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1、中铁十四局集团有限公司*高速项目部 旋挖钻施工方案冲击钻施工方案1 工程概况*隧道试验第一合同主线共设特大桥*米/*座、大桥*米/*座、中桥*米/*座（桥长按双幅计），全部桥梁全长*米/*座。本试验段桥梁上部采用30m、40m预应力混凝土T梁，下部桥墩采用方形柱式墩、双薄壁矩形墩，桩基础；桥台采用柱式桥台或肋式台，桩基础。2 编制依据、项目招标文件及投标邀请书；、项目施工招标文件专用本；、*交通规划设计研究院下发的施工图纸；、施工现场踏勘所获取的资料；、我公司现有技术水平及人员、设备情况；、我公司以往类似工程施工经验。3 方案选定目前，钻孔桩施工工艺多种多样，主要有循环钻、冲击钻、旋挖钻、螺旋
2、钻等方式。结合地质、工期及现场实际情况，拟采用岩石旋挖钻进行钻孔装施工。 冲击式钻机时灌注桩基础施工的一种重要的钻孔机械，它适应各种不同地质情况，贴别是卵石层中钻孔，冲击式钻机较之其它形式钻机适应性强。同时，用冲击式钻机造孔，成孔后，孔壁四周形成一层密实的土层，对稳定孔壁，提高桩基承载能力，均有一定作用。针对本项目的地质特点特选用冲击式钻机。 4 施工部署4.1 组织机构 为保证本工程的顺利实施，我项目配备业务能力强、经验丰富的管理人员和工程技术人员作为项目部管理机构，全面负责、组织、指挥全过程施工，搞好施工组织协调及保障工作。根据施工位置的具体情况和总体工期的要求，为按期完成施工，拟安排两个
3、钻孔桩队伍进行钻孔桩施工。 5 施工工艺流程5.1施工准备5.1.1技术准备 （1）掌握场地的工程地质和水文地质资料。 （2）查阅桩基设计图纸和技术要求，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和混凝土配比申请。5.1.2 现场准备（1）施工场地，必须做好“三通一平”，并根据现场情况，有条件的先做好地面砼垫层，以利施工。现场四周应设置排水沟、集水井。施工现场的出土路线应畅通。由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。（2）施工现场技术负责人和施工员应逐孔全面检查施工准备，逐级进行技术安全交底和安全教育，要使安全、技术管理在思想、组
4、织、措施都得到落实。5.2 测量放样采用全站仪精确定位桩孔的位置，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位。护桩要做好保护工作，防止施工过程中被扰动。5.3 钢护筒制作及埋设护筒采用8mm钢板卷制成型，其内径比设计桩径大0.2m，上下口外围加焊加劲环。桩基钢护筒采用长2-4米钢护筒，遇卵石层钢护筒跟进，直至穿过卵石层。 冲击钻施工工艺流程图 5.4 钻机就位钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。通过测设的桩位准确确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直
5、状态。5.5 钻进成孔5.5.1泥浆制备钻孔采用冲击钻正循环泥浆护壁钻进，泥浆在钻孔中的作用主要是浮渣、护壁防止孔内坍塌，泥浆性能的好坏直接关系到钻进速度与成孔质量。在墩位附近开挖泥浆池与沉淀池，废渣随时外运弃置到弃渣场。泥浆制作在粘土中钻孔，当浮渣能力能满足施工要求时，可采用孔内原土造浆护壁；在沙土中钻孔，泥浆原料宜选用优质粘土或膨润土。开孔时可采用拌浆机，正常钻进时利用沉淀池将派出的带有钻渣的泥浆沉淀后流入泥浆池备用，为了提高泥浆的粘度和胶体率，可向泥浆中投入适量的练碱或碳酸钠，其掺量由实验决定，一般掺量取0.2%。泥浆比重钻进过程中泥浆对孔壁的侧压力，随着泥浆的比重增大而加大，因此泥浆比
6、重越大孔壁越稳定，然而随着泥浆比重增加，孔壁泥皮增厚，泥浆消耗大，且不易净化，也不利清孔和灌注混凝土。粘度粘度是液体或混合液体运动时各个分子或颗粒之间产生的内摩擦力，粘度大泥皮厚，携带钻渣能力强，但易糊钻影响钻进速度，粘度过小对护壁和防止翻砂，渗透都不利。根据不同地层出渣情况严格控制泥浆参数、钻进速度。各地层泥浆性能指标控制见下表：钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度含砂率（%）胶体率(%)静切力（pa）PH值失水率（ml/30min） 冲击钻一般地层1.101.201824 49512.581120坍塌地层1.201.402230953581120卵石、浮石1.41.5252895358
7、1120 5.5.2钻进采用冲击正循环钻孔，具体方法是逆境泵接高至孔口，即用高压软管顺钢丝绳直至钻头以上约1m左右，管头装倒接，并固定在钢丝绳上，通过泥浆泵将泥浆压入孔底，将悬浮钻渣有护筒口排出进入滤浆池，滤浆槽过滤的泥浆流入储浆池重新使用。整个泥浆系统由泥浆泵、泥浆高压管路、滤浆池、滤浆槽、储浆池组成，钻孔过程中应适量补充泥浆。 （1）、机具布置：机具布置随所用钻机类型而异。在埋好的护筒和备足护壁泥浆粘土后，将钻机对位，安装好钻架，对准桩孔中心，就可以冲击钻进。 （2）、开孔：开钻时应现在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造
8、浆。开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出低下水位（河中水位）1.52.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出。特别是护筒底口以下3米内，须反复投入小片石（粒径不大于15cm）与粘土的混合物，采用小冲程砸，防止缩孔或塌孔。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不塌不漏。在砂及卵石类土等松散层开孔或钻进时，可按1:1投入粘土和小片石的混合物，以冲击锥反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁，必要时应采取回填反复冲击23次。5.5.3钻孔过程中孔内事故的预防及处理 （1）、正常钻进时，应注意以下事项： 1、冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握，当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石
9、层时，应采用12m的中、小冲程、并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止塌孔。 2、当通过含砂底液限粘土等粘土质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用11.5m的小冲程，防止卡钻、埋钻。 3、当通过坚硬密室卵石层及漂石、基岩之类土层时，可采用45m大冲程，使卵石、漂石或基岩破碎。 4、在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻，冲坏孔壁或使孔壁不圆。 5、为正确提升钻头的冲程，宜在钢丝绳上作标志。 6、钻头直径磨损超过1.5cm时，应及时更换、修补。 7、需将钻头提起时应关闭泥浆泵避免出现浆嘴喷射砂卵石孔壁造成塌孔。 （2）、检孔钻孔达到设计标高后，应对孔位、孔径、孔深和孔形
10、等进行检查，孔位偏差不应大于10cm，斜度不得大于1%。设计图上未注明时，孔深容许偏差不可超过设计深度的-1%。 （3）、钻孔事故预防及处理 塌孔 各种钻孔方法都可能发生塌孔事故，塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷明显增加等。 1、塌孔的原因 （1）、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。 （2）、未及时补浆（或水）、潮水上涨，或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。 （3）、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水侵湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，
11、扩展成较大坍孔。 （4）、在松软砂层中钻进进展太快。 （5）、吊入钢筋笼时碰撞孔壁。2、塌孔的预防和处理 （1）、在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。 （2）、汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采用高护筒，增高水头。 （3）、发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂（或粘土）混合物到塌孔处12m，如塌孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。 （4）、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻进。 1、斜孔原因（1）、在有倾卸的软硬地层交界处，岩面倾卸处钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。（2）、钻机底
12、座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。（3）、钻杆弯曲、接头不正。 2、斜孔的预防和处理（1）、安装钻机时要使底座水平、起重滑轮缘和护筒中心应在一条竖直线上，并经常检查校正。（2）、在有倾卸的软、硬地层钻进时，应控制进尺，低速钻进，或回填片石冲平后再钻进。 1、卡钻的原因（1）、钻孔形成梅花形，钻头被狭窄部位卡住。（2）、为及时补焊钻头，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的钻头大了，又用高冲程猛击，极易发生卡钻。（3）、伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥胶或锥顶。（4）、孔口掉下石头或其他物件，卡住钻头。（5）、在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以便钻头被吸住。 2、处理方法处理卡钻应先弄清情况，针
13、对卡钻原因进行处理。宜待钻头有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。（1）、当为梅花卡钻时，若钻头乡下有活动余地，可使钻头乡下活动至孔径较大方向提起钻头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻头提出。（2）、卡钻不宜强提以防止塌孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或掉入的石块落下。（3）、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将钻头提出。（4）、在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。5.6 终孔钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。通过钻渣，与地质
14、柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查。对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用测孔仪进行检测。孔深及沉渣厚度检测：成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深。确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收，监理工程师验收合格后，立即进行清孔。5.7 清孔及检测 清孔采用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水位。清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔就应满足规范要求，否则不应下放钢筋笼。待钢筋笼安装到位后下放导管再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重1.1，含砂率2%，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。孔底沉渣的测量：采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，两者底标高之差为沉渣厚度，每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核,严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。成孔检测标准编号检查项目允许偏差1
