冲击钻施工作业指导书(2)课件

1、冲击钻钻孔施工1适用范围本指导书适用于改建铁路阳安线增建第二线大岭铺至安康东直通线YAZTS-2标桥梁工程卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桩基施工，在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头，在黏性土、砂砾类土层中宜用管形钻具。2.作业准备2.1内业准备（1）作业指导书编制审批完毕后，在开工前组织技术人员及现场班组负责人进行认真学习，工程技术部组织技术人员阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。根据地质和水文条件及安全施工和因地制宜的原则，选择合适的钻头和护筒，混凝土配合比设计等并履行报批手续，制定安全预案。（2）收集工程地质资料，施工图审核意见、施工组织设计或方案，编制作业指导书

2、。（3）施工前，施工现场技术负责人和施工人员应逐孔全面检查施工准备，逐级进行技术安全交底和安全教育，要使安全、技术管理在思想、组织、措施上都得到落实。2.2外业技术准备（1）进行现场勘探，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施，如有妨碍施工或对安全操作有影响，应采取清除、移位、保护等措施妥善处理。（2）平整场地，以便钻机安装和移位。对不利于施工机械运行的松散场地，应采取平整压实等措施，场地要采取有效的排水措施。（3）场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以上排查量的需要。（4）技术人员提前放样施工墩位，确定施工用电的布设方案，满足施工现场钻孔及后

3、续工程的用电需求。 （5）根据施工场地合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2孔以上的排渣量的需要。（6）组织钢材、水泥、砂石等材料进场、检验，取得各种原材料及其抽检试验报告、混凝土配合比设计报告以及有关资料。（8）开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。3引用技术标准(1)改建铁路阳安线增建第二线大岭铺至安康东直通线大中桥设计图(2)西康下行货车线大桥沟大桥设计图阳安二线直通线施桥（第一册）；(3)神滩河大桥设计图阳安二线直通线施桥（第一册）；(4)铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10415-2003J2

4、86-2004）；(5)铁路桥涵钻孔桩施工技术指南（TZ322-2010）；(6)铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010J1155-2011）；(7)客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ203-2008）；4施工顺序及工艺流程4.1施工顺序在钻孔过程中首先考虑桥梁控制性工程，如T构、连续梁主墩及边墩的钻孔施工，雨季来临之前及时施工河道或者山洪通过的沟壑位置的墩位钻孔桩。保证桥梁控制性工期及钻孔施工过程的安全。冲击钻钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为：场地平整桩位放样埋设护筒钻机就位、校正泥浆制备钻进泥浆循环，测指标，补浆清孔终孔检查安放钢筋笼下放导管检查沉渣厚度混凝土灌注基坑开

5、挖桩头凿除桩基检测下道工序施工4.2 工艺流程图1.2-1 冲击钻施工工艺流程图5施工方法及要求5.1钻孔准备（1）根据设计文件提供的工程地质、水文地质资料，绘制地质剖面图，挂在钻台上，以便针对不同地层选用不同钻头、钻进速度及适当的泥浆。备足粘土、片石、碎石等必备材料，确保意外情况出现时，不致发生停工待料及其他事故的发生；备有处理施工故障的备用机具设备，如配套打捞、急救及不同性能的其它钻机等。（2）钻孔场地钻孔位置处于陡坡时，挖成平台；场地为旱地者，应平整场地，清除杂物，夯填密实；钻机座不直接置于不实的填土上，以免产生不均匀沉陷。（3）测量定位测量人员现场放样桩位，并且做好桩位的保护工作。在设

6、计桩处埋设护桩，形成十字线，确保钻孔前护筒的精确定位。（4）护筒采用8mm10mm钢板加工，长度不小于2m，护筒四周填粘土分层夯实，确保牢固、紧密、不渗漏、经久耐用，护筒内径应比冲击钻头直径约大40cm。护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m，在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。护筒埋置深度符合下列规定：黏性土、粉土不宜 小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。（5）泥浆泥浆池中由水、粘土（或膨胀土）和添加剂组

7、成，泥浆性能指标要满足下表要求。泥浆性能指标表表1.2-1地层情况相对密度黏度 胶体率含砂率酸碱度PH一般地层1.1-1.316-2295新制4%6.5易塌地层1.419-2895新制4%6.55.2冲击钻孔5.2.1开孔。为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响临近孔已浇筑混凝土强度，待邻孔混凝土强度达到5MPa后方可施工。在孔口地质为人工填土时，开孔前在孔内多放一些粘土，并加适量粒径不大于15cm的片石，顶部抛平，用低冲程冲砸，泥浆比重1.4左右。钻进0.51.0m，再回填粘土，继续以低冲程冲砸，如此反复二、三次，必要时多重复几次。待冲砸至钻头顶在护筒下超过1m时，方可加高冲程正常钻进。5.2

8、.2钻孔钻孔过程应根据地质情况，采用不同方法钻进。粘土质、粉质土采用中冲程（0.75m左右），输入较低稠度泥浆，防止卡钻、埋钻；易塌孔的土质采用小冲程（0.5m左右），多投粘土提高泥浆的粘度与相对密度，并填加片石、碎石、卵石，使之被挤入孔壁；卵石夹土、砾石夹土、松散的砂或碎石层采用中冲程，必须加大泥浆稠度，添加小片石反复冲击，使孔壁被挤实。如冲至基岩和较硬密实的卵石层时，宜用高冲程（1m左右），但应注意如果基岩面倾斜过大，或高低不平，应回填坚硬片石，低锤快打，造成一个平台后，方可采用较高冲程。5.2.3刃口的补焊钻头刃口在钻进中不断磨损，每班应进行检查，当冲锤尺寸磨损到小于设计桩径15mm，应

9、及时补焊和更换钻头，以免造成缩径或卡钻事故。为防止卡钻，一次补焊不宜过多，且补焊后在原孔使用时，宜先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。5.2.4检孔为保证孔形正直，钻进中，应常校核钻机水平和对位情况，发现问题应及时纠正或回填重钻。5.2.5终孔检查当孔底已达到设计标高，可停止冲击，把钻头提到孔外，进行成孔检查（孔径、孔深、倾斜率等检查），符合施工规范要求后方可清孔，在终孔与清孔的间隙时间应保持孔内水头高度。5.3清孔钻孔达到设计标高，经终孔检查后，即可清孔，清孔应符合下列标准：（1）孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm的颗粒。（2）泥浆比重不小于1.1，含砂率小于2%，黏度为1720s。

10、（3）浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求，设计无要求时，柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。5.4常见问题处理5.4.1坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。(1)坍孔原因1）泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。2）由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。3）护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护

11、筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。4）在松软砂层中钻进进尺太快。5）水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。6）清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。7）清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。8）吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。（2）坍孔的预防和处理1)在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。2) 发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。3) 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，投入黏土块夹小片石，用低锤冲击，将黏土块和小片石挤入

12、孔壁，制止塌孔；如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。4)清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。5)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。5.4.2掉钻落物钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。(1)掉钻落物原因1）掉钻落物原因卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。2）钻杆接头不良或滑丝。3）操作不慎，落入扳手、撬棍等物。(2)预防措施1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可

13、用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。2）经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。(3)处理方法掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，用小冲锥将卡钻四周给冲击开，使打捞工具能接触钻锥，将异物取出。5.4.3梅花孔（或十字孔）以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，叫做梅花孔或十字孔。（1）形成原因1）锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。2）泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。3）操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。4）有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，

14、造成局部孔壁凸进，成孔不圆。（2）预防办法1）应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。2）选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。3）用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。4）出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。5.4.4卡钻（1）原因1）钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。2）未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。3）伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。4）孔口掉下石块或其它物件，卡住冲锥。5）在粘土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。6）大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔

15、壁。（2）处理方法1）当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。2）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。3）用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾往后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。4）在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。5）用其它工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲）锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落

16、。6）用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。7）使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。8）用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（小于1kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。6劳力组织每个班组人员配备表工种按工程施工阶段投入劳动力情况施工准备桩基施工备 注冲击钻操作员55桩机指挥12测量工（含资料）32专（兼）职安全员11专（兼）职质检员11电工11吊车司机11装载机司机11修理工02合计14147设备机具配置每个班组设备机具配置表 序号机械或设备名称单位数量备

17、注1冲击式钻机台12导管米503漏斗台15电焊机台46发电机台17测绳把28材料要求造浆材料采用质量好的粘土或膨润土。9质量控制及检验（1）埋设护筒后应检查护筒偏差，护简偏差不得大于5cm，倾斜度不大于1，当偏差大于规定时重新埋设。（2）在钻孔过程中必须祥细记录地质情况，并与设计对照，当钻孔到达设计深度后必须核实地质量情况，当地质与设计不符时必须通知设计单位现场确定处理方案。（3）孔径、孔深和孔型必须符合设计要求，孔径不得小于设计值，在下钢筋笼前要用试笼探孔，试笼长度不得小于45倍的直径，且不宜小于6m，试笼外径与设计桩径相同。（4）钻机保持垂直，钻头中心与孔位中心偏差不得大于2cm。（5）泥

18、浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。对制备的泥浆应试验全部钻孔指标，钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。（6）在钻孔施工时泥浆池应放于两墩之间线路轴线位置，孔边应留有不少于6米的道路，钻渣随时清理运至指定地点，保持现场的整洁。钻孔桩允许偏差和检验方法表 序号项目允许偏差检验方法1护筒预面位置50mm测量检查倾斜度1%2孔位中心50mm3倾斜度1%测量或超声波检查10安全生产与环境保护10.1施工安全保证措施(1)建立安全保证体系，设置安全员，负责现场安全施工，施工前对施工人员进行安全交底，施工中还应进行定期7天一次的例行安全检查。(2)加强安全教育，严格执行安全生产制度和操作规程。(3)对电器系

19、统要有专人负责，所有电器配备漏电保护器。(4)施工人员进入现场必须佩戴安全帽，登高作业必须穿防滑鞋、系安全带、严禁酒后上岗作业。(5)特殊工种施工人员要持证上岗，并严格执行操作规程。(6)对设备进行定期检查、维修，严禁机械带病作业，机械设备必须由专职机手严格按操作规程操作。(7)夜间要有足够的照明，危险地带设立警告牌。10.2文明施工措施施工中积极开展文明施工活动，实行标准化、规范化文明施工。施工队伍进入现场后，要进行动员和教育，要求所有人员自觉维护工地周围居民的正常生产、生活秩序，搞好工民关系，以保证工程施工顺利进行。（1）做好施工现场规划，设置施工便道，开挖排水、排泥通道，提供足够的照明、看守设施，设置必要的指示牌、警告牌。（2）切实做好现场环境的保护工作，尽可能减少环境污染。1)对于开挖出土及施工废料要用斗车及时清理，并堆放到指定地点。2)在空载情况下，机械尽量采用低油门，以减少噪音污染。3)物料堆放，整洁有序。4)加强机具的维护保养、清洗检修工作。10.3安全生产与环境保护(1)钻机安装牢固，防止倾覆。钻机就位后，机身要用方木垫平，塞牢。桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。(2)注意用电安全，电线不能直接敷设在地面上，应采取架空措施。配