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發(fā)展的主要問題之一。認真分析國外先進施工設備的特點及其發(fā)展過程，有利于選定正確的技術發(fā)展方向，并針對性地引進國外先進技術和設備，以推動我國的新技術開發(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發(fā)，文章建議從填補急缺品種、發(fā)展先進技術、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循環(huán)作業(yè)的多功能成孔設備，地下連續(xù)墻專用成槽設備，以及一些重要的配套設備，更快更好地滿足市場急需。

　　關鍵詞：基礎工程；施工設備；發(fā)展方向

　　我國經濟建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展，促進了各類基礎工程量的迅猛增長。相比之下，施工設備的產量、質量、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，更顯得我國現有設備在技術性能與施工效率、質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施工技術的發(fā)展、削弱施工隊伍的競爭能力，而且會妨礙設計部門選取更為先進、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發(fā)展的主要問題之一。對此，有關主管部門、科研單位、制造廠家、施工隊伍已達成共識，一致認為當務之急是要研制開發(fā)出性能優(yōu)越并適合國情的新型工程施工設備，這對改變我國這一領域落后面貌具有非常重要的意義。

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

　　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型

　　1、基礎加固工程。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、隧道等暗挖構筑施工。

　　（二）國內工程施工設備現狀

　　上述三大類工程中，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，原來絕大多數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，構成完整的成孔設備系列，總體上能夠滿足基礎加固工程施工的需要。這些設備具有結構簡單、價格低廉、節(jié)省能源等優(yōu)點，比較適合國情。因而受到大多數施工單位的歡迎。但存在的問題也很突出：設備的品種、類型、能力難以滿足基礎工程向深部、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(xù)墻施工卻缺少有效的專用成槽設備。國內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性差而較少使用。因此一般只能設計成排樁式連續(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，如管棚法、盾構法、超前注漿加固等，已有設備可滿足需要，只是配套設備需要補充。

　　（三）新型施工設備技術發(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、生產制造能力、機械工業(yè)基礎等方面的落后，同時也是工程量驟然增長造成市場畸型的結果。因此，在考慮施工技術發(fā)展方向、選擇設備開發(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，又要有技術上發(fā)展超前意識；既要防止被目前工程急等設備或無錢購買先進設備這些暫時現象所干撓，又要防止盲目照搬國外先進機型帶來的弊端。

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

　　在設備品種方面，成槽設備是目前最急缺的稱得上填補空白的項目。

　　在工藝技術方面，促進無循環(huán)施工技術盡快在我國推廣應用，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、先期開發(fā)設備的類型建議

　　（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、沖抓設備相相繼增多。推進了我國各種小型、多樣的無循環(huán)設備的廣泛發(fā)展，但應當著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現沖抓、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(xù)墻施工技術

　　1、地下連續(xù)墻工程的特點。在現代深基礎工程施工中，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或直接設計為地下硐空的結構墻體，因而是3大類基礎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、防斜兩大技術關鍵有一定難度，因而影響了該項技術的大量應用。

　　2、國外成槽設備的主要類型。機械式鋼繩抓斗：結構較簡單，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動的多頭鉆式連續(xù)開槽機。

　　（三）努力開發(fā)國產成槽設備

　　從根本上說，只有壁式連續(xù)墻才能真正體現連續(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備。因此，綜合分析國外各種成槽設備的特點及其發(fā)展變化過程，對于確定我們的開發(fā)方向有現實的指導意義：在自行研制過程中，應有針對性地引進成熟技術與關鍵組件，加快研制速度和提高產品水平。

　　我國在起步開發(fā)成槽設備時，開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：也可用潛水電機替代液壓馬達，增加可靠性。通過技術對比合理確定方案，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(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，然后通過振動篩把6mm-0.5mm的顆粒濾出，最后經旋流器除掉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。

　　前多年我國已開展了這方面的研究，運用化學與機械結合的方法，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。在此基礎上，吸取一些國外先進經驗，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備。

　　四、高壓注漿設備

　　旋噴注漿技術在我國應用僅有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，旋噴也是一種應用很廣并最具發(fā)展前景的地基處理技術之一。

　　旋噴注漿施工的關鍵技術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，而所需設備重量和能源消耗卻迅速增大，綜合經濟效益就會降低。

　　現我國旋噴施工注漿技術水平已有了很大提高，但仍需學習消化吸收國外先進經驗技術，充分發(fā)揮這一技術優(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。國內工程施工單位對采用泵送灌注技術已有所掌握，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，使泵送技術有待提高。根據實際需要、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，為適應時代的發(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，保證工程質量與節(jié)約成本等，盡早研制出適合我國工程施工的技術裝備與工藝。