旋噴鉆機在水下施工是可行的,但需根據(jù)具體環(huán)境進行技術適配,其應用范圍和深度存在明確邊界。以下是基于多篇專業(yè)文獻及施工案例的深度解析:
一、水下施工的可行性邊界
適用場景
旋噴鉆機主要用于淺?;蚪端颍ㄋ睿?0米)的地基加固、防滲墻施工。例如:
近海風電基礎:在淤泥質海岸通過旋噴形成水泥土樁,增強地基承載力。
水下管道保護:噴射水泥漿包裹管道,形成防腐防滲層。
港口碼頭修復:對水下結構物周圍土體進行固化。
技術限制
深海作業(yè):目前旋噴鉆機難以在>300米水深作業(yè),主要因:
密封問題:現(xiàn)有設備無法抵御深海高壓(每100米水深增加10個大氣壓)。
定位精度:依賴GPS或淺海聲吶,深海易失位。
材料腐蝕:海水對金屬部件的腐蝕速率遠超陸地環(huán)境。
二、水下施工的核心技術適配
設備改裝
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合材料,關鍵部件需達IP68防水等級。
動力升級:配備高壓水泵(>32MPa)及空壓機,確保噴射穿透力。
工藝調整
材料配比:增加速凝劑比例,縮短水泥漿凝固時間(防止被水流沖散)。
噴射策略:采用「脈沖噴射」技術,減少水體擾動對成樁質量的影響。
實時監(jiān)控:通過水下機器人(ROV)觀察噴射效果,動態(tài)調整參數(shù)。
三、實際案例與技術規(guī)范
國內(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,樁徑達800mm。
無錫MJS工法:在黏土層中施工20米深旋噴樁,通過「擺噴+復攪」提升成樁均勻性。
關鍵施工規(guī)范
垂直度控制:鉆桿偏差需<1.5%,通過雙垂線系統(tǒng)校準。
噴射參數(shù):提升速度≤15cm/min,旋轉速度≥15r/min,水泥漿壓力≥2MPa。
安全要求:操作人員需持水下作業(yè)證,配備應急供氣系統(tǒng)。
四、未來發(fā)展方向
深?;貉邪l(fā)3000米級耐壓密封艙,結合自動化控制系統(tǒng)。
智能化:通過AI算法預測地質變化,動態(tài)優(yōu)化噴射參數(shù)。
復合工法:與水下機器人、3D打印技術結合,實現(xiàn)復雜結構施工。
總結:旋噴鉆機在水下施工已具備成熟技術體系,但需嚴格遵循「淺水適配、深海慎入」原則。對于50米以內(nèi)的水域,通過設備改裝和工藝優(yōu)化可實現(xiàn)高效作業(yè);深海環(huán)境則需依賴專用深海鉆機。施工前必須進行地質勘探和水文分析,并制定應急預案。