回转钻机施工作业指导书概论

京沪高速铁路J H T J-3标段

回转钻机施工作业指导书

（报批稿）

批准

审核

编制

中国水电集团京沪高速铁路土建工程

三标段项目经理部

回转钻机施工作业指导书

1、编制依据

《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》

《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》

《京沪高速铁路桥梁桩基实施细则》

《施工图设计文件》

2、目的

明确桥梁桩基回转钻机施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。

3、适用范围

适用于京沪高速铁路土建三标段内泥浆固壁回转钻机钻孔灌注桩施工作业。

4、施工方法及工艺要求

根据现场实际地质情况采用回转钻机钻孔，吊车配合钻机安装钢筋笼，混凝土由搅拌站集中供应，搅拌输送车运输，混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土，其施工工艺流程见图如下：

4.1 施工准备

4.1.1钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，确保钻机底座下土坚实，防止产生不均匀沉陷。

4.1.2场地位于陡坡时，可用枕木或木挑架或型钢等搭设工作平台，确保钻机满足施工要求。

4.1.3 场地为浅水时，可用筑岛方法或用围堰方法，根据现场情况经济比较而定，变水中施工为旱地施工。

钻孔桩施工工艺流程图

4.1.4当场地在深水区或水面较大时，采用水中打桩其上搭设工作平台或用船只（或浮箱）搭设平台。当用船只（或浮箱）施工时，必须锚固稳定，以免造成偏孔、斜孔、或其他事故。其顶面高度要考虑到高水位变化，施工时要高出水面0.5米到1米。平台须坚固稳定，能支承钻机和完成钻孔作业。

4.1.5制浆池、沉淀池和泥浆池，以及设置泥浆循环净化系统，应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。

4.1.6 场地准备要确保护筒安设方便，钻机就位稳固，转移运输方便，不防碍施工中设导向架，打插桩等。

4.2 测量放样

根据设计单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。首先放出墩位中心线，再放各桩位中心线，并设置护桩（护桩应设置在稳定的基础上）并将放样结果报监理工程师核查，经监理同意后进行下一步施工。

4.3 埋设钢护筒

4.3.1钻孔前应设置坚固、不漏水的钢护筒，钢护筒内径应大于钻头直径，使用回转钻机钻孔应比钻头大20cm。

4.3.2护筒顶面宜高出施工水位或地下水位1.5-2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时应高出施工地面0.5m。

4.3.3 护筒埋设时应使护筒平面位置中心与桩设计中心一致，中心偏差不得大于5cm，倾斜度偏差不大于1%。岸滩上护筒埋深黏性土不小于1m，砂类土不小于2m，当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层至少0.5m，护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。

4.3.4 对于本标段内的部分孔桩钻孔时会遇到溶岩地质的孔桩，护筒应采用跟进作业。

4.4 泥浆备制

在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，应使用泥浆护壁。泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。开工前要准备足量的粘土或膨润土，在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，浮碴能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。当泥浆性能指标不符要求时，可掺入碳酸钠、氢氧化钠或膨润土粉末，以提高泥浆性能。

泥浆性能指标，应按地质情况确定，应符合下列规定：优质泥浆（稳定液）的固壁和悬浮钻碴效能高，在用正、反循环回转钻进直径1.2m以上，孔深30m以上的井孔且地层松散易坍孔时，一般采用优质泥浆，其各项指标参见下表

泥浆性能指标

注：⑴地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；

⑵地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低限，反之取高限；

⑶若当地缺乏优质粘土，不能调出合格泥浆时，可掺用填加剂以改善泥浆性能。

调制泥浆时，先要将粘土或膨润土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量应经试验决定。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。

根据钻孔方法和地层随时调整泥浆性能指标，以防坍孔。施工中注意泥浆的排放回收，防止污染环境。

4.5 钻孔

4.5.1 安装钻机

钻机安装前，应检查钻机平台（陆域填土或水上平台）是否符合平台的设计要求，确保平整、稳固。

钻机安装主要应控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确。钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。

1）钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。

2）应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。

3）电力及机械系统运转正常，备好造泥浆粘土和泥浆池。

4）钻机就位后，应测量护筒顶、平台标高，用于钻孔过程中进行孔深测量参考。孔内出土不得堆积在钻孔周围。

5）钻孔应连续钻孔，钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查，并按规范填写钻孔记录表。孔位偏差不应大于10cm。

4.5.2 钻进

1）正、反循环旋转钻机适用于黏性土、砂类土、碎石类土及岩石层，但反循环旋转钻机不适用于碎石、卵石直径大于钻杆内径2/3的地层。可按地质条件、钻孔直径及深度选择钻机及钻头。

2）开钻前应在护筒内存进适量泥浆，开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。当使用反循环钻机钻孔，应将钻头提高

距孔底约20cm，待泥浆循环畅通方可开始钻进。钻进速度应与泥浆排量相适应。并应保持护筒内应有的水头，对不同的地层采用不同的钻速钻压、泥浆比重和泥浆量。在易坍孔的砂土、软土等土层钻孔时，宜采用低速、轻压钻进，同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。

3）在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻。宜选用尖底钻锥中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。

4）在砂类土或软土层钻进时容易坍孔，宜选用平底钻头，控制进尺，低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。

5）在卵石、砾石类土层中钻进时，因土层软硬不均，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量的方法钻进。

6）在岩石中钻进时应根据岩石的特性、风化程度、钻机的扭矩和提升能力选择适当的钻具和刃齿、压重块、钻进参数及泥浆指标。

7）无论正、反循环旋转钻孔时，须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80％，这样可使钻杆维持竖直受拉状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少断钻杆及斜孔、弯孔和扩孔现象。

8）泥浆补充与净化：开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。

9）测量：钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。

4.5.3 检孔

１）钻进中应用检孔器检孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于设计孔径的4—6倍，按要求检查钻进中和终孔的孔径。

２）采用适当的器具及时检查孔的中心位置、孔径、孔深、倾斜度、孔内沉淀层厚度，各项技术指标超过允许偏差时，要认真研究处理。

4.5.4 清孔

清孔处理的目的是使孔底沉碴(虚土)厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。

1）抽浆法清孔：采用反循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。

抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。

2）换浆法清孔：采用正循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，稍提钻头离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度