旋噴鉆機(jī)在水下施工是可行的,但需根據(jù)具體環(huán)境進(jìn)行技術(shù)適配,其應(yīng)用范圍和深度存在明確邊界。以下是基于多篇專業(yè)文獻(xiàn)及施工案例的深度解析:
一、水下施工的可行性邊界
適用場(chǎng)景
旋噴鉆機(jī)主要用于淺?;蚪端颍ㄋ睿?0米)的地基加固、防滲墻施工。例如:
近海風(fēng)電基礎(chǔ):在淤泥質(zhì)海岸通過旋噴形成水泥土樁,增強(qiáng)地基承載力。
水下管道保護(hù):噴射水泥漿包裹管道,形成防腐防滲層。
港口碼頭修復(fù):對(duì)水下結(jié)構(gòu)物周圍土體進(jìn)行固化。
技術(shù)限制
深海作業(yè):目前旋噴鉆機(jī)難以在>300米水深作業(yè),主要因:
密封問題:現(xiàn)有設(shè)備無(wú)法抵御深海高壓(每100米水深增加10個(gè)大氣壓)。
定位精度:依賴GPS或淺海聲吶,深海易失位。
材料腐蝕:海水對(duì)金屬部件的腐蝕速率遠(yuǎn)超陸地環(huán)境。
二、水下施工的核心技術(shù)適配
設(shè)備改裝
鉆頭優(yōu)化:加裝三翼鉆頭或特殊噴嘴,提升切割效率。
密封系統(tǒng):采用鈦合金或高分子復(fù)合材料,關(guān)鍵部件需達(dá)IP68防水等級(jí)。
動(dòng)力升級(jí):配備高壓水泵(>32MPa)及空壓機(jī),確保噴射穿透力。
工藝調(diào)整
材料配比:增加速凝劑比例,縮短水泥漿凝固時(shí)間(防止被水流沖散)。
噴射策略:采用「脈沖噴射」技術(shù),減少水體擾動(dòng)對(duì)成樁質(zhì)量的影響。
實(shí)時(shí)監(jiān)控:通過水下機(jī)器人(ROV)觀察噴射效果,動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)。
三、實(shí)際案例與技術(shù)規(guī)范
國(guó)內(nèi)典型案例
深圳旋噴止水工程:在水位以下22米深度完成三重旋噴樁,采用SJW-60型鉆機(jī),樁徑達(dá)800mm。
無(wú)錫MJS工法:在黏土層中施工20米深旋噴樁,通過「擺噴+復(fù)攪」提升成樁均勻性。
關(guān)鍵施工規(guī)范
垂直度控制:鉆桿偏差需<1.5%,通過雙垂線系統(tǒng)校準(zhǔn)。
噴射參數(shù):提升速度≤15cm/min,旋轉(zhuǎn)速度≥15r/min,水泥漿壓力≥2MPa。
安全要求:操作人員需持水下作業(yè)證,配備應(yīng)急供氣系統(tǒng)。
四、未來(lái)發(fā)展方向
深?;貉邪l(fā)3000米級(jí)耐壓密封艙,結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
智能化:通過AI算法預(yù)測(cè)地質(zhì)變化,動(dòng)態(tài)優(yōu)化噴射參數(shù)。
復(fù)合工法:與水下機(jī)器人、3D打印技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工。
總結(jié):旋噴鉆機(jī)在水下施工已具備成熟技術(shù)體系,但需嚴(yán)格遵循「淺水適配、深海慎入」原則。對(duì)于50米以內(nèi)的水域,通過設(shè)備改裝和工藝優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)高效作業(yè);深海環(huán)境則需依賴專用深海鉆機(jī)。施工前必須進(jìn)行地質(zhì)勘探和水文分析,并制定應(yīng)急預(yù)案。