回旋钻孔施工

1、32回旋钻孔施工1工艺概述本施工工艺标准根据钻机的不同性能，可使用于黏土、亚粘土、砂土、亚砂土、风化岩、岩石等 地质类型，在有地表水、地下水的地质也同样适用。回旋钻孔施工按泥浆循环类型可分为正循环回旋 钻和反循环回旋钻。正循环回旋钻孔工艺特点：泥浆通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射岀，底部的 钻头在回旋时将土层搅成钻渣，钻渣被泥浆悬浮，随着泥浆上升而流到孔外，泥浆经过净化后，再循 环使用。反循环回旋钻孔工艺特点：同正循环相反，泥浆由钻杆外流（注）入井孔，用泵吸（泵举） 或气举将泥浆钻渣混合物从钻杆中吸岀，泥浆经净化后再循环使用。若是护筒嵌入岩层中可采用清水 钻孔。2作业内容本工艺主要作业内容为：

2、场地平整或钻孔平台搭设、设备安装、泥浆调制、钻进施工、泥浆循环 处理及清孔、钢筋笼加工及安装、混凝土灌注。3质量标准及检验方法铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424- 2010高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10753- 2010铁路工程基桩检测技术规程（TB10218- 2008）4工艺流程图平台搭设1孔位放样1护筒施工1钻机安放4钻孔成孔检查1清孔4钢筋笼吊放4混凝土灌注图4-1回旋钻机成孔工艺流程图5工艺步骤及质量控制一、施工准备1、技术准备1熟悉和分析施工现场的地质、水文资料，编制钻孔灌注桩单项施工组织设计，针对不同的地 质

3、情况，对钻杆、钻具、斗齿、护筒、泥浆、清孔工具、检测等施工机械与设备进行选择和优化。332逐级向施工人员进行技术、操作、安全、环保交底，确保施工过程的工程质量、环境保护和 人身安全。3熟悉施工现场环境，摸清邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑、精 密仪器车间等的分布情况。4.开工前，对设计单位移交的导线点、永久的水准点进行复测；按施工现场的实际情况加密导 线点和水准点，并与相邻标段联测。根据坐标控制点和水准控制点进行桩位和高程放样。5混凝土配合比设计及试验：按混凝土设计强度及耐久性要求，做水下混凝土配合比的试验室 配合比、施工配合比，满足相应标准钻孔桩灌注混凝土的要求。2、

4、主要施工机具：1钻孔设备：钻机、相应地质的钻头、钻杆、钢护筒等2配套设备：挖掘机、装载机、吊车、泥浆泵、钻渣运输车等。3安全设备：防水照明灯、安全帽、救生衣等。4混凝土灌注设备：混凝土拌和站、供电设备、混凝土运输车、导管、下料斗等。5钢筋加工、安装设备：钢筋笼成套加工设备、电焊机、吊车等。3、材料准备(1)造浆材料：钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。 泥浆由优质 膨润土、碱(Na2CO3、羟甲基纤维素(CMC和聚丙烯酰胺(PHP等原料组成。泥浆的性能与指标：1比重：钻孔泥浆比重以1.051.1为宜。2粘度：一般地层以1622S为宜，松散易坍地层以1928S为宜。3含

5、砂率：新制泥浆含砂率应小于2%,循环泥浆不得超过4%。4胶体率：新制泥浆胶体率应大于95%。5PH值：大于6.5。6泥皮厚：小于3mm泥浆配制应由试验人员反复试验，做岀合理的配合比后，投入生产。在制浆或钻孔过程中试验人 员要经常检测泥浆的各项指标，使之满足钻孔需要，不合格时应及时调整。(2)原材料：钢筋、水泥、沙子、碎石、水等，由材料员和试验人员按规定的频次检验，确定原 材料是否符合质量标准。(3)外加剂：经过配合比试验确定的外加剂。4.作业条件(1)混凝土配比已批准，拌和站已标定，各种材料已检验，钢筋笼已验收，各种机械设备均能 正常使用。(2)开工前施工现场要完成“三通一平”，施工用的临时设

6、施准备就绪，特别是施工便道要保持 畅通、湿润，钻机、吊车、混凝土能够到孔口。(3)准备好泥浆池、备好造浆黏土(如果需要造浆)，布置好岀渣道路。(4)工段长或现场技术员对操作工人进行二级技术、安全、环保交底。(5)必要时，在正式施工前应做成孔试验。二、测量放样根据复测的导线点、水准点成果对桩基础进行中桩和高程放样。三、钻孔平台陆上或浅滩钻孔可直接在地面或岛面进行钻孔。水上施工可结合地质情况、承台基础综合考虑钻孔平台。钻孔平台可单独设置定位桩进行搭设， 也可以利用承台施工的围堰或吊箱顶作为钻孔施工平台。平台上设置钻孔泥浆及循环管路系统、泥浆 沉渣箱、泥浆净化器等设备；平台外围设置安全走道，布设防护

7、栏杆并挂设安全网。四、埋设护筒(1)在陆地上施工，可挖坑埋设护筒，使护筒平面位置中心与桩设计中心一致，护筒顶宜高岀地 下水位或潜水压力12m，高岀原地面3050cm。护筒埋设深度：在粘性土中不宜小于lm，在砂 土中不宜小于1.5m;在软土中护筒埋深应根据具体情况确定。(2) 桩基础位于水中，护筒可以用钢板卷制而成，护筒较深可以分节做，组拼就位。下沉护筒有压重、振动锤击并辅以筒内除土等方式，护筒底应埋入局部冲刷线以下不小于1.01.5m，埋入河床稳定土层深度一般为24m地质情况复杂时应通过计算确定。当采用钢护筒受力作为钻孔平台时，钢 护筒的深度应满足受力需要。(3)钢护筒埋设完毕后，复核护筒的中

8、心坐标位置和高程。五、钻进成孔(1)钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行详细检查，钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地 质剖面图，并与钻探资料比较。钻机安装检查合格，泥浆制备达到要求后，方可开钻。(2)开钻初期，应以手动给进方式慢慢下放钻头，低转速低转压，慢进尺钻进，以保证孔的垂直34度，待钻至护筒以下1m后，再逐渐增加钻压、转速和进尺，进入正常钻进阶段，并根据地质强度和钻 进、排渣情况，逐步调整转速和钻压值，使钻机进入“液控”恒压自动给进工作状态。(3) 在岩层中钻进时，钻压应由小逐渐加压，并经常捞取钻渣，观察钻渣颗粒情况，当钻渣颗粒大小均匀，且最大颗粒粒径接近35cm时(楔齿钻头)，不宜再继

9、续加压；钻进参数选择的一般原则： 在岩层与岩层交界面处宜采用较小钻压较低速钻进；岩面倾斜、岩石破碎或岩层构造一边软一边硬宜 采用较小钻压，较低转速钻进；岩面平整，岩石完整时宜采用大钻压，高转速钻进，岩层构造可参照 地堪资料和邻孔钻孔情况叛断。(4)正常钻进过程中，必须遵照减压钻进的原则进行，要求在孔底钻压值不超过钻具(钻头、钻 杆及配重块重量之和)扣除浮力后的80%。(5)钻进成孔过程中，护筒内水位要保持高于河水位以上，护筒内补水要及时，使孔内泥浆面始终超过外侧水面12.5m以上；也可采用循环水的方法省去补水设备，排渣中断时，应立即将钻头提 起，待有钻渣排岀时再慢慢下放钻头。(6) 反循环钻杆

10、接长时，应先停止转盘转动，并使反循环系统延续工作至孔底，钻渣基本排净，再接长钻杆，然后将钻头下放至孔底以上2030cm处，送风并启动反循环系统，待流动正常后，再慢慢下放钻头，调整钻压及转速继续钻进。即开钻时，应先送风，后给进，停钻时，应先提钻头，后停 风。钻杆连接螺杆应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头部位漏水漏气，使反循环无法正常工 作。(7) 正常钻进时，应参考地质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻渣取样，判断土层，及时详细 地填写钻孔施工记录表；并根据核对判定的土层及时调整钻进参数。值班人员要准确测量钻具、钻杆 长度并做好标记，以此来测定钻孔深度。当经过测量换算，确认进尺已达设计标高时

11、，应立即停止钻 进，并将钻头提起钻约30cm，转速由高变低空转520min，将孔底钻渣排净。(8) 钻杆拆除前应反复复核孔深，经确认已达设计标高时方能拆除钻杆，清孔后用校核后的测绳 (用长钢尺对浸湿的测量绳进行校核，应经常校核)测岀孔深，用测锤(按规范要求制作)测量孔底沉渣厚度。(9)每次钻机移位再对中时，要求对准第一次钻进时的钻孔中心，偏差不大于5mm(10) 钻孔作业分班连续进行，如确因故须停止钻进时，将钻头提升放至护筒内或安全位置、以 免发生埋钻事故，经常对钻孔泥浆抽检，不符合要求时要及时补充或调制泥浆。六、 成孔检查钻孔完成后应用探孔器检测孔径，用测壁(斜)仪或钻杆垂线法检查倾斜度，用

12、长度符合规定的 探孔器上下两次检查孔是否合格，合格后方可清孔。七、 清孔用换浆、抽浆、掏渣、空压机冲气、泥浆置换等进行清孔，至孔底浆液符合要求，经一段时间间 隔后，试验人员在现场用标准比重仪实测，达到要求且沉淀也满足要求后停止清孔，移动钻机。清孔完毕后，首先值班技术人员和质检工程师进行首检，然后通知主管工程师检孔，最后通知组 织监理共同对成孔进行验收检查，孔径及孔形检查用检孔器检查，孔深和孔底沉渣用标准测锤检测。八、 钢筋笼吊放与灌注混凝土与一般钻孔桩相同详见2.9钻（挖）孔桩混凝土施工。九、可能岀现的情况以及处理措施（1）卡埋钻的控制措施卡埋钻是钻孔桩最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采

13、取积极主动的措施加以预防。当钻 机施工时岀现卡埋钻现象时，采取切实可行的措施及时进行处理施工事故。处理卡埋钻的方法如下：处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因进行处理。宜待钻头有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。1卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下 活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。2钻斗周围疏通法：即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。3采用水下爆破提钻方法震松卡钻钻头，再用卷扬机和链滑车同时提拉。（2）埋钻处理方法发生掉钻事故

14、后，要及时了解掉钻深度、钻头型式、地层情况、水位高低等情况，制定相应的处 理方案。具体处理分以下几种方法：钻头上焊有打捞环的，可以下打捞钩将钻头捞岀；如果是钢丝绳 拉断引起的，钻杆外还有残留钢丝绳，则重新连接钢丝绳，若没有残留钢丝绳，则用两台吊机结合副 卷扬交叉拔起钻杆和钻头；若钻头掉入孔中较深的位置且与孔壁卡紧，先采取措施扩孔，在下长护筒 护壁进行打捞。（3）坍孔的处理方法钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。根据 现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末，同时增大泥浆比重（控制在1.151.4之间），改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时，速度要非常缓慢，

15、等钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻 速度控制在0.3350.5m/s。坍孔严重时，应回填重新钻孔。钻孔过程中若发现有塌孔现象时，应立即提 取钻头，停止泥浆循环，拆除钻具，向孔内抛填粘土至塌孔部位以上23m,静置35天后安装钻机重新钻孔。（4）斜孔、扩孔、缩孔预防及处理措施1安装钻机时要使转盘、底座水平、起重滑轮缘，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直 线上，并经常检查校正。2采用减压钻进施工，钻压小于钻具重量的80%（扣除水浮力），以中低速钻进，保证钻孔垂直度。3钻进过程根据不同的地层控制钻压和钻进速度，尤其在变土层位置、护筒口位置更要采用低速 钻进。4选用优质泥浆护壁，加强泥

16、浆指标的控制，随时注意孔内泥浆液面的变化情况，孔内泥浆应始 终高于孔外1.5m2m需要时补充新制泥浆，保持孔壁的稳定。5若岀现斜孔，应扫孔至倾斜位置，慢速来回转动钻具，钻头下放时要严格控制钻头的下放速度， 借钻头的重量来纠正孔斜。6扩孔一般表现为局部的孔径过大。在土质松散地层处或钻头摆动过大，易岀现扩孔，扩孔发生 原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则坍孔。若只是孔内局部发生坍塌而扩孔，仍能钻到设计深度则不 必处理。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。7缩孔一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不岀钻头或提钻异常困难。缩孔原因主要是由于地层 中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。为防止

17、缩孔，要使用失水率小的优质泥浆护壁并 须高转速少进尺，并复钻二、三次；或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直到 使缩孔部位达到设计孔径要求为止。6施工机械及工艺装备施工机械及工艺设备主要有：回旋钻机、起重机、装载机、运渣车或船、电焊机、泥浆搅拌机、 泥浆泵、泥浆检测仪器、测量仪器（如全站仪、水准仪）等机械设备须有岀厂合格证及相关证件。7作业组织本工艺根据工种按照一台回旋钻机作业进行人员配置，若多台回旋钻机作业时，除回旋钻机机手需另配置外，其他工种人员可以共用，其人员相应进行调整。具体工作及人员配置见表7-1回旋钻机作业人员配置表。表7-1回旋钻机作业人员配置表(单孔)4操作、记

18、录、保养、维修2泥浆配置、拌浆、保养设备4拆装护筒、清孔、泥浆控制、下钢筋笼、灌注混凝土1钻具修补、护筒修补、钻杆修补1设备管理1技术管理1测量放线1质量检查控制由于大直径和小直径钻孔速度有较大差异，同时相同地质情况水上钻孔速度较岸上低。当钻孔为 水上大直径时取小值，岸上小直径时可取大值。其参考值见表9-1钻孔桩钻孔速度参考值。8-1钻孔桩钻孔速度参考值地层钻压(KN)转数(rpm)进尺速度(m/ h)砂层150-2006-103-5砾砂层、卵石层150-2006-102-3.5泥岩200-4006-102-39安全生产及环境保护一、安全生产措施1.应遵照执行铁路桥涵工程施工安全技术规程(TB10303-2009)和桥路工程基本作业施工安全技术规程(TB10301-2009)。2.钻孔作业人员注意孔内地层变化情况及机器运转情况，岀现异常，立即停钻。钻机停钻，必须 将钻头提岀孔外，不得滞留孔内，同时覆盖井口。3.确认施工现场无电缆、光缆、地下管道等掩埋物。各类钻具要设置保险绳，避免掉入孔中。4.泥浆池的周围必须进行围护，防止人掉进泥浆池。5.钻孔过程中注意操作人员不能靠井口太近，以防掉进孔内。6.进人施工现场的人员必须严格遵守施工现场安全管理规定，戴安全帽，非施工人员不准进人施 工现场，上级来人及参观人员进人施工现场须有安全员引导。7.雨季应对现场做好排水工作