旋挖钻机在碎、卵石地层高效施工技术.pdf

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1、旋挖钻机在碎、卵石地层高效施工技术一、碎、卵石地层的护壁方法1.长护筒护壁：这种护壁方法，主要针对开孔即遇碎、卵石地层的工程。具体的操作方法如下图所示，随着钻斗钻进同时，压入护筒，当感到护筒压入困难时，可以使用短螺旋钻头捞取护筒下脚的碎石块，清除障碍物后，再向下压入护筒。如此循环往复，使用护筒护壁直到穿过整个碎石土层。注意：压入护筒时，要注意护筒外围的坍塌情况，一旦发生松动或坍塌情况，及时填充并压实以防止护筒发生倾斜或更深层的孔壁坍塌。2.护筒+泥浆护壁+粘土（干水泥）这种护壁方法，主要针对有一定稳

2、定覆盖层（≥2m）的碎、卵石地层。根据覆盖层的厚度，选择护筒长度，护筒长度应以超过覆盖层与碎、卵石地层交界面为宜。按照常规工法埋设护筒后，当钻进碎石层时，可先向孔内抛入粘土，然后使用钻头缓慢旋转，将粘土挤入碎石缝隙，形成稳定的孔壁并防止泥浆的漏失，再配合泥浆的运用，来保障碎石层钻进过程中孔壁的稳定和泥浆位的平衡。另一种相似的方法是使用干水泥配合粘土使用，当钻进碎石层时，把干水泥装成体积适当的小袋和粘土一起抛入孔底，再使用钻头旋转，将粘土块和干水泥一起挤入碎石缝隙，静滞一段时间后，可形成稳固的孔壁，干

3、水泥的作用，是增强粘土的附着力。二、碎、卵石层钻进中钻杆及钻头的选择碎石土压缩性低、抗剪强度大，钻进过程中振动强烈，在此地层钻进一般要选用机锁式钻杆钻进。对于钻头，一般采用如下两种钻具：1.小粒径卵石斗式钻头通过对斗式钻头改进设计（如下图左），增加高裙边和中心锥，使用耐磨性高的宝峨钻齿，钻进小粒径卵石时，中心锥和两侧裙边上截齿摔先切入卵石，通过旋转拨动、搅松卵石使其向钻斗进土口聚集，被宝峨齿捞入斗内，同时高裙边也有利于在卵石层形成稳定的孔壁，减少漏浆和塌孔事故发生。2.双层筒钻双层筒钻（如上图右）是

4、为钻进中等粒径的碎卵石而设计的，其采用一种全新的钻进思想“挤”，即将大小不一的碎、卵石在筒内挤密后带出孔外（传统钻进思路分为切削、冲凿和犁取等）。设计时，根据成桩孔径设计外筒直径，根据卵石的平均粒径设计内筒直径，内筒比外筒高，钻进时内筒先进入卵石层，通过端部的环形截齿把卵石内外侧隔离，来起到松动卵石地层的作用，部分卵石进入内筒，其余部分进入内、外筒之间的环体腔内，由于卵石粒径的不均匀，钻进过程中相互挤压，会密实的进入筒钻内部，如果填充物是粘性物质，则更有利于被筒钻带出。三、钻进操作的特点：在碎石土地

5、层中成孔，首先要认真研究工程勘察报告，搞清楚碎石粒径的大小、成分与含量、层厚。分析造成易掉块、易塌孔、易孔斜的程度，了解地下水位和地层渗透性等，以制定正确的施工工艺来确保成孔的质量。钻进中遇到碎石等地下障碍物，采用轻压慢转上下活动切削钻碎障碍物，如钻进无效，可以通过正反交替转动的方式，当正传遇到较大阻力时，立即反转，然后再次正传，如此循环反复。采用专有的钻具（如短螺旋钻头、嵌岩筒钻、双层嵌岩筒钻）处理后钻进。对于碎石含量大的地层可使用短钻筒，配置粘土加泥浆护壁，控制钻速；对于含孤石、漂石及较硬岩石地

6、层可换用长、短螺旋钻头进行处理，松动后再换上钻斗继续钻进。若碎石层胶结程度密实，为了易于钻进，可先用筒式钻头成孔(筒体直径小于孔径150～400mm)，即分级钻进，然后再加大块扫孔达到设计孔径要求；否则也可直接用有加大压力快速的筒式钻头一次成孔。若用筒式钻头直接开孔，初钻时应轻压慢钻，防止孔斜。分级钻进一般使用带扶正器的嵌岩筒钻来完成，如下图所示：这种钻头不但能满足分级钻进的要求，而且在碎石层的钻进中有其独特的优点。首先，中心的小筒钻有良好的携带碎石块的能力，可实现快速钻进；其次，在碎石层完成小孔的

7、钻进后，就明显的松动了孔壁周边的地质，减少了后续用捞砂斗进行第二级钻进的难度，被松动后的碎石很快的掉落在先前的小孔内，对钻进速度和钻渣的捞取都有很大的益处。四、碎石层钻进易出现的问题及解决办法1、卡钻：卡钻是指在旋挖钻进过程中，钻具被孔壁卡住，使提钻或旋转无法正常进行。在碎石土层钻进发生卡钻的原因有以下几种：①当钻斗转速过快带动泥浆冲刷孔壁或一次钻进超深，钻斗内的碎石从排水口挤出甩至孔壁间隙造成卡钻；②孔壁探头石导致径向卡钻；③钻齿磨损导致卡钻；④孔斜导致卡钻；⑤塌孔埋钻；⑥缩径导致卡钻；预防措施：

8、①一次钻进深度进行严格控制，不应太深，一般不超过钻斗高度的三分之一为宜，这样可避免石块从钻斗上方孔口出掉落和避免钻屑挤在钻斗筒壁和孔壁之间形成较大的摩阻力；②在碎石土层的钻进过程中，转速不宜过快，旋转速度快，则会带动孔内泥浆高速冲刷孔壁，导致孔壁掉块（孤石块等）卡住钻斗；③提钻过程中，提速不宜太快，同时要低速转动，防止孔壁有探出的异物卡住钻具；④制作钻头时应注意钻筒尺寸，钻筒直径一般应小于成孔直径6cm以上；在使用过程中，对钻斗要及时修复，钻头侧齿、边齿磨损后要及时更