突出。這一方面反映了我們研究設計水平、生產(chǎn)制造能力、機械工業(yè)基礎等方面的落后，同時(shí)也是工程量驟然增長(cháng)造成市場(chǎng)畸型的結果。因此，在考慮施工技術(shù)發(fā)展方向、選擇設備開(kāi)發(fā)類(lèi)型時(shí)，要充分研究這些因素的綜合影響。既要滿(mǎn)足市場(chǎng)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備或無(wú)錢(qián)購買(mǎi)先進(jìn)設備這些暫時(shí)現象所干撓，又要防止盲目照搬國外先進(jìn)機型帶來(lái)的弊端。

　　總的看來(lái)，現有國產(chǎn)工程施工設備是能夠滿(mǎn)足大部分基礎工程施工需要的，有些不適應還可以通過(guò)變更設計來(lái)進(jìn)行相應調整。因此，新型施工設備的研制開(kāi)發(fā)應當填補急缺、提高水平、完善配套為方向，有選擇性地進(jìn)行。

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

　　在工藝技術(shù)方面，促進(jìn)無(wú)循環(huán)施工技術(shù)盡快在我國推廣應用，必須大力開(kāi)發(fā)能適用于抓斗、鉆斗、振沖等無(wú)循環(huán)作業(yè)成孔的多功能設備，逐步扭轉目前施工方法單一，整體水平落后的局面。

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

　　二、先期開(kāi)發(fā)設備的類(lèi)型建議

　　（一）適用于無(wú)循環(huán)工法的多功能鉆機、開(kāi)槽設備

　　無(wú)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。我國許多基礎工程在條件具備的情況下也已使用長(cháng)短螺旋、振動(dòng)、機械抓斗、鋼繩沖擊等干式或無(wú)循環(huán)作業(yè)方法，國外引進(jìn)的大功率、多功能自行式旋挖、沖抓設備相相繼增多。推進(jìn)了我國各種小型、多樣的無(wú)循環(huán)設備的廣泛發(fā)展，但應當著(zhù)手研制一種大型的多功能施工設備。這種設備的主體，可選用能力適當的履帶式吊車(chē)或挖掘機，既能自行、移位、又減少了對地面的壓強。工作部分應兼有旋轉與鋼繩懸吊兩種功能，配備不同的工作機械可實(shí)現沖抓、旋挖、振動(dòng)、跟管等多種功能，既能成孔，又能成槽。傳動(dòng)方式可采用機械與液壓結合或電液結合，保證工作的可靠性與操作的方便靈活性，成為一種高效實(shí)用、多用途的組合式新型施工設備。

　　（二）加速研制成槽設備，發(fā)展壁式連續墻施工技術(shù)

　　1、地下連續墻工程的特點(diǎn)。在現代深基礎工程施工中，地下連續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(kāi)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或直接設計為地下硐空的結構墻體，因而是3大類(lèi)基礎工程都能適用的工程手段，具有很好的開(kāi)發(fā)前景。連續墻的主要優(yōu)點(diǎn)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(lèi)型的基礎工程難以相比的。但是由于施工設備、機具復雜，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)的大量應用。

　　2、國外成槽設備的主要類(lèi)型。機械式鋼繩抓斗：結構較簡(jiǎn)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。連續開(kāi)槽機：利用液壓驅動(dòng)的縱向滾輪式或履帶鏈式刀具連續破碎巖石，沖洗液反循環(huán)排渣。具有施工自動(dòng)化程度高、效率高、適用范圍廣、成槽深度大、槽型規整等優(yōu)點(diǎn)。目前已取代了潛水電機驅動(dòng)的多頭鉆式連續開(kāi)槽機。

　　（三）努力開(kāi)發(fā)國產(chǎn)成槽設備

　　從根本上說(shuō)，只有壁式連續墻才能真正體現連續墻工程的基本功能與主要特點(diǎn)。試驗資料表明，壁式墻的擋護能力，可相當于以其墻厚2倍為直徑的排樁。我國極少采用壁式連續墻，主要是因為缺乏適用而有效的成槽設備。因此，綜合分析國外各種成槽設備的特點(diǎn)及其發(fā)展變化過(guò)程，對于確定我們的開(kāi)發(fā)方向有現實(shí)的指導意義：在自行研制過(guò)程中，應有針對性地引進(jìn)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(kāi)發(fā)成槽設備時(shí)，開(kāi)始就應當考慮工藝方法的多樣性，研制一種縱向滾挖式的開(kāi)槽設備。從結構上看，并不比多頭鉆或大型旋挖設備更復雜，而且可以根據國內現有條件，設計成軌道式的輕便型，省去大型履帶吊車(chē)：也可用潛水電機替代液壓馬達，增加可靠性。通過(guò)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滾挖式開(kāi)槽機。

　　由于連續開(kāi)槽需要采用反循環(huán)作業(yè)，必然會(huì )帶來(lái)一些不便。但連續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。對于連續墻而言，即使采用無(wú)循環(huán)工法，穩定液的用量也較大，也必須有一套漿液制備與處理的設備。用反循環(huán)連續開(kāi)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(kāi)展。

　　三、泥漿凈化處理設備

　　深基礎施工除少數干式作業(yè)外，一般都需要大量使用穩定液或循環(huán)液，配備專(zhuān)用的泥漿凈化系統。國外一般連續墻工程采用無(wú)循環(huán)工法時(shí)，需配置處理量200m³／h的泥漿處理設備，若采用反循環(huán)作業(yè)，則需有600m³／h的處理能力。隨著(zhù)我國環(huán)保立法的嚴格執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(lái)越大，迫使我們必須研制適用的泥漿凈化處理設備。目前國外采用分級處理：首先用旋轉篩筒去除6mm以上的巖屑，然后通過(guò)振動(dòng)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(kāi)展了這方面的研究，運用化學(xué)與機械結合的方法，對水井和工程施工中的廢漿進(jìn)行凈化除砂和固化成型，取得一定成效。在此基礎上，吸取一些國外先進(jìn)經(jīng)驗，完全可以開(kāi)發(fā)出適用于我國施工條件的泥漿凈化處理設備。

　　四、高壓注漿設備

　　旋噴注漿技術(shù)在我國應用僅有20年歷史，但因其具有施工方法簡(jiǎn)便，適用范圍廣，固結體具有較高的強度與耐久性，噪聲低，無(wú)漿液污染等優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。從世界范圍看，旋噴也是一種應用很廣并最具發(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)參數之一是注漿壓力。壓力越高，漿液噴射的影響半徑越大，

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

　　現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)習消化吸收國外先進(jìn)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

　　對于大型基礎工程，采用泵送方式澆注混凝土能夠簡(jiǎn)化運輸工序。使混凝土的水平運輸與垂直運輸合一，達到節省勞力、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(shí)。國內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，參數不適合，工作可靠性差等原因，使泵送技術(shù)有待提高。根據實(shí)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(huì )有較大的市場(chǎng)需求量。

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