反循环钻机成孔作业指导书

兵建集团兰铁路其次双线工程部二工区兵建集团兰铁路其次双线工程部二工区10作业指导书钻孔灌注桩反循环钻机成孔作业指导书适用范围反循环钻机成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土、砂砾等地层。承受圆锥式钻头等可进入软岩，承受滚轮式〔又称月牙式〕钻头等可进入硬岩。反循环钻机成孔不适用于自重湿陷性黄土层，也不宜用于无地下水甚至无法进尺。作业预备技术预备内业技术预备在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，生疏标准和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进展技术交底。对参与施工人员进展上岗前积水培训，考核合格后持证上岗。外业技术预备施工作业层所涉及的各种外部技术数据收集，包括桩径、桩长及地层状况。修建生活房屋，配备生活、办公设施，满足主要治理、技术人员进场生活、办公需要。地下电缆给排水管道等设施，已实行去除、移位、保护等措施妥当处理。施工所需电力线路架设已完成，满足钻机所需电力供给需求，配备适合备用的变压器或柴油机。场地已依据施工组织设计进展布置，合理安排泥浆池、沉淀池的位2孔以上的排渣量的需要。水上作业已搭设了工作平台。预备肯定数量的造浆黏土。用全站仪、GPS5mm以内。机械设备、材料及试验预备施工场地已平坦，便道已修建。机械设备已进场，机械性能良好，数量满足进度及工期要求。施工所需的测量、试验设备已检测、标定完毕，可以进展使用。施工所需钢材、水泥、砂石等材料已进场并进展检验，已取得各种原材料及其抽检试验报告。允许施工中使用。技术要求所使用的机械及设备具有合格的出厂证明及使用期限。所使用的原材料应具有质量合格证明并按相关要求抽检合格。质量验收暂行标准》相关要求进展施工工艺试验，确定工艺参数，并报监理单位进展确认。钻机就位、成孔时，必需通知现场监理进展确认。桩位放样、成孔质量及桩体质量必需满足《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准施工图设计文件及业主相关文件的要求。施工程序与工艺流程施工程序钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为：测量放样→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备→钻进→检孔→制作安装钢筋骨架→清孔→检查验收等。将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用黏土回填，分层夯实，并随即观看，防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm1%。工艺流程4.2.1。4.2.2。施工要求施工预备场地预备开工前先对桩位进展定位测量，埋设护桩。整平场地，场地为旱地时，去除地表杂物，换除软土，整平夯实，以保证钻机稳定。开 始开 始预备施工埋设护筒钻机就位泥浆制备不合格泥浆质量检查合格钻 孔抽渣补浆不合格检 孔合格抽渣补浆清 孔不合格成孔检查合格结 束4.2.1 反循环钻施工工艺及质量掌握流程图平坦场地、搭设平台平坦场地、搭设平台测量放线钢护筒埋设〔1〕钢护筒制造质量检验记录护筒安装质量检验记录施工护筒埋设表，报监理审核签认钻机就位钻进控制清孔成孔质量检验进入下一道工序图4.2.2 钻孔灌注桩质量检验掌握流程表场地为陡坡时。用枕木或型钢搭设作业平台。场地为浅水时，承受截流、改河或筑岛方案，变水中钻孔为旱地钻孔。筑岛面积依据钻孔方法，设备规格打算。场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。平台座能支撑钻孔机械、护筒加压、钻机操作以及浇筑水下混凝土时可能发生的全部重力。如场地为深水，但水流平稳，水位升降缓慢，钻机可设在组合船舶或浮箱上，但必需锚固稳定，以免造成偏位、斜孔或其他事故。当场地为深水、流速较大时，可承受双壁钢围堰，就位后灌水、下沉、落床，然后在其顶面搭设工作平台。挖好泥浆池和沉淀池，布置好场地内便道、输电线路、孔外排水系统及其他附属设施。测量放线承受全站仪或GPS全球定位系统与钢尺相结合的方法进展桩位放样，依据设计桩位图，用全站仪或GPS全球定位系统将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长应依据桩位图及桩间距逐桩复核，并形成测量交接桩记录，符合要求后有技术人员报监理单位复核。护筒制作及埋设护筒承受厚味6~10mm 的钢板，护筒内径比钻头直径大护筒的顶部应开设2个溢浆口并高出地面。护筒顶高程应高出地下水位2.0m。中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯实。护筒位置要依据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。埋设护筒的坑不要太大。坑挖好后，1m，砂类土不小0.5m。泥浆制备钻孔泥浆由水、黏土〔或膨润土〕和添加剂组成。开工前应预备数量充分和性能合格的黏土或膨润土。灌注桩钻孔施工中泥浆的作用压力平衡孔壁土压力和孔周水压力，抵抗口周水渗入孔内，维持孔壁稳定。影响桩底沉渣厚度。泥浆必需具备的条件物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。化学稳定性，不因水泥、海水等异物混入而污染。力量缺乏，或阻碍混凝土灌注。良好的触变性。要求你将在流淌时，阻力很小，以便泵送。当停顿钻孔时，泥浆能很快分散成凝胶状，避开浆中砂粒快速下沉；而渗入孔内的泥浆能快速固结，以维持孔壁稳定。钻孔用泥浆性能指标见表5.3.2.形成薄而韧的泥皮，黏附于孔壁上，不透水。能够简洁从沉淀池、旋转器中分别出来。不产生过多气泡。5.3.2 钻孔用泥浆性能指标砂土1.06~1.1019~281~2.5<4>95<208~10碎石土1.10~1.1520~351~2.5<4>95<208~10测定方法泥浆相对漏斗黏静切力计含砂量杯法失水量仪Ph试纸密度度计率计率钻孔方法钻孔方法地层泥浆性能指标要状况相对密度黏度静切力〔MPa〕求含砂胶体率失水率酸碱度〔s〕〔%〕〔%〕〔ml/30min〕反循环回转粘土性1.02~1.20 16~201~2.5<4>95<20〔ph值〕8~10泥浆的根本配比泥浆的配比应视地质状况、施工机械等条件，选定根本配比后，经5.3.3供选择根本协作比是参考。5.3.3泥浆配比实例地质状况膨润土〔%〕CMC(%)分散剂〔%〕其他黏性土砂砂砾6~86~86~120~0.020~0.05高程应比护筒低0~0.50~0.50~0.5防腐剂0.05~0.15.3.4泥浆净化与再生反循环钻孔一般承受泥浆悬浮钻渣护壁，因施工中水泥、土粒等混入及泥浆渗入孔壁等缘由使泥浆性能转变，以及为了回收泥浆原材料和削减环境污染，可使机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，可在现场设置泥浆池、沉淀池等泥浆循环净化系统。不得阻碍吊机和钻机行走。泥浆池的容量为每孔的排渣量，沉淀池的内1.5~2钻机就位钻机就位前，要保证钻机座落处的平坦与结实，防止在钻进和运行过程中产生位移和沉降，同时保证钻机顶部的起吊滑轮缘、钻孔中心应在同一铅垂线上。钻孔钻机就位前，对主要机具及配套设备进展检查、修理。钻孔前，按施工设计所供给的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力钻进速度及适当的泥浆比重。1m进。反循环钻机钻孔，应将钻头提离孔底20cm。待泥浆循环通畅前方可开钻。钻进过程中准时滤渣，同时常常留意地层的变化，在地层变化处均应捞取渣样，推断地质类型，记入记录表中，并与设计供给的地质剖面图相比照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。常常检查泥浆的各项指标。开头钻进时，适当掌握进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。当钻孔深度到达设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进展检查，确认满足设计要求后，马上填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进展孔底清理和灌注水下混凝土的预备工作。清孔清孔时留意事项：清孔标准符合设计及标准要求，即孔内排出或抽2~3mm1.12%，黏17~20s；浇筑水下混凝土强孔底沉渣厚度不大于标准要求。严禁承受加深钻孔深度方法代替清孔。不承受加大孔深的方法来代替清孔。劳动组织劳动力组织方式：承受架子队组织模式。施工人员应结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进展合6.2.机长副机长钻杆安装拆卸

表6.3 每台钻机施工人员配备表、1人〔整座桥梁〕1人〔整座桥梁〕人〔整座桥梁〕人2人4人质检、测量及试验人员

6~8人〔整座桥梁〕其中施工负责人、技术人员、机长、专职安全员由企业正式职工担当，并可依据现场实际状况适当增加假设干劳务工人。材料要求原材料应符合设计及施工标准要求，施工用水的水质符合工程用水的标准。设备机具配置12个〔其中1〕泥浆泵1111个、测绳11111反循环钻机常用的反循环钻机可分为：泵吸反循环钻机。气举反循环钻机。泵吸、气举反循环钻机。正、反循环两用钻机。8.1.8.1反循环钻机的常用钻头钻头形式 适用范围一般土质〔黏土、粉土、砂

特点N值超多瓣式钻头〔蒜头式钻头〕三翼式钻头四翼式钻头抓斗式钻头圆锥式行钻头滚轮式钻头

和沙砾层〕；粒径比钻杆小10mm左右的卵石层。N50的一般土质〔黏土、粉土、砂和砂砾层〕硬土层，特别是坚硬的砂砾层〔无侧限抗压强度小于1000KPa的硬土〕用于粒径大于150mm的砾石层无侧限抗压强度为1000~3000KPa〔页岩、泥岩、砂岩〕特别硬的黏土和砂砾层及无侧限抗压强度大于2023KPa的硬岩

过40以上的硬土层中钻挖时，钻头刃口会打滑，无法钻挖。钻头为带有平齿状硬质合金的三叶片钻头的刃尖钻挖局部为阶梯式圆筒形，钻挖时先钻一个小圆孔，然后成阶梯形扩大钻挖时需要加压50~200KN的30~80KN·M刃有齿轮型、圆盘形、钮式滚动切刀型等并用式钻头 土层和岩层混合存在的地层砂砾和卵石层钻头呈筒形、

此为钻头是在滚轮式钻头上安装耙形刀刃，无需烦琐的更换钻头，进展一贯的钻挖作业筒式捞石钻头扩孔钻头泵吸反循环钻头

底唇面齿刃呈锯齿状专用于一般土层或专用于砂砾层

形成扩底桩，以提高桩端阻力双腰带梳齿刮刀钻头该类钻头的特点是对地层的适应性强，综合钻进效果好，主要适合钻进砂土层、砂砾层、卵砾石层、少量黏土层和风化基岩层。大八角合金齿块双腰带刮刀钻头该类钻头的特点是强度大，可承受的压力和扭矩大，适合钻进砂卵砾石层和软基岩，中硬基岩。犁式单腰带刮刀钻头该类钻头的特点是对软土地层切削性好，排渣通畅，能有效的防止“泥包”钻头糊钻，钻进效率高，主要适合钻进软土地层、黏土层、淤泥层、砂性土层。其他主要设备泥浆指标检测用仪器。质量掌握及检验质量掌握钻孔作业要求钻孔就位前，应对钻孔的各项预备工作进展检查，包括场地与钻机坐落处的平坦和加固，主要机具的检查与安装。须准时填写施工记录表，交接班时应交待钻进状况及下一班应留意事项。钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不产生位移和沉陷。回2cm。钻孔作业应分班连续进展，常常对钻孔泥浆指标性能指标进展检验，不符合要求时要准时调整。每班检查孔体偏斜状况，准时实行纠偏措施。钻进速度掌握钻孔时，应依据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度。在淤泥和淤泥质土层中，应依据泥浆补给状况，严格生怕难根治钻1m/min3m/h。旋转钻进承受反循环钻机，钻杆带动钻头旋转，钻头下的刀盘在旋转中将岩土切割粉碎形成渣土，渣土被泥浆悬浮。反循环通过流槽把泥浆直接输入钻孔内，然后从钻杆下口吸进，通过钻杆芯杆孔排出至沉淀池内。测量钻进深度〔1~2KG〕得的总深度中减去护筒顶部或转盘顶面至钻孔原地面高度，即为钻进深度。排渣、清孔钻孔桩排渣可承受泥浆循环或抽渣筒排渣等方法。如承受抽渣筒排4~5m0.5~1m钻孔桩清孔，对原土造浆的钻孔，钻到设计后，可使钻头空转不进1.11.15~1.25kg/cm3的孔底沉渣厚度，端承桩不得大于50mm，或不大于设计规定值；摩擦桩不得大于200mm。在灌注水下混凝土前必需复测沉渣厚度，沉渣超过规定者，必需重清孔，符合规定方可灌注水下混凝土。操作要点规划施工现场时，应首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安排，以保证反循环作业时，冲洗液循环通畅，污水排放彻底，钻渣去除顺当。在黏性小的土层中钻进时，为保证要求的黏度、比重，可在泥浆中掺入CMC〔羧甲基纤维素钠盐、膨润土等材料；成孔时，由于地下水稀释等使泥浆比重减小时。亦可添加膨润土等材料。为使冲洗液净化，清水钻进时，钻渣可在沉淀池内通过重力沉淀后予以去除；在泥浆钻进时，宜使用多级振动筛、旋流除砂器或其他除渣装置等进展机械除砂清渣。钻头吸水断面应开敞、规整；削减流阻，以防碎砖块、卵砾石等堆挤堵塞；钻头体吸口端距钻头底端高度不宜大于250mm；钻头体吸水口直径宜略小于钻杆内径；碎砖、卵砾石等的尺寸不得大于钻杆内径的4/5。对于泵吸反循环钻进方式。启动离心泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头至孔底。开头钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，渐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵水。保持冲洗液循环，吸除坍落物和涌砂；同时向孔内输送符合要求放入泥浆，保持水头压力以抑制连续涌砂和坍孔，恢复钻进后，泵排量不宜过大，以防吸坍孔壁。气举反循环钻进方式钻进时，为了保证不堵吸渣口，应事先开空压机送风吸泥，然后开动动力头，渐渐进给；停钻时，要先停顿钻进，然后停顿动力头，最终停风。第1次孔底沉渣处理；终孔时停顿钻具回转，将钻头提离孔底4维持反循环的时间，视孔底沉渣厚度、桩孔容积大小而定。22通常承受一般导管的空气升液排渣法或空吸泵的反循环方式。确定跳桩的挨次，确保桩基正常施工。事故预防及处理钻孔施工过程中假设觉察斜孔、弯孔、缩孔、塌孔、护筒四周冒浆、孔口坍塌、地表沉陷等状况之一时，必需马上停顿钻进施工，实行有效处理措施后，方可连续施工。预防塌孔塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量明显增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。处理措施塌孔不严峻时，可回填至塌孔位置以上，实行改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施连续钻进；假设塌孔严峻，应马上将钻孔用砂夹黏土回填重钻。塌孔的预防措施在松散粉砂土或流沙中钻进时，应掌握钻进速度，选用较大比重、黏度、胶体率的泥浆。汛潮或潮汐地区水位变化过大时，应实行上升护筒，增大水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。清孔时应指定专人补水，保证孔内必要的水头高度。供水管最好不直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，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吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。预防缩孔缩孔是钻锥磨损过大焊补不准时或因地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成，前者应准时焊补钻锥，后者应选用失水率小的优质泥浆护壁。预防孔身偏斜、弯曲处理措施在偏斜处吊挂钻锥反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严峻时应回填黏土至偏斜处，待沉淀密实后重钻。预防措施钻机底座平正，保证钻杆垂直。钻机安装结实，机架不摇摆，保证钻杆和吊绳始终对准孔心。地基夯实，防止不均匀沉降引起钻机倾斜。加强机械保养修理，减小钻进过程中钻杆的抖动。钻孔漏浆假设觉察护筒内水头不能保持，水位下降，则证明有漏浆现象。处理措施碎卵石土，反复冲击以密实孔壁。钻孔漏浆时必需准时补水补浆，保持孔内水头，防止塌孔。在进入空洞前，应预备足够的泥浆，做好补浆预备。预防措施对于渗透性强地层在埋设护筒时黏土应夯填密实，适当加长护筒埋设深度。对于存在渗透性强地层的地区，承受的泥浆稠度适当加大。认真做好地质核查，对于存在空洞地区，提前备足泥浆，做好补浆预备。糊钻、埋钻选择适当的钻进速度。假设已严峻糊钻，提出钻锥，去除钻渣。遇到塌方或其他缘由造成埋钻时，使用空气吸泥机吸走埋钻的泥沙。质量检验主控工程钻孔到达设计深度后，必需核实地质状况。孔径、孔深和孔型必需符合设计要求。钻孔桩应坚实不漏水，护筒埋深应符合施工工艺设计条件。泥浆指标应依据钻孔机据、地质条件确定。对配置的泥浆应试验全部性能指标，钻井应随时检查泥浆比