旋挖钻孔施工作业指导书

1、旋挖钻孔施工作业指导书2.7.1 工艺概述本工艺适用于土层、砂卵石、风化岩及岩层等地质条件下旋挖桩孔施工，最大钻孔深度 100 米以上，最大钻孔直径大于 2.8 米；可在海拔 2000 米以上，环境温度 -20+40 度的条件下施工。使用球齿钻头可以进行单轴抗压强度超过 100Mpa 的坚硬岩石的施工。2.7.2 作业内容本工艺主要作业内容为：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、混凝土灌注等。2.7.3 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TB104242010高速铁路桥涵工

2、程施工质量验收标准TB107532010铁路工程基桩检测技术规程（TB102182008）2.7.4 工艺流程图平台搭设孔位放样护筒施工钻机安放钻孔成孔检查清孔钢筋笼吊放混凝土灌注图 2.7.4-1 旋转钻机成孔工艺流程图2.7.5 工艺步骤及质量控制 一、施工准备1场地(1)陆上钻孔根据现场地形情况进行合理布置施工场地。修筑施工便道，接通水、电，设置泥浆池、钻渣临时存储池，布置好钻渣弃土场。确保场地平整、坚实。规划临时道路路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离；以免影响孔壁稳定。(2)水上钻孔根据钻孔桩数量、工期，规划安排旋挖钻机作业数量及其配套的吊机数量、钻渣临时存储池、泥浆池等确定所需的

3、平台尺寸。平台设计时应根据荷载设计平台各相关结构，满足施工期间的强度和刚度需要，能够承受施工作业时所有静、活荷载。平台上应规划好旋挖钻机位置、钻渣临时存储位置、泥浆池位置或泥浆补浆线路、供电线路、 安全设施。2. 资料开工前应有相关部门提供的该工程的地质勘察报告、水文地质资料、桩基工程施工图及图纸会审资料。有效的桩基工程的施工组织设计或施工方案，有关载荷、施工工艺的试验参考资料。相关的资料表格及检验验收表格。3. 技术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。逐级向施工人

4、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。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。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。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。4. 机具钻孔设备：旋挖钻机、相应地质的钻头钻杆、钢护筒等。配套设备：挖掘机、装载机、吊车、泥浆泵、钻渣运输车等。安全设备

5、：防水照明灯、安全帽、救生衣等。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。钢筋加工、安装设备：钢筋笼成套加工设备、电焊机、吊车等。5. 材料桩基原材料：水泥、石子、砂、钢筋等由试验人员按规定进行检验，确保其原材料质量符合相应标准。钻孔原材料：膨润土或粘土、纯碱（Na 2 CO3 ）、羧甲基纤维素钠盐（CMC）、渗水防止剂等造浆材料泥浆制备：泥浆技术指标主要指标为密度、粘度、PH 值、含砂量等。根据工程钻进需要，随时调整泥浆相对密度，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀导致塌孔等，详细见下表;表 2.7.5-1 旱地泥浆技术指标钻孔方法相对密度黏度 T(s

6、)胶体率(%)含砂率泥皮厚度(mm)PH 值旋挖钻1.051.10182295不大于 22811表 2.7.5-2 水上泥浆技术指标钻孔方法相对密度黏度 T(s)胶体率(%)含砂率泥皮厚度(mm)PH 值旋挖钻1.051.10192398不大于 228116. 作业条件陆地开钻前清除坡面危石、浮土，铲除松软土层并夯实；根据钻孔的大小挖好相应体积的泥浆池；准备装载机及时清理钻渣，出渣道路畅通，孔口四周排水系统完善；做好孔口的围护；临时电力线路、安全设施准备就绪。挂牌示出钻孔的桩号。陆地设置排水沟、集水坑，及时将桩孔范围的积水排走，确保场内无积水。必要时应降低地下水位。水上平台作业前检查平台各结构

7、是否按设计要求完成，并对其进行验收签证。检查护筒中心位置、垂直度、入土深度等是否符合设计要求。二、平台搭设平台搭设可参考 2.6.5 章节。 三、钢护筒埋设钢护筒的内径应大于钻头直径，一般比桩径大 100300mm ，具体尺寸按施工组织设计要求选用。护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。四、钻机安装及就位旋挖钻机安装必须稳定、牢固。钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保 钻头环刀自由浮动孔内。钻机就位后，测放护筒顶、钻机平台标高，用于钻孔时孔深测量参考。钻机对中位置以

8、钻孔桩设计位置为准，中心允许偏差不得大于 2cm；钻杆倾斜率小于 1%。 五、钻进成孔（1）钻头的类型及应用类型。钻头类型常用的分为两大类：A、回转钻头:a 单底土斗 b 双底捞砂斗。B、嵌岩钻头:a 短螺旋钻头 b 嵌岩筒钻 c 牙轮钻头应用。在一般地层情况下可选用摩擦钻杆和回转钻头。在岩层施工时可配用短螺旋钻头、回转斗，嵌岩钻头等各种规格的钻头。回转钻头，适用于粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。嵌岩螺旋钻头，适用于碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层。岩心回转斗，适用于风化岩层及有裂纹的岩石。(2)、钻进成孔及注意事项钻机就位后，必须对钻机的钻杆进行竖直度检测和调整，调整好后应

9、将钻杆的调整系统锁住，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。钻进时应先慢后快，确认地下是否有空洞等不利地层，并做好泥浆护壁工作，泥浆相对密度控制在 1.051.10 之间，含砂率不大于 2%。钻进过程中保持孔内有规定的水头和要求的泥浆指标，以防坍孔。因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。在开始钻进或穿过软硬层交界处时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的 20%，以保证孔位不产生偏差。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，

10、以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。在钻孔过程中，应根据具体情况对钻杆进行竖直度检测，防止钻杆因不可控制因素而变动，影响成孔质量。施工过程中对钻头磨损超标的应及时更换。钻进过程中配备专人清理钻头四周夹带的泥块，确保钻头下入孔底有泥浆通道使下钻顺利。由于钻孔速度快，为确保孔壁稳定不出现坍塌，由专人对地质情况进行复查并经常进行泥浆指标的测定，及时调整泥浆性能。成孔中，按试施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。钻进时及时填写钻孔施工记录，交接班时应交代钻进情况及下一班的注意事项。记录必须认真、及时、准

11、确、清晰。在钻进过程中，必须控制好钻杆的提升速度和下降速度。钻斗升降速度保持在 0.750.80m/s。当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。(3)、成孔标准成孔后经清孔应达到，孔内排出或抽出的泥浆手摸无 23mm 颗粒，并满足表 2.7.5-3钻孔成孔质量验收标准。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。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、清孔旋挖钻机成孔由于渣土由钻斗直接从底部取出，一般情况下均能保证孔底泥浆沉淀厚度小于规定值。若是泥浆相对密度过大，则可能出现泥浆沉淀过厚，此时

12、应用钻机再抓一斗，且用钻斗上下搅动，同时抽换孔内浆液，保证泥浆含砂率小于 2 。若是下钢筋笼后出现孔底沉淀厚度超标，则可以采用混凝土导管附着水管搅动孔底，同时注水换浆，以达到清孔的目的。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。八、钢筋笼吊放与灌注混凝土与一般钻孔桩相同，参见 2.9 钻(挖)孔桩混凝土施工。九、旋挖钻机施工常见问题处理方法（1）卡埋钻的处理方法卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。当钻机施工时出现卡埋钻现象时，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

13、方法如下：直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。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。（2）埋钻、坍孔、斜孔、扩孔、缩孔的处理方法 参考 2.6.5 第 5 条。2.7.6 施工机械及工艺装备 施工机械及工艺装备主要有：旋挖钻机、 HYPERLINK /list/qzjx.shtml 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。2.7.7 作业组织本工艺根据工种按照一台旋挖钻机作业进行人员配置，若多台旋挖钻机作业时，除旋挖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

14、置见表 2.7.71 旋挖钻机作业人员配置表。表 2.7.71 旋挖钻机作业人员配置表（单孔）序号工种人数主要职责1旋挖钻机机手2操作、记录、保养、维修2拌浆工2泥浆配置、拌浆、保养设备3辅助工4拆装护筒、清孔、泥浆控制、下钢筋笼、灌注混凝土4电焊工1钻具修补、护筒修补、钻杆修补5机械设备员1设备管理6施工1技术管理7测量员1测量放线8质检员1质量检查控制9材料1材料管理10试验员1质量控制2.7.8 生产效率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 2.7.9-1 钻孔桩钻孔速度参考值。2.78

15、-1 钻孔桩钻孔速度参考值序号土层名称钻进速度（m/h）备注1土层102粉土2.773粉砂1.03深层粉砂4粉质粘土1.535淤泥质粉质粘土1.04含胶结 层 速 度低6砂岩1.52.57细圆砾土1.558含砾砂岩1.52.2本表为 2.0m 直径水上钻孔桩生产效率，平均钻孔深度到 75m 以上部份地层为中风化岩层。当钻进 小直径钻孔桩时，生产效率可适当提供。2.7.9 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，出现异常，立即停钻。钻机停钻，必须 将钻头提出孔外，不得滞留孔内。3.钻孔机械就位后，应对钻机及配套设备进行全面检查。钻机安设必须平稳、牢固。避免钻机在10以上的斜坡上作业，不要在斜坡上旋转机器、转向、丁字方向上行驶，以防发生倾覆危险。钻机上、下坡道如坡度超过允许范围应解体后上、下。4.软弱的地面上行走、钻孔应采用钢制路基箱。5. 确认施工现场无电缆、光缆、地下管道等