冲击钻施工作业指导书(2)

冲击钻钻孔施工

1适用范围

本指导书适用于改建铁路阳安线增建第二线大岭铺至安康东直通线YAZTS-2标桥梁工程卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桩基施工，在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头，在黏性土、砂砾类土层中宜用管形钻具。

2.作业准备

2.1内业准备

（1）作业指导书编制审批完毕后，在开工前组织技术人员及现场班组负责人进行认真学习，工程技术部组织技术人员阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。根据地质和水文条件及安全施工和因地制宜的原则，选择合适的钻头和护筒，混凝土配合比设计等并履行报批手续，制定安全预案。

（2）收集工程地质资料，施工图审核意见、施工组织设计或方案，编制作业指导书。

（3）施工前，施工现场技术负责人和施工人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、组织、措施上都得到落实。

2.2外业技术准备

（1）进行现场勘探，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施，如有妨碍施工或对安全操作有影响，应采取清除、移位、保护等措施妥善处理。

（2）平整场地，以便钻机安装和移位。对不利于施工机械运行的松散场地，应采取平整压实等措施，场地要采取有效的排水措施。

（3）场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以上排查量的需要。

（4）技术人员提前放样施工墩位，确定施工用电的布设方案，满足施工现场钻孔及后续工程的用电需求。

（5）根据施工场地合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2孔以上的排渣量的需要。

（6）组织钢材、水泥、砂石等材料进场、检验，取得各种原材料及其抽检试验报告、混凝土配合比设计报告以及有关资料。

（8）开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。

3引用技术标准

(1)《改建铁路阳安线增建第二线大岭铺至安康东直通线大中桥设计图》

(2)《西康下行货车线大桥沟大桥设计图》阳安二线直通线施桥（第一册）；

(3)《神滩河大桥设计图》阳安二线直通线施桥（第一册）；

(4)《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003J286-2004）；

(5)《铁路桥涵钻孔桩施工技术指南》（TZ322-2010）；

(6)《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010J1155-2011）；

(7)《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）；

4施工顺序及工艺流程

4.1施工顺序

在钻孔过程中首先考虑桥梁控制性工程，如T构、连续梁主墩及边墩的钻孔施工，雨季来临之前及时施工河道或者山洪通过的沟壑位置的墩位钻孔桩。保证桥梁控制性工期及钻孔施工过程的安全。

冲击钻钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为：场地平整→桩位放样→埋设护筒→钻机就位、校正→泥浆制备→钻进→泥浆循环，测指标，补浆→清孔→终孔检查→安放钢筋笼→下放导管→检查沉渣厚度→混凝土灌注→基坑开挖→桩头凿除→桩基检测→下道工序施工

4.2 工艺流程

图1.2-1 冲击钻施工工艺流程图

5施工方法及要求

5.1钻孔准备

（1）根据设计文件提供的工程地质、水文地质资料，绘制地质剖面图，挂在钻台上，以便针对不同地层选用不同钻头、钻进速度及适当的泥浆。备足粘土、片石、碎石等必备材料，确保意外情况出现时，不致发生停工待料及其他事故的发生；备有处理施工故障的备用机具设备，如配套打捞、急救及不同性能的其它钻机等。

（2）钻孔场地

钻孔位置处于陡坡时，挖成平台；场地为旱地者，应平整场地，清除杂物，夯填密实；钻机座不直接置于不实的填土上，以免产生不均匀沉陷。

（3）测量定位

测量人员现场放样桩位，并且做好桩位的保护工作。在设计桩处埋设护桩，形成十字线，确保钻孔前护筒的精确定位。

（4）护筒采用8mm～10mm钢板加工，长度不小于2m，护筒四周填粘土分层夯实，确保牢固、紧密、不渗漏、经久耐用，护筒内径应比冲击钻头直径约大

40cm。护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m，在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。

护筒埋置深度符合下列规定：黏性土、粉土不宜小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。

（5）泥浆

泥浆池中由水、粘土（或膨胀土）和添加剂组成，泥浆性能指标要满足下表要求。

泥浆性能指标表表1.2-1

5.2.1开孔。

为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响临近孔已浇筑混凝土强度，待邻孔混凝土强度达到5MPa后方可施工。在孔口地质为人工填土时，开孔前在孔内多放一些粘土，并加适量粒径不大于15cm的片石，顶部抛平，用低冲程冲砸，泥浆比重1.4左右。钻进0.5～1.0m，再回填粘土，继续以低冲程冲砸，如此反复二、三次，必要时多重复几次。待冲砸至钻头顶在护筒下超过1m时，方可加高冲程正常钻进。

5.2.2钻孔

钻孔过程应根据地质情况，采用不同方法钻进。

粘土质、粉质土采用中冲程（0.75m左右），输入较低稠度泥浆，防止卡钻、埋钻；易塌孔的土质采用小冲程（0.5m左右），多投粘土提高泥浆的粘度与相对密度，并填加片石、碎石、卵石，使之被挤入孔壁；卵石夹土、砾石夹土、松散的砂或碎石层采用中冲程，必须加大泥浆稠度，添加小片石反复冲击，使孔壁被挤实。如冲至基岩和较硬密实的卵石层时，宜用高冲程（1m左右），但应注意如果基岩面倾斜过大，或高低不平，应回填坚硬片石，低锤快打，造成一个平台后，方可采用较高冲程。

5.2.3刃口的补焊

钻头刃口在钻进中不断磨损，每班应进行检查，当冲锤尺寸磨损到小于设计桩径15mm，应及时补焊和更换钻头，以免造成缩径或卡钻事故。为防止卡钻，一次补焊不宜过多，且补焊后在原孔使用时，宜先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。

5.2.4检孔

为保证孔形正直，钻进中，应常校核钻机水平和对位情况，发现问题应及时纠正或回填重钻。

5.2.5终孔检查

当孔底已达到设计标高，可停止冲击，把钻头提到孔外，进行成孔检查（孔径、孔深、倾斜率等检查），符合施工规范要求后方可清孔，在终孔与清孔的间隙时间应保持孔内水头高度。

5.3清孔

钻孔达到设计标高，经终孔检查后，即可清孔，清孔应符合下列标准：

（1）孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒。

（2）泥浆比重不小于1.1，含砂率小于2%，黏度为17～20s。

（3）浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求，设计无要求时，柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。5.4常见问题处理

5.4.1坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特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，钻机负荷显著增加等。

(1)坍孔原因

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）由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、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浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

4）在松软砂层中钻进进尺太快。

5）水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

6）清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。

7）清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。

8）吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

（2）坍孔的预防和处理

1)在松散粉砂土或流砂中钻进时，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) 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。

3) 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，投入黏土块夹小片石，用低锤冲击，将黏土块和小片石挤入孔壁，制止塌孔；如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

4)清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。

5)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

5.4.2掉钻落物

钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。

(1)掉钻落物原因

1）掉钻落物原因

卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

2）钻杆接头不良或滑丝。

3）操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

(2)预防措施

1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

2）经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。

(3)处理方法

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，用小冲锥将卡钻四周给冲击开，使打捞工具能接触钻锥，将异物取出。

5.4.3梅花孔（或十字孔）

以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，叫做梅花孔或十字孔。

（1）形成原因

1）锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。

2）泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。

3）操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。

4）有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。

（2）预防办法

1）应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。

2）选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。

3）用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。

4）出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。

5.4.4卡钻

（1）原因

1）钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。

2）未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。

3）伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。

4）孔口掉下石块或其它物件，卡住冲锥。

5）在粘土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。

6）大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。

（2）处理方法

1）当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。

2）卡钻不宜强提以防坍孔、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，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。

3）用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾往后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。

4）在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。

5）用其它工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲）锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。

6）用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。

7）使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。

8）用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（小于1kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。

6劳力组织

每个班组人员配备表

7设备机具配置

每个班组设备机具配置表

8

造浆材料采用质量好的粘土或膨润土。

9质量控制及检验

（1）埋设护筒后应检查护筒偏差，护简偏差不得大于5cm，倾斜度不大于1％，当偏差大于规定时重新埋设。

（2）在钻孔过程中必须祥细记录地质情况，并与设计对照，当钻孔到达设计深度后必须核实地质量情况，当地质与设计不符时必须通知设计单位现场确定处理方案。

（3）孔径、孔深和孔型必须符合设计要求，孔径不得小于设计值，在下钢筋笼前要用试笼探孔，试笼长度不得小于4～5倍的直径，且不宜小于6m，试笼外径与设计桩径相同。

（4）钻机保持垂直，钻头中心与孔位中心偏差不得大于2cm。

（5）泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。对制备的泥浆应试验全部钻孔指标，钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。

（6）在钻孔施工时泥浆池应放于两墩之间线路轴线位置，孔边应留有不少于6米的道路，钻渣随时清理运至指定地点，保持现场的整洁。

钻孔桩允许偏差和检验方法表

10安全生产与环境保护

10.1施工安全保证措施

(1)建立安全保证体系，设置安全员，负责现场安全施工，施工前对施工人员进行安全交底，施工中还应进行定期7天一次的例行安全检查。

(2)加强安全教育，严格执行安全生产制度和操作规程。

(3)对电器系统要有专人负责，所有电器配备漏电保护器。

(4)施工人员进入现场必须佩戴安全帽，登高作业必须穿防滑鞋、系安全带、严禁酒后上岗作业。

(5)特殊工种施工人员要持证上岗，并严格执行操作规程。

(6)对设备进行定期检查、维修，严禁机械带病作业，机械设备必须由专职机手严格按操作规程操作。

(7)夜间要有足够的照明，危险地带设立警告牌。

10.2文明施工措施

施工中积极开展文明施工活动，实行标准化、规范化文明施工。施工队伍进入现场后，要进行动员和教育，要求所有人员自觉维护工地周围居民的正常生产、生活秩序，搞好工民关系，以保证工程施工顺利进行。

（1）做好施工现场规划，设置施工便道，开挖排水、排泥通道，提供足够的照明、看守设施，设置必要的指示牌、警告牌。

（2）切实做好现场环境的保护工作，尽可能减少环境污染。

1)对于开挖出土及施工废料要用斗车及时清理，并堆放到指定地点。

2)在空载情况下，机械尽量采用低油门，以减少噪音污染。

3)物料堆放，整洁有序。

4)加强机具的维护保养、清洗检修工作。

10.3安全生产与环境保护

(1)钻机安装牢固，防止倾覆。钻机就位后，机身要用方木垫平，塞牢。桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。

(2)注意用电安全，电线不能直接敷设在地面上，应采取架空措施。配电箱加锁。

(3)钻孔时应注意观察有无漏浆现象，特别是岩溶地质，随时补充泥浆，保

证孔内水位。冲击钻施工时，应对附近建筑物安全监测。应在钻孔附近设置醒目标志和围栏，以防人员掉入孔内。

(4)冲击钻机施工时施工噪音大，夜间施工对附近村民造成影响应协调好关系。

(5)泥浆应沉淀处理后排放，并符合环保要求，必须及时清运渣土，防止污染。

钻（挖）孔记录

注：记事栏中应：（1）绘制桩位示意图；（2）记录成孔检查情况。

编号：质统-45

填表单位：填表：工地主管：年月日

编号：质统-46

填表单位：填表：工地主管：年月日