冲击钻施工方案.doc

Ⅱ）冲击钻成孔
（一）工艺流程

场地整平
桩位放样

制作护筒
埋设护筒

钻机就位

制备泥浆
开孔

掏渣卸土检修钻头
成孔

检查深度斜度直径级

第一次清孔

制作钢筋笼
终孔验收、下钢筋笼

下导管
导管打压试验

设立清孔设备
第二次清孔

拆除护筒
制备砼
测砼面高度
灌注水下砼

（二）施工工序具体操作
（1）施工准备
除按照回转钻要求外，还要在旁边挖好倒渣沟。
（2）桩位放样、埋设护筒
同回转钻要求，不赘述。
（3）钻机就位
钻机就位前，要对桩位进行复核，就位后立好钻架，拉好风缆绳，要注意做到：钻机稳定、水平；保证吊钩、护筒中心两点一线。
（4）开孔
1、开钻时应先在孔内灌注泥浆（泥浆制备同回转钻工序中的泥浆制备方法），根据土层的不同情况，控制好泥浆的各项主要指标，在一般地层，相对密度在1.10～1.20，粘度在18～24Pa.s，在易塌地层，相对密度在1.20～1.40，粘度在22～30 Pa.s。如果水位较高，孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。
2、冲击钻要对准护筒中心。开孔时，应低锥密击，孔内泥浆面应保持稳定，高于地下水位1.5～2.0米，掏渣后应及时补浆。
3、除部分地下水位较浅的地方外，其余均采用直接注入泥浆的方法（利用沿线开挖的泥浆池），由于本工程段的初始土层基本为亚粘土或粘土，土质较好，因此开孔时即可正常钻进。
（5）钻进
在正常钻进时，应注意以下事项：
1、冲程控制
1.1根据土层情况分别规定冲程：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时宜采用100cm的大冲程，在通过松散砂、砾类土或含砂量较大的卵石层时宜采用约75cm的中冲程，并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。冲程过高，对孔壁振动大，易引起坍孔。在通过高液限粘土时，宜采用中冲程。在易坍塌或流砂地段宜用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。
1.2当通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用小冲程，防止卡钻、埋钻。
1.3在沙及卵石夹土等松散土层钻进时，按1 : 1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁，起到护壁的作用。
1.4在通过岩石或岩层时，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，防止发生斜孔事故。
1.5在掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。
1.6要注意均匀的松放钢丝绳的长度。一般在松软层每次可松绳5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3cm～5cm。注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
1.7经常检查钻头情况，如有损坏，应及时补焊或者更换钻头。
2、泥浆控制
由于冲击钻成孔更易引起孔壁坍塌等，所以冲击钻成孔时泥浆的相对密度和粘度等指标比回转钻机成孔时的要高。需注意的事项有：
2.1在砂类土层钻进时，易产生含砂量太高以致相对密度太大的情况。可采用钻锥或掏渣筒放入孔内，不进尺只将钻渣掏出，待含砂率和相对密度符合要求后，再补充合格的泥浆，或补充水和相应的粘土，利用钻锥自制泥浆。
2.2在粘性土层钻进时，易产生泥浆相对密度和粘度太高的情况，可加水将孔内泥浆稀释，待达到要求的相对密度和粘度后再继续钻进。
2.3泥浆的主要控制指标如下：
地层情况
相对密度
粘度
含砂率
一般地层
1.10～1.20
18～24

易塌地层
1.20～1.40
22～30

3、掏渣
3.1破碎的钻渣，部分和泥浆一起挤进孔壁，大部分靠掏渣筒清除出孔外，故在冲击相当时间后，应将冲击锥提出，换上掏渣筒，下入孔底掏取钻渣，倒进钻孔外的倒渣沟中。
3.2当钻渣太厚时，泥浆不能将钻渣全部悬浮上来，钻锥冲击不到新土（岩）层上，还会使泥浆逐渐变稠，吸收大量冲击能，并妨碍钻锥转动，使冲击进尺显著下降，或有冲击成梅花孔、扁孔的危险，故必须按时掏渣。
3.3一般在密实坚硬土层每小时进尺小于5cm～10cm、松软地层每小时进尺小于15cm～30cm时，应进行掏渣，或每进尺0.5m～1.0m时掏渣一次，每次掏4～5筒，或掏至泥浆内含渣显著减少、无粗颗粒、相对密度恢复正常为止。
3.4在开孔阶段，为使钻渣挤入孔壁，可待钻进4m～5m后再掏渣。正常钻进每班至少应掏渣一次。
3.5掏渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度。投放粘土自行造浆时，一次不可投入太多，以免粘锥、卡锥。
4、检孔
4.1钻进中须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4～6倍。
4.2每钻进4m～6m，验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔。用新铸或新焊补的钻锥时，应先用检孔器检孔到孔底后，才可放入新钻锥钻进。不可用重压、冲击或强插检孔器等方法检孔。进入基岩后，每钻进100mm～500mm，应清孔取样一次，以备终孔验收。
4.3当检孔器不能沉到原来钻达的深度，或钢丝绳（拉紧时）的位置偏移设计孔中心时，应考虑可能发生了弯曲、斜孔或缩孔等情况，如不严重时，可调整钻机位置继续钻孔。
4.4用标准测锤来检测孔深、检孔器来测孔径、钢丝绳的倾斜度来测定孔的倾斜率。
（6）第一次清孔
终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久，否则泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作困难甚至坍孔。
清孔方式视地质情况而定。如地质情况较好，尽量采用反循环法清孔，利用吸泥泵和吸泥管将钻孔中的泥浆自孔底抽出，同时在井口补充新泥浆，清孔过程中必须保持孔内泥浆原有的水头高度。根据嵌岩桩的要求，清孔后沉淀层的厚度不大于5cm。清孔后的泥浆性能指标：含砂率不大于2%，相对密度为1.03～1.10，粘度为17～20Pa·s。
如地质情况不宜则采用正循环法进行清孔，清孔方法同回转钻，不赘述
（7）钢筋笼的制作、下放及导管下放要求同回转钻，不赘述。
（8）第二次清孔
为防止下钢筋笼及导管过程中悬浮在泥浆中的少量钻渣沉淀，在灌注水下混凝土之前须进行第二次清孔，利用导管采用正循环法进行清孔，直到泥浆指标和沉淀层厚度符合要求（泥浆性能指标：含砂率不大于2%，相对密度为1.03～1.10，粘度为17～20Pa·s，沉淀层的厚度不大于5cm），方可灌注水下混凝土。
（9）灌注水下砼同回转钻要求。
（三）钻孔事故的预防及处理
（1）坍孔
1.坍孔的表征是孔内水位突然下降，随后又回升，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。
2.坍孔的预防和处理
2.1在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，投入粘土、掺片、卵石，低冲程锤击，使粘土膏、片石、卵石挤入孔壁起护壁作用；
2.2发生孔口坍塌时，立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻；
2.3如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1-2米，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进；
2.4严格控制冲程高度。
2.5清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内合适的水头高度。供浆（水）管一般不直接插入钻孔中，而通过水槽或水池使泥浆（或水）减速后流入钻孔中，避免冲刷孔壁。如坍孔严重须按前述方法处理；
2.6吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直徐徐插入，严防触及孔壁。
（2）钻孔偏斜
预防和处理
1.安装钻机时要使得滑轮缘和护筒中心二者在同一竖直线上，并经常检查校正；
2.在有倾斜的软、硬地层钻进时，应回填片、卵石冲平后再钻进。
3.用检孔器等查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后，应回填砂砾石和黄土待沉积密实后再继续钻进。
（3）扩孔或缩孔：见前，不赘述。
（4）梅花孔
在以冲击锥钻进时，有时会发生冲成的孔不圆，成梅花形状（或叫十字孔）。预防和处理办法是：
（a）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。
（b）选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。
（c）用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。
（d）出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。
（5）卡锥
1.原因
1.1钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住；
1.2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。
1.3伸入孔内的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。
1.4孔口掉下石块或其他物件，卡住冲锥。
1.5在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。
1.6放绳过多，钻锥歪斜被孔壁卡住。
2.处理方法
2.1处理卡锥应先弄清情况，针对卡锥原因进行处理。宜待冲锥有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。
2.2当为梅花卡锥时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。
2.3卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的方法，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。
2.4在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。
2.5当在其他提升卡锥方法无效时，则用水下爆破提锥法。将防水炸药（少于1kg）放入孔内，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，一般能将钻锥提出。
2.6下长钢套筒至卡钻处后，强力抽排泥浆，直接下人处理。
（6）灌注事故的预防和处理
同回转钻要求，不赘述。