冲击钻综合项目施工基本工艺及步骤.doc

冲击钻施工工艺及环节一、 概要1、分类:（1）实心锥：由冲击装置（底盘、支架及钢绳等）、卷扬机和冲击锥构成。上下来回冲击，将土石劈裂、劈碎，通过泥浆将钻渣悬浮排出。（2）空心锥：重要区别是钻头为空心。2、合用范畴：类型合用土层孔深（m）孔径（cm）阐明实心锥粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、较软岩石5080200泥浆悬浮钻渣及护壁空心锥粘性土、砂类土、砾石、松散卵石5060150泥浆悬浮钻渣及护壁3、优缺陷长处:合用地层和土质广，可以说是无坚不摧。但在钻普通土时进度较慢，空心锥比实心锥进度快，在遇到坚硬层时宜使用实心锥。二、 准备工作进度参照表土层类别普通土坚硬土砂砾土砂夹卵石较软岩石坚石台班进度7926120.51.50.71.30.30.6冲击钻机分类：1. 冲击式钻机，配备有钻架及起吊、冲击全套设备。如图：钻锥支架钢丝绳卷扬机底盘冲击钻机正平面图冲击钻机立面图国产冲击钻机重要是CZ型，有CZ30、CZ28、CZ22、CZ20、CZ202等，此外尚有YKC31、YKC30、YKC22、YKC20等规格。除CZ202外，均非自行。国产冲击钻机近期产品规格及性能列表型号性能指标SPC300HGPC40HGJD1500YKC31CZ22CZ28CZ30KCL100250钻孔最大直径（厘米）7070200土层150岩层1508010012010060钻孔最大深度（米）8080501201501501805080冲击行程（厘米）50，6550，6510100601003510050100351007897冲击频率（次/分）25，50，72207203029，30，3140，45，5040，45，5040，45，5040，45，5038冲击钻质量（吨）2.944.21.52.51.5卷筒提高力（KN）冲击钻卷筒303039.25520302027掏渣筒卷筒25132013滑车卷筒202030驱动动力功率（KW）11811863602233403028桅杆负荷能力（KN）150150250120桅杆工作时高度（米）1111167.5钻机外形尺寸（米）拖动时长度10.00宽度2.66高度3.50工作时长度10.8510.855.046.002.8宽度2.472.472.362.662.3高度3.603.556.3816.307.8钻机质量（吨）151520.56.857.613.676.12.3生产厂家天津探机厂张家口探机厂洛阳矿机厂太原矿机厂固交农机厂详细简介:1、冲锥由锥身、刃脚和转向装置三某些构成。如下图。钻身提供冲锥所必要重力和冲击动能；刃脚位于冲锥底部，为直接冲击、破碎土、石部件；转向装置舍于锥顶，和起吊钢丝绳联结，是使冲击锥能冲击成圆孔核心部件。转向装置锥身刃脚转向装置工作原理:钻进时,借吊起冲锥钢丝绳在悬重作用下,顺钢丝捻扭相反方向转动,带动冲锥转动一种角。与冲锥下落置于孔底，钢丝绳松弛后不受力后，又因钢丝绳弹性，带动转向装置扭转过来。当再提起冲锥时，它又沿上述方向转动一种角度，这样就能冲成完整圆桩孔。2、场地准备施工场地应按如下不同状况进行整顿；a) 场地为旱地时，应平整场地清除杂物，换锄软土，夯大密实。b) 场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设结实稳定工作平台。c) 场地为浅水时，宜采用筑岛办法。d) 场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。护筒作用及注意事项护筒有固定桩位，引导钻头（锥）方向，隔离地面水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌等作用。冲击锥筒径宜比桩径大3040cm。护筒顶高度规定：护筒顶端泥浆溢出口底边，本地质良好、不易塌孔时，宜高出地下水1.0米1.5米；本地质不良、容易塌孔时，应高出地下水位1.52.0米。别的状况普通都在1.52.0米。在旱地施工时还应当高出地面0.3米。护筒埋置深度：旱地或浅水区，对于粘性土不不大于1.01.5米，对于砂类土应将护筒周边0.5没1.0米范畴内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5米如下。护筒埋设与沉入护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工开始，护筒平面与竖直度精确与否，护筒周边和护筒底脚与否紧密、不透水，对成孔、成桩质量均有重大影响。埋设时，护筒中心轴线应对正测量标定桩位中心，其偏差不得不不大于5厘米，并应当严格保持护筒竖直位置。本地下水位在地面如下超过1米，可采用挖埋法。在砂类土、沙砾等河床埋护筒时，先在桩位处挖出比护筒外径大0.81米圆坑。然后在坑底填筑50厘米左右厚粘土分层夯实，以备安设护筒。在粘性土中挖埋时，坑直径与上述相似，坑底应整平；然后通过定位控制桩放样，把钻孔中心位置标于坑底；再把护筒吊放进坑内，找出护筒圆心位置用十字线定在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重叠。若河床为很松散细砂地层挖坑不易成形，可采用双护筒。若河床为含水量很大粉土质砂或软土地层，应将自护筒底部50厘米以上至表层原土所有挖除，换填好土。若护筒底部50厘米如下有很厚这样土层，则宜使用长护筒。泥浆各项事宜泥浆作用和性能规定泥浆由水、粘土和添加剂构成，在钻孔中，由于泥浆相对密度不不大于水相对密度，故护筒内同样高水头，泥浆静水压力比水大。由于静水压力作用，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内水外渗流，保护孔壁免于坍塌。此外，泥浆还起悬浮钻渣作用，使钻进正常进行。重要性能指标相对密度泥浆相对密度是泥浆与4oC时同体积水质量比。泥浆相对密度增大时，在钻孔中对孔壁侧压力也相应增大，孔壁也越趋稳定，悬浮携带钻渣能力也越大。然而相对密度过大泥浆，其失水率也加大，孔壁上泥皮也增厚，就增长了泥浆原材料消耗并且会给清孔和灌注混凝土导致困难。粘度粘度是液体或混合物运动时，各分子或颗粒之间产生内摩擦力。粘度大泥浆，产生孔壁泥皮厚，对防止翻砂、隔阻渗漏有利，对悬浮携带钻渣能力强，但粘度过大，则容易糊钻，影响泥浆泵正常工作，增长泥浆净化困难，进而影响钻进速度。粘度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。含砂率含砂率是泥浆内所含砂和粘土颗粒体积比例。泥浆含砂率大时，会减少粘度，增长沉淀，容易磨损泥浆泵和水管摇头、钻渣等钻具；停钻时易导致埋钻、卡钻事故。胶体率胶体率是泥浆静止后其中呈悬浮状态粘土颗粒与水分离限度以比例表达，胶体率高泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻渣能力高，否则反之。冲孔钻机需要较高胶体率。泥浆性能指标选取钻孔 方 法地层 情 况泥浆性能指标相对密度粘度（秒）含砂率（%）胶体率（%）失水量（毫升/30分）泥皮厚静切力酸碱度正循环普通地层易塌地层1.051.201.201.45162219284496962515221.02.535810810反循环普通地层易塌地层卵石土1.021.061.061.101.101.1516201828203544495959520202033312.512.512.5810810810推钻冲抓冲击普通地层易塌地层1.101.201.201.401824223044959520203312.535811811钻孔灌注桩施工工艺流程掏渣卸土焊钻头设立溜槽储料斗灌注水下混凝土输送混凝土下沉、埋设护筒制作钻头钻机就位设立钻架制作钻架钻进测量钻孔深度、斜度、直径向钻孔注清水或泥浆泥浆沉淀池供水泥浆池设立泥浆泵泥浆备料必要时设立吊装骨架和导管设备运送吊装钢盘骨架设立钢盘骨架制作钢盘骨架清孔设立清孔设备测量淤泥厚度设立导管试拼装检查导管制作导管混凝土检查制备混凝土测量混凝土面高度设立拌和站混凝土备料混凝土养生拔除护筒等制作护筒平整场地桩位放样筑岛或打板桩或船只、拼装、锚啶或设立工作平台、导向架必要时设立分水尖冲击钻机成孔开孔:开钻应先在孔内灌注泥浆,始终保持孔内水位高出地下水位1.5米2.0米,并低于护筒顶面0.3米以防溢出,掏渣后及时补水.护筒底脚如下2米4米范畴内属河床表面,普通比较松散,应认真施工.普通细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率重复冲砸，使孔壁坚实不坍塌。在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不不不大于15厘米）用冲击锥以小冲程重复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复冲击23次。开孔或钻进遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例按上述办法进行解决，力求孔壁坚实。注意事项：1. 冲程应依照土层状况分别规定：普通在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类土层中时，宜采用高冲程（1米），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程（0.75米）。冲程过高，对孔底振动大，易引起塌孔。在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时，宜采用中冲程。在易塌孔或流砂地段宜采用小冲程并应提高泥浆粘度和相对密度。在通过漂石或岩层如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、塌孔事故。要注意均匀地放钢丝绳长度，普通在松软土层每次松绳5厘米8厘米在密实坚硬土层每次松绳3厘米5厘米。应注意防止松绳少，形成“打空锤”使钻机、钻架及钢丝绳受到过大意外荷载，遭受损坏，松绳过多，则会减少冲程减少钻进速度严重时使钢丝绳纠缠发生事故。掏渣：普通在坚硬密实土层没小时纯钻进不大于5厘米10厘米、松软地层每小时纯钻进不大于15厘米30厘米时，应进行掏渣。或每进尺0.5米1米时掏渣一次，每次掏渣45筒，或掏至泥浆内含渣明显减少、无粗颗粒、相对密度恢复正常为止。钻孔事故防止及解决坍孔因素泥浆相对密度不够及其她泥浆指标不符合规定，使孔壁未形成坚实泥皮。由于出渣后未及时补充泥浆（或水）或河水、潮水上涨，或孔内浮现承压水或钻孔通过沙砾等强透水层，孔内水流失等导致孔内水头高度不够。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筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。在松软砂层中钻进进尺太快。提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。冲击锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破解决孔内孤石、探头石、炸药量过大，导致过大振动。水头过高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。清孔后泥浆相对密度、粘度等指标减少，用空气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。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后停顿时间过长。10、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。坍孔防止和解决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、粘度和胶体率泥浆。冲击钻成孔时投入粘土，掺片、卵石，低冲程锤击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采用升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等办法保证水头相对稳定。发生孔口坍塌时，可及时拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。如发生孔内坍塌，鉴别坍塌位置，回填砂和粘土（或沙砾和黄土）混合物到塌孔处以上12米，如塌孔严重时应所有回填，待回填物沉积密实后再行钻进。严格控制冲程高度和炸药用量。清孔时应指定专人补浆或水，保证孔内必要水头高度。供水（浆）管最佳不要直接插入钻孔内，应当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。不适当使用过大风压，不适当超过1.51.6倍钻孔中水柱压力。吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。钻孔偏斜因素钻孔中遇到较大孤石或探头石。在有倾斜软硬地层交界处，岩面倾斜出钻进；或者粒径大小悬殊砂卵石层中钻进，钻头受力不均。扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。钻机底座未安顿水平或产生不均匀沉陷、位移。钻杆弯曲，接头不正。防止和解决安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆卡孔和护筒中心三者应当在一条竖线上，并经常检查校正。由于积极钻杆较长，转动时上部摆动较大。必要在钻架上增设导向架，控制钻杆上提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。钻杆接头应逐个检查，及时调节，当积极钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。在有倾斜软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进或回填片、卵石冲平后再钻进。掉钻落物因素卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。钻杆接头不良或滑丝。电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。转向环、转向套等焊接处断开。钢丝绳与钻头连接处钢丝绳绳卡数量局限性或松弛。钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。操作不慎，落入扳手、撬棍等物。防止办法开钻前应清除孔内落物，零星铁件可有电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。为便于打捞落锥，可在冲击锥或其她类型钻头上预先焊打捞环、打捞杠，或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。解决办法掉锥后应及时摸清状况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应一方面清孔，使打捞依照能接触钻杆和钻锥。糊钻和埋钻在粘土层中冲击成孔时，由于冲程太大，泥浆粘度过高、钻渣量大、钻杆内径过小，出浆口堵塞以致钻头被糊住或被埋住。防止解决办法可清除泥包，调节泥浆相对密度和粘度，恰当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大钻锥；还应减少冲程恰当控制进尺；若已严重糊钻，应停钻，清除钻渣。扩孔和缩孔在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易浮现扩孔，扩孔发生因素和坍孔相似，轻则为扩孔，重则为坍孔。若孔内只是局部发生坍孔而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必解决，只是混凝土灌注量大大增长。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故解决。缩孔普通体现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难迹象。因素有两个：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗钻锥往往钻出较设计桩径稍小孔；另一种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。为防止缩孔，前者要及时修补磨损钻头，后者使用失水率小优质泥浆护壁并须快转慢进，并复转二、三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右重复扫孔以扩大孔径，直到使发生缩孔部位达到设计孔径规定为止。梅花孔形成因素锥顶转向装置失灵，以至冲锥不转动，总在一种方向上下冲击。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。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。有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等 易浮现探头石，导致局部孔壁凸进，成孔不圆。防止办法应经常检查转向装置灵活性，及时修理或更换失灵转向装置。选用恰当粘度和相对密度泥浆，并适时掏渣。