旋挖钻机四大施工工艺流程及施工中遇到的问题氮化铬铁

2019-02-13 23:17:50来源：贤集网 赵媛

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，该类钻机一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般采用液压先导控制、负荷传感，一般适用粘土，粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可以适应微风化岩层的施工。为了满足施工要求，旋挖钻机底盘和工作装置的配置具有装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、多功能、施工效率高等特点。目前，旋挖钻机的最大钻孔直径为3m，最大钻孔深度达120m，（主要集中在40m以内），最大钻孔扭矩620kNm。接下来贤集网小编来为大家详细介绍旋挖钻机四大施工工艺流程、在施工中遇到的问题及解决办法、施工过程的质量控制要点。一起来看看吧！

旋挖钻机四大施工工艺流程

四大施工工艺分为：干成孔工艺、泥浆静压工艺、套管工艺、混凝土造壁工艺。

一、干成孔工艺

1、干成孔特点

（1）由于地质坚固密实，钻进时无需其他辅助成孔材料或者设备，直接钻进即可。干成孔工艺是旋挖施工中最简单的工艺，其特点是：工艺简单、施工成本低。

（2）干成孔工艺针对硬塑、坚固的地质，有无地下水均可，但最好没有地下水。在采取干成孔工艺前，必须掌握岩土及地下水状况，以不塌孔为前提。

2、干成孔优缺点

（1）干成孔缺点：虽然无需担心塌孔问题，但由于失去水和泥浆的润滑软化、降温及缓冲，某些地层钻进阻力提升，特别是密实的干土、粗砂层尤为明显，出现倒渣困难，加剧钻齿损耗及钻杆振动。

（2）干成孔优势：除了工艺简单、施工成本低外，在特定地质情况下，由于泥岩遇水软化，泥浆润滑，形成打滑、塞齿及湖底现象。而干成孔可消除上述现象，提升剪切破碎效率。

二、泥浆静压工艺

1、泥浆静压作用

泥浆压强支撑孔壁，防止孔壁出现缩径、塌孔、埋钻等施工质量问题及事故。

2、泥浆三项指标

（1）泥浆压强；

（2）泥浆护壁；

（3）含砂率；

（4）泥浆三件套：泥浆比重计、泥浆黏度计、含砂率测定计。

3、泥浆其他作用

泥浆比重、黏度及含砂率是泥浆作用中的重要参数，是保护成孔质量及设备人员安全的保障。但除了支撑和护壁，泥浆还有其他多项作用，在不同地质及地下水工况下，分别起到不同作用，包括：悬浮、润滑、降温、减震、浮力和软化等。

4、造浆素材配合比

（1）泥浆配合比：以膨润土为造浆护壁工艺，原材料为水、膨润土、纤维素和火碱；配合比为100：8：0.05~0.1：0.1~0.5。

（2）无固相钻井液：聚合物泥浆是以多种单体或共聚物为基础人工合成的集合电解质，系有机高分子聚合物材料。常见的聚合物泥浆产品形式分固体和液体，液体形式主要为反相乳液材料；固体形式又分为颗粒状和粉末状；按照溶解速度又分为普通型和速溶型。聚合物泥浆在水中充分溶解后呈半透明糊状，用量极少，属于轻质泥浆，比重一般小于1.08，黏度大、渗透力强，可以有效调节泥浆的流变性，能够快速沉淀孔内钻屑，在孔壁周围经过渗透和胶联形成一层薄透明糊状保护层，有效提高钻进速度，防止井漏和孔壁坍塌，减少钻具磨损，保持井径规则。

5、不同类型泥浆应用

由于地质类型多样性，层厚及埋深变化，以及地下水位丰富状况的不同，因此不同的地质及地下水需求的泥浆不同。

三、套管工艺

（一）护筒

1、护筒作用：保护桩孔、设备及人员的安全。根据岩土及地下水状况确定护筒长度，一般护筒长度介于2M~4M之间，护筒直径通常大于桩径200MM；

2、下护筒方式：扩孔器、钻斗、特殊工装、震动锤；

3、控制要求：埋设护筒的垂直度及中心偏差。

（二）套管

套管驱动器、搓管器或全回转钻机，以及震动锤埋设套管、旋挖钻斗在套管内跟管式钻进。套管工艺可以取代泥浆护壁静压工艺，适用于咬合桩、斜桩、不稳定地层及户外施工、资源局限（没有水电）、城市环保施工等。

1、套管作用：同啊关强度支撑孔壁防止塌孔；套管长度实现强制导向，防止偏孔；套管密封性防护地下水。

2、套管构造：

①驱动盘：驱动盘通过螺栓与动力头驱动套筒底口连接，实现结构过渡，作用是传递扭矩与加压力。

②连接盘：连接盘通过销轴与驱动盘连接，并预留与护筒驱动器连接销轴。

③套管驱动器：护筒驱动器上部通过销轴与连接盘连接，下部与套管连接。护筒驱动器直径需与套管直径相符；护筒驱动器下部有定位凹槽及止口，便于与套管对接。护筒驱动器的作用是将扭矩和加压力传递给套筒及筒靴。

④套管：套管上端通过销轴可与护筒驱动器或套管连接，套管下端可与套管或筒靴链接。

⑤连接销：锥形环和丝环固定在套管上，套管对接定位后，承托环安装密封圈扭入丝环及锥形环，实现连接。

⑥筒靴：筒靴前端镶嵌合金钻齿，通过旋转及轴压，环切各类地层及岩石，减缓埋设套管阻力，提升套管钻入能力。

3、下套管方式：套管驱动器、搓管机、全回转钻机；

4、适用工况：城市施工、野外施工；

5、适用地质：淤泥层、松散地层、大粒径孤石、无充填物溶洞、特殊基础（咬合桩、斜桩）。

四、混凝土造壁工艺

旋挖钻机混凝土造壁工艺，不属于正规旋挖工艺，这种被动安全工艺，相对于泥浆静压和套管工艺主动安全相比滞后，具有一定作业风险。

（一）混凝土造壁作用

通常在高原、山区、回填土及溶洞施工时，由于地下水不丰富或者没有地下水，或者水资源缺乏，采用干成孔工艺施工时，孔内出现偏孔、局部塌孔，向孔内回填C15混凝土，将孔内异常部位回填，在混凝土达到初凝强度后，使用截齿筒钻取芯钻进。

向偏孔中回填砼可修复偏孔，向局部塌孔位置回填砼，局部产生护壁层；中空溶洞回填砼，填充溶洞并钻进导向，防止卡夹钻及偏孔。

（二）混凝土造壁应用

1、溶洞地质；

2、偏孔；

3、局部塌孔。

（三）混凝土造壁注意事项

1、滞后：混凝土护壁处理溶洞、偏孔时具有一定优势，但处理局部塌孔时，由于滞后问题，如果钻斗在孔底出现塌孔，很可能造成埋钻，实际施工中也发生过类似事故。因此，在采取混凝土护壁时，应充分做好防范准备，全面了解地质及孔内情况，在有绝对把握时，再采取此工艺。

2、费用：由于大量使用混凝土，因此，在签订合同时，回填混凝土及灌注超方由甲方项目部承担。

3、施工效率：使用砼护壁，待达到初凝状态需要时间，因此造成单孔间断施工，降低了施工效率。

旋挖钻机在施工中遇到的问题及解决办法

在建筑行业中应用越来越广泛，施工中遇到问题也越来越多，为了保证成桩质量，为后期施工奠定基础，我们需要了解钻机施工中遇到的问题，知道如何解决，现总结分析了旋挖钻机在施工遇到的各种不良的成因及其防治措施。

1、坍孔

（1）在灌注过程中如发现井孔护筒浆内泥浆位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深锤探测。如测深锤原系停挂在砼表面未取出的现被埋不能上提，或测深锤探测砼面时达不到原来深度，相差很多，均可证实确为坍孔。

（2）坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低或在潮汐河流中，当涨潮时孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机器振动等均可引起坍孔。

（3）发生坍孔后应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土，如不继续坍孔可恢复正常灌注。坍孔不严重时可回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施，继续钻进。坍孔严重时应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，暂停一段时间后查明坍孔原因，采取相应措施重钻。坍孔部位不深时可采取深埋护筒法，将护筒周围土夯实重新钻孔。

2、孔身偏斜

遇有孔身偏斜、弯曲时应分析原因，进行处理。一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直；偏斜严重时应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进。

3、扩孔、缩孔

遇有扩孔、缩孔时应采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施。缩孔是钻锥磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应注意及时焊补钻锥，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩孔时宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。

4、糊钻、埋钻

糊钻、埋钻常出现于正循环（含潜水钻机）内回转钻进和冲击钻进中。遇此应对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小、排渣设备进行检查计算，并控制适当的进尺；若已严重糊钻，应停钻提出钻锥，清除钻渣。

5、卡钻

卡钻常发生在冲击钻孔。卡钻后不宜强提只宜轻提，轻提不动时可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。

6、掉钻落物

（1）掉钻落物时宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥沙埋住，应按前述各条，先清除泥砂，使打捞工具接触落体后再打捞。

（2）在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或其它防护设施的钻孔中处理故障。当必须下护筒或其它防护设施的钻孔时，应检查孔内无有害气体，并备齐防毒、防溺、防坍埋等安全设施后方可行动。

（3）对于旋挖钻机施工这种新的工艺来说，我们还需要积累更多的经验，特别是对于施工中遇到的各种问题，都需要我们认真的总结，分析，确保以后遇到相同情况不会茫然不知所措。相信随着旋挖钻机的深入推广，我们学到的会越来越多，处理问题会越来越来简单，工作也会越来越顺利。

旋挖钻机施工过程的质量控制要点

（1）桩位测量：建立控制桩，妥善保护；对每根桩定位，可插端头有油漆标志的短钢筋；在每根桩护筒埋设前，还要再次复测，利用轴网上的两根控制桩作基点，矢量前方交汇法复核桩位，防止施工期间挠动造成桩位偏差。

（2）护筒埋设：用十字交叉检查护筒中心应与桩中心重合，护筒周边土要填实，保护护筒稳定。

（3）桩机就位调整：某些型号的旋挖钻机具有自动调整显示，但还应定期对自控系统复核。

（4）成孔：在钻孔过程中，应始终保持孔内泥浆液面位于地下水位以上2m左右。检查自控仪表显示，防止钻头偏移出现孔斜，取出的碴土应及时清运出工作面。

（5）入岩：在钻至入岩时，根据最后一挖斗取出的石渣与标准岩样比较，确定入岩界面。如岩层坚硬可换螺旋钻头，钻至不少于设计要求的深度（具体深度可现场根据岩层标高而定）。

（6）终孔检查：利用测绳、孔规（或孔径仪）检查孔深、孔径、垂直度等。

（7）清孔：按照试成孔经验，可在钢筋笼吊起后开始清孔，有利于减少沉碴厚度。清孔后应立即测量孔深，与导管安装后的孔深比较，确定沉碴厚度。

（8）混凝土水下浇灌：砼浇灌过程是成桩的关键阶段，也是质量问题易发阶段，隐蔽性较强，事后难以补救。

上述是贤集网小编为大家讲解的旋挖钻机四大施工工艺流程、在施工中遇到的问题及解决办法、施工过程的质量控制要点。关于旋挖钻机，小编就先介绍到这里啦，希望这些知识能够给大家带来帮助！随着改革开放的逐步深化，国内市场经济的需求，使得铁路公路水路交通、城市公共设施和工业民用建筑、水利电力设施、港口码头机场的建设全面飞速发展桩基础施工机械潜在的巨大市场已经出现。仅铁路建设方面，2005年我国将再上一批新项目，到2020年铁路建设总投资要超过2万亿元。今年将有数条高速客运专线，如武大、郑西、石太、京津等相继开工，高速客运专线有60%以上为桥梁，桥桩的直径大多适合旋挖钻机施工，这将是继青藏铁路以后旋挖钻机有铁路建设中更大规模的应用。

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