冲击钻施工工艺及步骤.doc

冲击钻施工工艺及步骤一概要分类实心锥由冲击装置底盘支架及钢绳等卷扬机和冲击锥组成上下往返冲击将土石劈裂劈碎通过泥浆将钻渣悬浮排出空心锥主要区别是钻头为空心适用范围优缺点优点适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考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冲击钻机分类冲击式钻机配备有钻架及起吊冲击全套设备如图类型适用土层孔深孔径说明实心锥粘性土砂类土砾石卵石漂石较软岩石泥浆悬浮钻渣及护壁空心锥粘性土砂类土砾石松散卵石泥浆悬浮钻渣及护壁钻锥支架钢丝绳卷扬机底盘冲击钻机正平面图国产的冲击钻机主要是型有等另外还有等规格除外均非自行国产冲击钻机的近期产品规格及性能列表型号钻孔最大直径厘米土层岩层钻孔最大深度米冲击行程厘米冲击频率次分冲击钻质量吨卷筒提升力冲击钻卷筒掏渣筒卷筒滑车卷筒驱动动力功率桅杆负荷能力桅杆工作时高度米钻机外形尺寸米拖动时长度宽度高度工作时长度宽度高度钻机质量吨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冲击钻机立面图性能指标详细介绍冲锥由锥身刃脚和转向装置三部分组成如下图钻身提供冲锥所必须的重力和冲击动能刃脚位于冲锥的底部为直接冲击破碎土石的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的关键部件转向装置的工作原理钻进时借吊起冲锥的钢丝绳在悬重作用下顺钢丝捻扭的相反方向转动带动冲锥转动一个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的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个角度这样就能冲成完整的圆桩孔场地准备施工场地应按以下不同情况进行整理场地为旱地时应平整场地清除杂物换锄软土夯大密实场地为陡坡时可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台场地为浅水时宜采用筑岛方法场地为深水或淤泥层较厚时可搭水上工作平台护筒的作用及注意事项转向装置锥身刃脚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护筒顶高度要求护筒顶端的泥浆溢出口底边当地质良好不易塌孔时宜高出地下水米米当地质不良容易塌孔时应高出地下水位米其余情况一般都在米在旱地施工时还应该高出地面米护筒埋置深度旱地或浅水区对于粘性土不小于米对于砂类土应将护筒周围没米范围内土挖除夯填粘质土至护筒底米以下护筒的埋设与沉入护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工的开始护筒平面与竖直度准确与否护筒周围和护筒底脚是否紧密不透水对成孔成桩的质量都有重大影响埋设时护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心其偏差不得大于厘米并应该严格保持护筒的竖直位置当地下水位在地面以下超过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米的圆坑然后在坑底填筑厘米左右厚的粘土分层夯实以备安设护筒在粘性土中挖埋时坑的直径与上述相同坑底应整平然后通过定位的控制桩放样把钻孔的中心位置标于坑底再把护筒吊放进坑内找出护筒的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合若河床为很松散的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的粉土质砂或软土地层应将自护筒底部厘米以上至表层的原土全部挖除换填好土若护筒底部厘米以下有很厚这样土层则宜使用长护筒泥浆的各项事宜泥浆的作用和性能要求泥浆由水粘土和添加剂组成在钻孔中由于泥浆相对密度大于水的相对密度故护筒内同样高的水头泥浆的静水压力比水大由于静水压力的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的作用使钻进正常进行主要性能指标相对密度泥浆的相对密度是泥浆与时同体积水的质量比泥浆的相对密度增大时在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大孔壁也越趋稳定悬浮携带钻渣的能力也越大然而相对密度过大的泥浆其失水率也加大孔壁上的泥皮也增厚就增加了泥浆的原材料消耗而且会给清孔和灌注混凝土造成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的内摩擦力粘度大的泥浆产生的孔壁泥皮厚对防止翻砂隔阻渗漏有利对悬浮携带钻渣的能力强但粘度过大则容易糊钻影响泥浆泵的正常工作增加泥浆净化的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的砂和粘土颗粒的体积百分比泥浆含砂率大时会降低粘度增加沉淀容易磨损泥浆泵和水管摇头钻渣等钻具停钻时易造成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的粘土颗粒与水的分离程度以百分比表示胶体率高的泥浆粘土颗粒不易沉淀悬浮钻渣的能力高否则反之冲孔钻机需要较高的胶体率泥浆性能指标选择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分泥皮厚静切力酸碱度正循环一般地层易塌地层反循环一般地层易塌地层卵石土推钻冲抓冲击一般地层易塌地层钻孔灌注桩的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的设备运输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验导管制作导管混凝土检验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的水位高出地下水位米米并低于护筒顶面米以防溢出掏渣后及时补水护筒底脚以下米米范围内属河床表面一般比较松散应认真施工一般细粒土层可采用浓泥浆小冲程高频率反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投入粘土和小片石粒径不大于厘米用冲击锥以小冲程反复冲击使泥膏片石挤入孔壁必要时须重复冲击次开孔或钻进遇有流砂现象时宜加大粘土减少片石的比例按上述方法进行处理力求孔壁坚实注意事项冲程应根据土层情况分别规定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高冲程米在通过松散砂砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程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的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的长度一般在松软土层每次松绳厘米厘米在密实坚硬的土层每次松绳厘米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掏渣一般在坚硬密实的土层没小时纯钻进小于厘米厘米松软地层每小时纯钻进小于厘米厘米时应进行掏渣或每进尺米米时掏渣一次每次掏渣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钻孔事故的预防及处理坍孔原因泥浆相对密度不够及其他泥浆指标不符合要求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出现承压水或钻孔通过沙砾等强透水层孔内水流失等造成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处理孔内孤石探头石炸药量过大造成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降低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吊入钢筋骨架时碰撞孔壁坍孔的预防和处理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的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取升高护筒增高水头或用虹吸管连通管等措施保证水头相对稳定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如发生孔内坍塌判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米如塌孔严重时应全部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的水头高度供水浆管最好不要直接插入钻孔内应该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的原因钻孔中遇到较大的孤石或探头石在有倾斜的软硬地层交界处岩面倾斜出钻进或者粒径大小悬殊的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置水平或产生不均匀沉陷位移钻杆弯曲接头不正预防和处理安装钻机时要使转盘底座水平起重滑轮缘固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应该在一条竖线上并经常检查校正由于主动钻杆较长转动时上部摆动较大必须在钻架上增设导向架控制钻杆上的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整当主动钻杆弯曲时要用千斤顶及时调直在有倾斜的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的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的绳卡数量不足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预防措施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他类型的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处理方法掉锥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使打捞根据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预防处理措施可清除泥包调节泥浆的相对密度和粘度适当增大泵量和向孔内投入适量的砂石解决泥包糊钻选用刮板齿小出浆口大的钻锥还应减少冲程适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出现扩孔扩孔的发生原因和坍孔相同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处理只是混凝土灌注量大大增加若因扩孔后继续坍塌影响钻进应按坍孔事故处理缩孔一般表现为钻机钻进时发生卡钻提不出钻头或者提钻异常困难的迹象原因有两个一种是钻锥焊补不及时严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的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的钻头后者使用失水率小的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反复扫孔以扩大孔径直到使发生缩孔部位达到设计孔径要求为止梅花孔形成原因锥顶转向装置失灵以至冲锥不转动总在一个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出现探头石造成局部孔壁凸进成孔不圆预防方法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选用适当粘度和相对密度的泥浆并适时掏渣