潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用
跟管管棚施工技术在砂卵砾石层开挖中的应用
洞开挖掘 进掌子面预先处理 ， 高其 整体性 ， 提 增加稳定性 ， 能承受开挖后 的应力和抑制 围岩 变形 。 关键 词 ： 管棚施 工； 超前 支护 ； 注浆加 固； 宝瓶 河水电站 中图分 类号 ： ４ ５４ Ｕ ５． ９ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ５ ０ ４ （ ０ １０ — ０ ４ ０ ２ ９ — １４ ２ １ ） ８ ０ ６ — ２
２ ． ％ ２． ％； ３２ 一 ７ ０ 相对密度一般为 ０ ～ ． 可见含漂 ７ ９ ．０ 。 ６ ７ 石 砂 卵砾 石层 组 成物 质具 有孔 隙率 小 、 实 、 密 承载力 较 高 的 工程特 性 。
套 管钻 头 和套 管 （ 管棚 钢 管 ） 留在 孔 内形 成 管棚 。钻 孔角 度 为外倾 ０５～ ． ， ．。２０ 以保 证 隧洞 成 洞 时 的轮 廓 。 线不 小于设 计要 求 。设计 孔 位为 隧洞 开挖 轮廓线 腰
中引 水隧 洞 的压力 管道 平管 段部 分通过 古 河床 凹槽
段 。引水 隧洞 的压 力管 道成 洞洞 径 ５８ｍ， 砌厚 度 ． 衬 ６ ｌ ， 圆形 洞 ， ０ＣＩ为 Ｉ 在古 河 床 含漂 石 砂 卵砾 石 中通 过
段 ， 度 约 １ ０ｎ。 长 ２ ｌ ＇ ２ 压 力管道 地 质条件
２ ．５ ０７ ％， 平 均 占 ｌ － ％ ；不 均 匀 系 数 为 ２ ． ～ ７３ ７ ７５ ３ ２ ９５ 平 均 为 １ ２ ４ 曲率 系数 ３１ — ． ， 均 为 ０． ４， ２． ； ９ ．８ ９８ 平 ８ ６８ ， 于级 配不 良或级 配不 连续 土 。 内物理 力学 ．１ 属 室
第４ ７卷 第 ８期 ２１ ０ １年 ８月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇｍａｕ Ｗ ａ ｅ ａ ｃ ｖａ ｙ ａ ｄ Ｈｙ ｏ ｗｅ ｃ ０ｏ ｓ ｔｒ Ｃｏ ｓ ｒ ｕｃ ｎ ｄｒ ｐｏ ｒＴｅ ｈⅡ
砂卵石地层暗挖大断面管棚超前支护技术
砂卵石地层暗挖大断面管棚超前支护技术摘要：在砂卵石地层中管棚钻进施工难度大，精度控制困难。
结合北京地铁10 号线二期工程前泥洼站至西局站区间隧道砂卵石地层大管棚施工案例，对一种新的大管棚施工技术进行了介绍和评价，并提出了以后改进的方向。
关键词：浅埋暗挖隧道；超前支护；大管硼；潜孔锤跟管钻进；注浆1 工程概况北京地铁10 号线二期前泥洼站至西局站暗挖区间隧道渡线段（以下简称“前—西区间”）基于功能需要，洞室有A、B、C、D、E、F、G 共计7 种断面结构形式，其中G 断面结构开挖宽度最大为14.867 m，最小为6 m（标准断面）。
主要施工方法有临时仰拱法、CD 法、CRD 法、双侧壁导坑法。
暗挖隧道穿越地层主要为砂卵石，由于该段砂卵石地层具有密实度高、自稳性差、大粒径漂石含量大、渗透性强以及卵石强度高等特点，使隧道开挖与支护困难，暗挖大断面隧道的超前预支护方法与成孔方式的选择成为施工的重点和难点。
1. 1 地质情况描述根据地勘资料以及竖井开挖时揭示的地层情况显示，前—西区间隧道基本位于第四纪卵石④层，局部为黏质粉土、一般粉土④1和细中砂④2层，属于Ⅵ级围岩，土石可挖性为Ⅰ～Ⅲ级。
卵石、漂石，杂色、密实，湿，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径为20～200 mm，最大粒径约为300 mm，细中砂填充25 %～40 %；局部夹漂石，一般粒径为230～300 mm，含量17.4 %～31.0 %，其中埋深11.5～17.5 m 漂石含量为37.7%～77.8%，最大粒径390 mm，在埋深18.94～21.89 m 连续分布。
根据土工试验结果，该区间卵石地层中卵石重度为20 kN/m3，Ф为40～45 °，渗透系数150 m/d，垂直基床系数为80～150 MPa/m，静侧压力系数k0为0.18～0.25。
1. 2 暗挖大断面超前支护设计方案浅埋暗挖施工成败的关键，是控制地表沉降和周边环境与结构物的安全，而控制好地表沉降的前提是控制围岩松弛和掌子面的稳定。
潜孔锤跟管钻进技术研究
第 ８卷 第 ６期
２ ０ １ ７年 ３月
黑 龙 江 科 学
ＨＥＩ Ｌ Ｏ ＮＧＪ Ｉ ＡＮＧ Ｓ Ｃ Ｉ ＥＮ ＣＥ
Ｖｏ ｊ ． ８ Ｍａ ｒ ｃ ｈ ２ （ １ ｌ 了
潜 孔 锤 跟 管 钻 进 技 术 研 究
逢 忠 玉
（ 黑龙 江 省有 色金 属地 质勘 查 ７ ０ １队 ， 哈尔 滨 １ ５ ０ ０ ２ ８ ）
ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ＤＴＨ ｈ ａ ｍｍｅ ｒ ；ＤＴＨ ｈａ ｍｍｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｉ ｐ ｅ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ；Ｅｎ ｇ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ＤＴＨ ｈ ａ ｍ ｍｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｉ ｐｅ ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＰＡＮＧ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ— — ｙ ｕ
（ Ｈｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｎ ｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｍｅ ｔ ａ ｌ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｎ ｏ ．７ ０ １ Ｔ ｅ ａ ｍ，Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ２ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
潜孔锤非潜孔施工技术应用
２０ 年 ３月第 ２ ０８ ８卷第 １ 期
地质 学报
Ｖ １ ８ Ｎ ． Ｍ ｒ２０ ｏ． ｏ１ ２ ａ．０ ８ ，
潜孔锤非潜孔施工技术应用
王显伟 ，马天华
（ 都 水 文地 质 工 程地 质 队 四川 成 都 ６ ７ 成 １ ０ ２） ０
３ ０ｍ。 ４．
４ 潜孔锤非潜孔施工技术在 土钉施工 中的应用
在高速公路 、 铁路边坡和建筑基坑坑壁支护 中， 大量采用土钉支护技术 ， 并均采用成套设备进行支护 施工。１９ ９８年承接成都市某商场基坑支护任务 ，采用某建筑科研设计院的支护专利技术。该技术为人工 撞锤撞击土钉杆体进行贯人 ，由于劳动强度大 、 施工进度缓慢 、 土钉深度达不到设计要求 ，当时又无成套 的土钉施工设备。 在这一情况下采用潜孔锤施工技术 ， 利用潜孔锤结合手动葫芦进行土钉施工， 工效明显 提高， 劳动强度也大大降低。 一台潜孔锤一个人操作 （ 原施工一根杆体 ， 采用撞锤撞击 ， ８ 需 人轮换作业 ） ， 效率高 ，平均 ｌ ／ ｉ，且贯人深度基本达到设计要求。该项施工技术的应用获得了好的技术经济效果。 ｍｍｎ
进跟管。 跟管原理是 ， 潜孔锤全面钻进成孔的同时， 潜孔锤利用部分冲击能量拖动套管向孔底移动而跟管。 但在部分地层中采用潜孔锤偏心跟管钻进的效果并不理想 ， 需采用其他方法进行钻进跟管。
２ 潜孔锤非潜孔后置跟管技术
潜孑 锤非潜 孑后置 跟管技 术是 ：硬质合金 钻具 掏心钻 进 ，潜孑 锤后置 跟管 。其 跟管原 理是 ：采用潜孔 Ｌ Ｌ Ｌ
辐射管井多设置壁极不稳定 ，必须边钻进边跟
管 。施 工过程 中 ，如何钻 进跟管 成孔是 辐射管 井施工 的关键 。一 般在竖 井 （ 集水井 ） 成之后 ，进行 辐射 完 管 井施工 。在 不致密 或卵砾石 直径 不大 的情 况下 ， 辐射管 井施 工一般 采用潜 孔锤偏 心跟管钻 进技术 进行钻
潜孔锤偏心跟管钻进技术
及城市基础设施等建设工程中， 遇到了大量 的 地 质 灾 害 防 治 、基 础 加 固 等 复 杂 地 层 的 工 程施工， 使潜孔锤跟管钻进技术得到了空前 的发展。国际上已经有的潜孔锤偏心跟管钻 进技术基本上在国内都得到了广泛的应用。
中国地质科学院探矿工艺研究所在潜孔 锤跟管钻进技术领域内研究起步较早， 自“七 五”开始研究以来， 特别是“九五”期间的进一 步开发、完善， 已经形成了与潜孔锤偏心跟管 钻进技术相配套的数十种单偏心、双偏心、三 偏心等潜孔锤跟管钻具产品， 不仅服务于地 质 勘 察 、地 质 灾 害 治 理 领 域 ， 还 满 足 了 水 电 站、高速公路、铁路及城市基础设施等建设工 程的需要。其中， ＳＰ 系列潜孔锤偏心跟管钻 具是专利产品， 专利号是： ＺＬ２００３２０１１５２０２．８。 其 产 品 规 格 有 ： ＳＰ１０８、 ＳＰ１２７、ＳＰ１４０、ＳＰ１４６、ＳＰ１６８、ＳＰ１７８、ＳＰ１９４、 ＳＰ２１９、ＳＰ２４５ 等。ＳＰ 系列跟管钻具可与常用 的冲击器相配套。
图 ２ 是单偏心三件套跟管钻进系统示意 图， 单偏心三件套跟管钻具由中心钻头、偏心 扩孔钻头、导正器、联接销系统等组成。 ２．２ 潜孔锤偏心跟管钻进工作原理
单偏心三件套潜孔锤偏心跟管钻具工作 时由钻机提供回转扭矩及推进动力。正常钻 进时， 由空气压缩机提供的压气， 经钻机、钻
凿岩机械气动工具， ２００７（ １）
潜孔锤偏心跟管钻进技术
赵建勤
（ 中国地质科学院 探矿工艺研究所， 四川 成都 ６１００８１）
摘要： 主要介绍潜孔锤偏心跟管钻进技术、ＳＰ 系列偏心跟管钻具的特点以及潜
孔 锤 偏 心 跟 管 钻 进 技 术 用 于 解 决 地 质 灾 害 、水 电 建 设 、城 市 高 层 建 筑 地 基 处 理 、公
空气潜孔锤取心跟管钻进技术
空气潜孔锤取心跟管钻进技术一、基本概况空气潜孔锤取心跟管钻进技术针对河床、滑坡、等堆积地层，采用空气钻进而研发的一种钻探新方法，具有钻进速度快、取心质量好、不破坏植被和不影响地层稳定性等优势；主要用于浅部地质钻探（绿色钻探、砂卵砾石层钻探等），水利水电、滑坡等工程地质勘察领域。
该技术通过“优质、高效”的途径，解决了各种堆积地层的岩心质量较差和钻进效率较低等问题；可“以钻代槽”，避免槽探对植被的破坏。
二、技术主要内容空气潜孔锤取心跟管钻进技术采用风动钻进原理，将基础工程中的潜孔锤跟管钻进与岩心钻探领域的回转取心钻进组合，通过优化结构，优势互补，形成一种取心质量好、钻进速度快的钻进新方法，为工程地质勘察提供有效的技术手段。
其核心技术是潜孔锤取心跟管钻具。
图1 空气潜孔锤取心跟管钻具空气潜孔锤取心跟管钻进技术主要由中心取心钻具、套管靴总成组成。
前者执行取心钻进任务，并随钻带动后者跟进套管；后者执行推动套管随钻向孔底延伸，实现随钻跟管钻进。
整套钻具结构简单，使用简便。
中心钻具属于可提升部分，完成取心钻进回次后，可随钻杆被提到地表。
套管靴总成由套管钻头等三个零件组成。
该总成直接连接在套管下端，由中心钻具带动套管钻头旋转，承担跟管任务，钻孔施工期间，始终留在孔内隔离孔壁。
空气潜孔锤取心跟管钻进技术钻进原理：回转取心钻具，进行冲击取心钻进；同时，通过传扭副带动套管钻头回转，使其保持同步冲击回转钻进，并靠承传压付使套管向孔底延伸，而套管不回转。
钻进回次结束，直接将中心取心钻具提到地表进行取心，而管靴总成仍留在孔内；加长套管后，再将钻具下到孔底并与套管靴总成自动连接，可进行下一回次钻进。
表1 潜孔锤取心跟管钻具规格及其主要技术指标钻具名称 Φ127取心跟管钻具Φ146取心跟管钻具Φ168取心跟管钻具钻具规格/mm Ф127 Φ146 Ф168钻孔直径/mm Φ132 Φ152 Ф176岩心直径/mm Ф54.5 Φ67 Ф75跟进套管/mm Ф127 Φ146 Ф168钻头类型 球齿合金钻头 球齿合金钻头 球齿合金钻头钻具长度/mm 1570（外管1米）2570（外管2米）1525（外管1米）2525（外管2米）1710（外管1米）三、重要意义及应用情况1、成果的重要意义现阶段及相当长时间，我国高原等植被脆弱地区地质勘探，铁路等基础设施，水利水电和滑坡等工程地质勘察，其各种堆积地层钻探工作量巨大；“一带一路”向外延伸沿线的铁路、公路等基础设施建设，也将有巨大的工程地质勘察工作，该技术具有巨大市场，应用前景非常广阔。
复杂地层偏心跟管钻进技术及配套选择
复杂地层偏心跟管钻进技术及配套选择在众多的复杂地层钻进施工中，塌孔、埋钻是施工人员经常碰到且又十分头疼的问题。
采用常规的钻进工艺方法很难保证钻孔的质量和施工效率。
潜孔冲击跟管钻进技术充分利用了风动潜孔锤高效冲击破碎岩石的优势，在高效碎岩钻进的同时，同时跟入套管保护钻孔孔壁，利用套管的刚性导向作用，可以抑制钻孔弯曲，保证钻孔的直线度。
目前已在国内外广泛应用于坚硬、破碎、松散等复杂地层的工程钻孔施工中。
潜孔冲击跟管钻进按其结构型式主要分为二种类型：偏心式跟管钻具及同心跟管钻具。
二种结构型式的跟管钻具具有不同的结构特点和使用性能，其适用范围也有所区别。
同心跟管钻具因其外钻头的壁厚较厚，同样孔径施工，冲击功传递效果不如偏心钻具，只有在钻孔直径较大，选择高风压冲击器时，效果才比较好，但制造费用比偏心钻具高的多。
偏心式跟管钻具不仅成孔直径大，而且结构简单，制造成本低，使用方便，因此得到了更广泛的应用。
偏心跟管钻具的工作原理钻进时，偏心跟管钻具通过套管内孔中进入套管靴位置，当钻具正转时，偏心钻头在孔底摩擦力的作用下顺着回转方向偏心张开，在潜孔锤驱动下钻头钻出比套管外径大的钻孔，同时偏心钻具的导正器台肩驱动套管靴，使套管与钻孔同步跟进，使之保护钻孔。
钻孔达到预定深度后，使钻具反向旋转一定角度，偏心钻头收拢，然后从套管中提出。
原理图如下：偏心跟管钻具钻进时破碎岩石及驱动套管跟进的能量主要来源于潜孔冲击器输出的冲击功，此外钻机回转带动偏心跟管钻头对孔底岩石形成辅助性切削及挤扩效应。
要获得良好的跟管钻进效果，必需使钻机、空压机设备的输出性能以及潜孔冲击器性能与跟管钻具加以匹配，并且根据地层情况制订出合适的钻进施工工艺。
钻进设备的配套根据冲击器的碎岩特点，钻机设备应满足低速大扭矩的需要，一般选择动力头式锚固钻机较好；空压机性能首先要满足潜孔冲击器所需的风压和风量的需要，并且根据地层的漏失程度及含水情况，在条件允许的情况下，尽量选择能力较大的空压机；潜孔冲击器应具备优良的冲击功和冲击频率输出性能，并且要与跟管钻具、套管材料的强度相匹配。
偏心跟管钻进成孔技术在复杂地层中的应用
偏心跟管钻进成孔技术在复杂地层中的应用发布时间：2023-06-09T03:48:50.577Z 来源：《新型城镇化》2023年11期作者：黄亮[导读] 在滑坡治理工程中，特别是应急抢险工程，具有占用资源多、施工工期紧、作业难度大、造价成本高等特点。
而非开挖式微型桩具有桩位布置灵活、施工进度快、适用性强、可在狭窄作业面施工、工程造价低等特点，特别是对于抢险加固工程可以争取宝贵的时间。
浙江省隧道工程集团有限公司杭州市 310030摘要：本文依托项目实际，介绍了偏心跟管钻进技术在复杂地层非开挖式微型桩成孔施工中的应用，该技术的成功应用，保证了复杂地层中的非开挖微型桩施工质量，加快了施工进度，取得了良好的效果。
关键词：偏心跟管钻进；非开挖式微型桩；复杂地层1 引言在滑坡治理工程中，特别是应急抢险工程，具有占用资源多、施工工期紧、作业难度大、造价成本高等特点。
而非开挖式微型桩具有桩位布置灵活、施工进度快、适用性强、可在狭窄作业面施工、工程造价低等特点，特别是对于抢险加固工程可以争取宝贵的时间。
滑坡地质条件本身就比较复杂，其中许多工程，特别是公路高位滑坡加固工程经常涉及到土石结合物、破碎软岩等复杂地层，在此类地层中施作微型桩，成孔就成为最为关键、最棘手的难题之一。
33省道（浒溪线）奉化段公路穿越四明山山区，地形高差大，地质情况复杂多变，其中LK2+400边坡治理高度将近143m，上部为高位滑坡体，下部为塌方体，上部滑坡体采用非开挖式微型桩替代原设计抗滑桩加固，由于边坡所在地段地质条件差，施工时成孔难度很大，本文就成孔施工技术作详细阐述，以利于今后治理同类的滑坡。
2 工程概况2.1 工程环境情况工程位于亚热带雨林地带，受海洋的影响，全年气候温暖湿润，四季分明，雨量充足，开挖前为毛竹林覆盖，毛竹根系较浅，不利于滑坡的稳固，反而增加了滑坡体荷载，且东侧坡面存在渗水点，在雨季雨水充沛，有部分地表雨水渗入较大的节理裂隙及破碎带中，沿节理裂隙向坡下部渗透过程中，产生孔隙水压力，并冲刷、溶解和软化结构面中的充填物，使结构面进一步软化、贯通，致使结构面软化、抗剪强度降低，成为导致边坡不稳定的因素之一。
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潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用
摘要：砂卵石地层是钻探中常见的复杂地层，在该地层快速成孔的技术一直困扰着钻探人员。
通过分析目前砂卵石地层常用的钻进方法，提出用潜孔锤偏心跟管钻进技术在该地层快速钻进成孔。
理论结合实践证明，该技术在砂卵石地层能够快速成孔，并具有广阔的应用前景。
关键词：潜孔锤；跟管钻进；砂卵石地层
1.砂卵石地层钻进技术现状
砂卵石地层复杂，分布无规律，结构松散变化大，粒径不一，常有粒径20～30cm的漂石，甚至有粒径1m以上的大孤石，架空现象严重，透水性强。
在钻进过程中总会遇到钻进难和护壁难等难题[1－4]。
1.1锤击跟管硬质合金取芯钻进技术[5]
该技术通常采用硬质合金和钢粒钻进，吊锤击打套管跟进。
当孔壁坍塌影响钻进或钻遇大孤石时，采用孔内爆破技术进行爆破。
该方法的缺点是钻进效率低、取芯率低和孔故率高。
1.2金刚石取芯钻进技术
该技术在砂卵石地层钻进时，通常以植物胶作为冲洗液配合金刚石钻头钻进和用单动双管取芯钻具取芯。
该技术能够提高取芯质量、提高钻进效率和降低孔故率。
但在水敏性地层和极破碎等复杂地层钻进效果较差。
1.3冲击钻进、粘土护壁法
该方法利用钻头的冲击挤密和孔内填加粘土的办法,可有效护壁,保证孔壁稳定。
但是一般钻孔直径较大，效率较低，且孔内遇水或孔隙较大时，孔壁不稳定，钻进效果较差。
1.4空气潜孔锤跟管钻进技术
空气潜孔锤跟管钻进技术是一种钻进、排渣和护壁同时进行的钻进技术，可以较好的解决护壁问题，具有地层适应性强、钻进效率高、孔壁稳定的优点。
近年来已广泛应用于砂卵石地层钻进。
其有同心跟管钻进和偏心跟管钻进两种方式。
目前应用较多的为空气潜孔锤偏心跟管钻进。
通过对比分析，使用空气潜孔锤偏心跟管钻进技术能较好的解决在砂卵石地
层快速成孔的问题。
2.空气潜孔锤偏心跟管钻进原理
以单偏心潜孔锤偏心跟管钻具为例[6]说明其跟进原理，跟管钻具结构见图1。
钻进时，压缩空气经钻杆进入冲击器，推动冲击器的活塞做高频冲击导正器的往复运动，冲击器通过导正器将冲击波和钻压传递给中心钻头和偏心钻头以破碎孔底岩石。
同时，钻机通过钻杆传递给冲击器的回转扭矩作用到冲击器的花键上，由花键带动跟管钻具的导正器转动。
导正器转动时偏心钻头张开，并在开启到设计位置后被限位，使中心钻头、偏心钻头能够同时随导正器旋转。
偏心钻头钻出的孔径大于套管的最大外径，可以减少套管跟进阻力，套管可凭借自重和冲击器冲击力跟进护壁。
当套管的重力大于地层对套管外壁的摩擦阻力时，套管以自重跟进；当套管重力小于地层对套管外壁的摩擦阻力时，潜孔锤偏心跟管钻具继续破碎岩石前进，前进破碎岩石至导正器上的台肩与套管靴上的台肩接触时，冲击器的部分冲击能量传递给套管靴，再加上钻具自重以及钻压的作用，迫使套管靴带动套管与钻具同步跟进。
图 1 单偏心跟管钻具
3.工程应用实例
3.1工程区域地质概况
工程区域位于洛阳市洛龙区槐树湾村与偃师市诸葛镇裴村附近，交通便利。
区域地貌单元属于伊河河床、河漫滩，地层共分为13个主层，上部以第四系全新统、上更新统冲洪积形成的卵石为主，下部为上第三系洛阳组粘土岩、砂岩和砾岩。
卵石粒径一般为20～60mm，大者在70～140mm，偶见漂石。
3.2设备
钻机选择无锡双帆产的YG50坑道钻机。
该钻机为全液压动力头钻机。
空压机选用英格索兰WWHP400WCU。
冲击器与钻具选用无锡双帆产的QCW－100和QCW－80冲击器以及配套使用的Φ108套管和Φ146套管，套管长度为1m和1.5m两种，钻杆为Φ73×1m，Φ73×1.5m两种。
拔管机选用无锡双帆产的YB70液压拔管机。
此外还有配套的柴油发电机组和辅助设备。
3.3钻进参数
潜孔锤偏心跟管钻进钻压分为两部分，一部分是给岩石一定的预压力，使其产生裂隙，方便冲击器冲击破碎；另一部分是克服冲击器的反弹力。
其钻进压力不是主要用来破碎岩石的，因此不易选择大钻压。
可选择2～3MPa钻压，并在钻进过程中根据实际情况再调整。
潜孔锤转速的高低主要和冲击器的冲击频率，规格大小以及钻岩的物理机械
性质有关。
潜孔锤钻进以冲击碎岩为主，回转速度只为改变钻头合金的冲击破岩位置，避免重复破碎。
一般转速选20r/min左右为好，转速过高会造成钻头的严重磨损和钻进效率的降低。
潜孔锤钻进的空气清耗量是根据冲击器的性能参数（耗气量）及清除孔内岩屑的最低上返速度而确定。
根据文献资料推荐，取芯钻进时，上返速度V=10～15m/s，全面钻进时V=20～25m/s。
因此，本次风量为9～11m3/min。
从冲击器工作要求来看，工作风压要大于上下配气室的压差，潜孔锤活塞才能做上下往复运动。
在钻进时，还需要考虑随孔深增加而带来的沿程压降（0.0015MPa/m）和克服水位以下的水柱压力。
因此钻进过程总风压可以稍高于冲击器规定风压，本次风压为0.9MPa。
钻进参数在钻进过程中应随地层变化随时调整参数。
3.4钻进效果
本次共钻进3个钻孔，共计68.9m，Φ146套管最大跟管深度为18m，Φ108套管最大跟管深度为24m。
在含砂和细小颗粒较多的层中钻进速度最高可达15m/h，在颗粒较大的卵石层中钻进速度在6～8m/h，钻穿漂石的速度为4～5m/h。
在钻进过程中孔故率极低。
利用液压拔管机起拔套管安全稳定，不损伤套管，起拔速度为12m/h。
总体来说，采用空气潜孔锤偏心跟管钻进，钻进速率快，成孔率高。
同地层情况下，其跟管钻进速率是金刚石钻进的3～5倍，是钢粒钻进的6～10倍。
4.常见问题及处理
4.1冲击器悬空不工作
钻遇砂层时，由于砂粒径较小，压缩空气瞬间吹净孔底砂粒，造成潜孔锤钻头悬空，钻头唇面接触不到孔底，冲击器无法正常启动。
解决的办法是将钻具提升一定距离，停止送风，向套管内添加破碎过的细小砾石，再下钻送风钻进。
4.2冲击器堵塞
钻遇粘土层时，粘土堵塞冲击器风道，冲击器会出现间歇性工作或不工作的问题。
解决的办法是停钻，向钻杆内加入水，然后连接空压机，瞬间开启送风阀门，将风量瞬时送入冲击器，反复几次。
如果能够冲开风道，即可正常钻进，如果不能，则提钻清洗冲击器。
4.3不返屑
钻进中会出现长时间不返屑的情况。
应根据钻进情况判断是否风量不够或钻
遇特殊地层。
如无风量及地层的原因，则是岩屑集中在钻头和冲击器与套管的连接处无法排出，钻头反复破碎岩屑。
解决的办法是将钻具反转上提一段距离，强吹孔底直至正常返屑。
4.4冲击器反弹
钻遇大颗粒卵石时，潜孔锤无法在短时间内破碎岩石，冲击破碎岩石的反作用力会造成冲击器及钻具反弹。
解决的方法是用重物增加钻机重量，保持钻机稳定，适当增加钻压，克服反弹力。
4.5钻头不能回收
孔底岩屑堆积会造成偏心钻头无法正常回收，解决的办法是向孔内注水并用强风吹孔。
切记不可强行增大扭矩转动钻头，会造成钻杆和套管断裂，或钻杆和套管丝扣拧死无法拆卸。
5.应用前景
采用空气潜孔锤偏心跟管钻进在砂卵石地层中的钻进，地层适应性强，成孔速度快，孔壁稳定。
较好的解决了回转钻进和单纯的冲击钻进在砂卵石地层钻进存在的问题。
在工程施工钻探中有广阔的应用前景。
参考文献
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