旋挖钻机施工工法43942.docx

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1、旋挖钻机施工工法通用规程1范围 本标准规定了旋挖钻机的施工工艺规范。22规范性性引用文文件 下列文文件中的的条款通通过本标标准的引引用而成成为本标标准的条条款。凡凡是注日日期的引引用文件件，其随随后所有有的修改改单（不不包括勘勘误的内内容）或或修订版版均不适适用于本本标准，然然而，鼓鼓励根据据本标准准达成协协议的各各方研究究是否可可使用这这些文件件的最新新版本。凡凡是不注注日期的的引用文文件，其其最新版版本适用用于本标标准。 GB/T1.1-220000标准化化工作导导则第11部分:标准的的结构和和编写规规则 GB/T50005-20001钻井井液材料料规范33背景 旋挖钻钻机作为为基础工工程

2、机械械中的新新型机种种，经过过几年的的推广应应用，目目前已被被大量应应用于公公路及铁铁路、桥桥梁、水水利工程程、城市市建筑工工程等桩桩基工程程之中。由由于其高高效、节节能、低低噪声、低低污染、地地层适应应性较广广等优点点、受到到越来越越多的施施工单位位的青睐睐。但是是由于至至今尚未未颁布国国家或行行业的旋旋挖钻机机施工工工艺规范范，对于于新进入入该施工工行业的的业主，在在工程实实践中往往往遭遇遇很多困困扰。北北京市三三一重机机有限公公司作为为国内旋旋挖钻机机的龙头头企业，在在开发制制造和销销售大量量产品的的同时，致致力于走走产学研研相结合合的道路路，与国国内外地地质施工工专家进进行旋挖挖钻工法

3、法及施工工工艺的的研究和和实践。本本通用规规程就是是这些探探索的总总结，希希望能对对施工界界带来一一些有益益的帮助助。44施工资资料准备备 4.11开工前前应有相相关部门门提供的的该工程程的地质质勘察报报告、水水文地质质资料、桩桩基工程程施工图图及图纸纸会审资资料。 4.22施工现现场环境境和邻近近区域内内的地下下管线（管管道、电电缆）、地地下构筑筑物、危危险建筑筑物、精精密仪器器车间等等的调查查资料。 4.33主要施施工机械械及其配配套设备备的技术术性能资资料，所所需材料料的检验验和配合合比试验验，对所所需的材材料必需需作材料料的物理理性能试试验，并并委托有有资质的的试验室室根据所所用的原原

4、材料作作好混凝凝土的配配合比试试验。 4.44有效的的桩基工工程的施施工组织织设计或或施工方方案，有有关载荷荷、施工工工艺的的试验参参考资料料。55研究工工程地质质情况 5.11必要性性 做好全全面的施施工准备备，施工工前对工工程的地地质、水水文情况况进行研研究是必必需的。这这对以后后施工组组织安排排和效益益预测等等有相当当帮助。 5.22对工程程地质的的可钻性性分析 工程地地质可钻钻性分为为土壤可可钻性分分析及入入岩可钻钻性分析析两个方方面。 5.22.1土土壤可钻钻性分析析,包括括地质硬硬度小于于5MPPa以下下的工程程地质情情况，其其分析时时应了解解的相关关参数一一般为水水文地质质结构参

5、参数等土土性指标标。此时时土壤的的可钻性性主要表表现为土土壤颗粒粒脆性断断裂可切切削能力力，所使使用的斗斗齿必须须是具有有锋快楔楔入能力力的线式式刃口刀刀具。 5.22.2入入岩可钻钻性分析析，应考考虑岩石石的成因因和种类类，岩石石颗粒的的大小和和形状、岩岩石的构构造及裂裂隙发育育情况，胶胶结的性性质及胶胶结形式式等等。一一般应了了解岩石石的压入入硬度、研研磨性、弹弹塑性三三个方面面的指标标。此时时，岩石石的可钻钻性主要要表现为为岩石颗颗粒的可可剪切断断裂破碎碎能力。 5.22.2.1岩石石破碎的的典型方方式有两两种：脆脆性剪切切碎岩和和动载冲冲击碎岩岩。 5.22.2.2脆性性剪切碎碎岩广泛

6、泛使用于于岩石裂裂隙发育育充分的的地质情情况，其其机理是是在岩石石颗粒边边界处利利用两向向力即加加压力和和扭矩或或多维应应力共同同作用产产生搓碾碾剪切从从而导致致岩石破破碎的一一种准静静载破岩岩方式。常常用的碎碎岩工具具应具有有点式或或圆球形形切削刃刃面。例例如装有有 头的的短螺旋旋钻头，嵌嵌岩筒钻钻等等都都是较常常用的有有效工具具。 5.22.2.3动载载冲击碎碎岩是利利用冲击器器的冲击击能来加加速岩石石颗粒边边界处裂裂隙的发发育和增增大岩石石脆性从从而实现现快速断断裂碎岩岩的一种种方式。相相对其它它碎岩方方式来说说，具有有单位体体积比能能耗小，破破岩效率率高的优优势。常常用的方方式有振振动

7、锤、振振动镐、冲冲击锤，落落锤、牙牙轮钻头头、爆破破器、射射流冲击击器等。 例如，气气举反循循环全断断面破岩岩成孔工工法兼具具脆性剪剪切破岩岩和动载载冲击碎碎岩的一一些基本本特征，详详情见后后述章节节。 5.33编制施施工作业业指导书书 5.33.1目目的 编制施施工作业业指导书书的目的的是为了了制订施施工时护护壁稳定定、提高高作业效效率及降降低工程程成本的的最优方方案，一一般应从从硬件配配置和参参数设计计两个方方面来考考虑。 5.33.2硬硬件配置置 针对不不同的地地质情况况，应该该对钻杆杆、钻具具、斗齿齿、护筒筒、泥浆浆、清孔孔工具、监监理检测测等施工工机械与与设备进进行选择择和优化化。一

8、般般来说，一一台钻机机至少要要配置机机锁钻杆杆和摩擦擦钻杆各各一只且且配备若若干数量量的钻具具、斗齿齿、护筒筒等等。 5.33.3参参数设计计 针对不不同的地地质情况况和施工工设备，优优化考虑虑施工的的方式、钻钻进参数数、质量量控制措措施等等等。如是是否采用用接力钻钻削，土土壤切削削、岩石石钻削时时加压方方式，钻钻进扭矩矩，钻头头转速，进进尺速度度，监理理检测质质量控制制指标等等等。详详情见后后述章节节。66施工机机械与设设备 6.11特殊要要求 旋挖钻钻机、起起重机、电电焊机、泥泥浆泵、测测量仪器器（如全全站仪、水水准仪）等等机械设设备须有有出厂合合格证。 6.22中小型型等机具具的要求求

9、6.22.1起起重机：机体安安装坚实实平稳，各各类离合合器、制制动器、钢钢丝绳、防防护罩必必须安全全、可靠靠有效；操作手手应持证证上岗。 6.22.2手手持电动动工具：必须单单独安装装漏电保保护器；防护罩罩安全有有效；外外壳必须须有接地地或接零零；橡皮皮线不准准破损。 6.22.3电电焊机：有可靠靠的防雨雨措施；有良好好的接地地或接零零保护；一、二二次线接接线处应应有齐全全的防护护罩；二二次线应应使用线线鼻子；配线不不许乱搭搭、乱拉拉，焊把把绝缘良良好；焊焊工持证证上岗。 6.22.4气气瓶：各各类气瓶瓶有明显显的色标标和防震震圈，不不准在露露天曝晒晒；乙炔炔气和氧氧气瓶距距离应大大于5mm；

10、乙炔炔气瓶在在使用时时必须装装回火防防止器；皮管应应用夹头头紧固；操作人人员必须须持证上上岗。 6.22.5泥泥浆泵三三台：33千瓦一一台，也也可选用用潜水泵泵；7.5千瓦瓦一台；12.5千瓦瓦一台。水水管与泥泥浆管根根据现场场所需购购置，管管径根据据每台泵泵出水口口配置。7场地布置置、桩孔孔位置的的确定 7.11基本原原则 根据设设计要求求合理布布置施工工场地，必必须落实实四通一一平，即即路、水水、电和和通信通通；先平平整场地地、清除除杂物、换换除软土土、夯打打密实。在在进行场场地整平平后，组组织有资资格的测测量放样样人员，将将所有桩桩位放出出，钉好好十字保保护桩，做做好测量量复核，并并记录

11、放放样数据据备案；规划行行车路线线时，使使便道与与钻孔位位置保持持一定的的距离；以免影影响孔壁壁稳定；施工场场地为旱旱地而且且在施工工期间地地下水位位在原地地面以下下时，将将场地平平整夯实实，清除除杂物；场地位位于浅水水时，采采用筑岛岛后在顶顶面安置置钻机，筑筑岛顶面面高出施施工水位位1.00m左右右；钻机机底盘不不宜直接接置于不不坚实的的填土上上，以免免产生不不均匀沉沉陷；钻钻机的安安置应考考虑钻孔孔施工中中孔口出出土清运运的方便便。 7.22桩位放放样 按“从从整体到到局部的的原则”进进行桩基基的位置置放样，进进行钻孔孔的标高高放样时时，应及及时对放放样的标标高进行行复核。采采用全站站仪准

12、确确放样各各桩点的的位置，使使其误差差在规范范要求内内。 7.33钻机就就位 钻机就就位时，要要事先检检查钻机机的性能能状态是是否良好好。保证证钻机工工作正常常。保证证桩位附附近平整整，把钻钻机开到到桩位旁旁，螺旋旋钻头的的尖端正正对桩位位标注点点。 钻机停停位回转转中心距距孔位在在344.5mm之间。在在允许的的情况下下，变幅幅油缸尽尽可能将将桅杆缩缩回，这这样可以以减小钻钻机自重重和提升升下降脉脉动压力力对孔的的影响。检检查在回回转半径径是否有有障碍物物影响回回转。 7.44埋设钢钢护筒 7.44.1基基本要求求 在准确确放样的的前提下下埋设护护筒，应应符合埋埋设护筒筒的方法法和要求求，如

13、果果钻孔是是在陆地地上进行行的，则则一般采采用挖坑坑法，比比较简单单易行。 钢护筒筒埋设工工作是旋旋挖钻机机施工的的开端，钢钢护筒平平面位置置与垂直直度应准准确，钢钢护筒周周围和护护筒底脚脚应紧密密，不透透水。 埋设钢钢护筒时时应通过过定位的的控制桩桩放样，把把钻机钻钻孔的位位置标于于孔底。再再把钢护护筒吊放放进孔内内，找出出钢护筒筒的圆心心位置，用用十字线线在钢护护筒顶部部或底部部，然后后移动钢钢护筒，使使钢护筒筒中心与与钻机钻钻孔中心心位置重重合。同同时用水水平尺或或垂球检检查，使使钢护筒筒垂直。此此后即在在钢护筒筒周围对对称地、均均匀地回回填最佳佳含水量量的粘土土，要分分层夯实实，达到到

14、最佳密密实度。以以保证其其垂直度度及防止止泥浆流流失及位位移、掉掉落，如如果护筒筒底土层层不是粘粘性土，应应挖深或或换土，在在孔底回回填夯实实3000-5000mmm厚度的的粘土后后，再安安放护筒筒，以免免护筒底底口处渗渗漏塌方方，夯填填时要防防止钢护护筒偏斜斜。护筒筒上口应应绑扎木木方对称称吊紧，防防止下窜窜。 7.44.2特特殊要求求 在易缩缩径的淤淤泥质粘粘土和易易垮孔的的松散杂杂填土地地层和沙沙层以及及严重透透水地层层必须使使用长护护筒或全全护筒护护壁，下下护筒的的方式有有两种：振动锤锤下护筒筒和动力力头驱动动器下护护筒。 7.44.2.1振动动锤下护护筒：用用汽车吊吊或履带带吊吊挂挂

15、电动或或液压振振动锤夹夹持护筒筒，通过过高频振振动使护护筒周边边沙土液液化，在在护筒重重力作用用下使护护筒插入入土层。该该方法的的优点是是下放和和起拔护护筒速度度快，在在成孔时时可用干干式成孔孔法或天天然水，降降低造浆浆成本。但但在埋设设开始时时需注意意调整护护筒的垂垂直度。 7.44.2.2动力力头驱动动器下护护筒：利利用动力力头反正正转搓动动和加压压油缸加加压使护护筒切入入土中。操操作方便便，并能能确保护护筒埋置置夯实性性，缩短短挖坑埋埋置时间间，提高高成孔效效率。8泥浆制备备 8.11旋挖钻钻机特点点 8.11.1优优点 与传统统的正反反循环钻钻机相比比，旋挖挖钻机具具有成孔孔速度快快的

16、特点点，其工工艺优点点为： （1）孔孔壁不易易产生泥泥皮。因因为在成成孔过程程中孔壁壁一直都都受钻斗斗的刮擦擦。 （2）在在孔壁上上形成较较明显的的螺旋线线。 这两点点有助于于增加桩桩的摩阻阻力，提提高桩的的质量。 8.11.2缺缺点 因为不不易形成成泥皮，护护壁性相相对较差差，容易易缩径、塌塌孔。 8.22泥浆护护壁特点点 在钻孔孔灌注桩桩的施工工过程中中,为了了防止坍坍孔,稳稳定孔内内水位及及便于挟挟带钻碴碴,通常常采用澎澎润土制制备成泥泥浆进行行护壁。泥泥浆护壁壁是利用用泥浆与与地下水水之间的的压力差差来控制制水压力力,以确确保孔壁壁的稳定定,所以以泥浆的的比重在在起到保保持这种种压力差

17、差方面具具有关键键作用。如如果钻孔孔中的泥泥浆比重重过小,泥浆护护壁就容容易失去去了阻挡挡土体坍坍塌的作作用;如如果泥浆浆的比重重过大,则容易易使泥浆浆泵产生生堵塞甚甚至使混混凝土的的置换产产生困难难,使成成桩质量量难以得得到保证证。要充充分发挥挥泥浆的的作用,其指标标的选取取是非常常重要的的。就要要求在实实际工程程的施工工中,根根据工程程地质具具体情况况,合理理地控制制不同土土层中泥泥浆的指指标。 8.22.1稳稳定液的的原材料料 稳定液液应具有有良好的的物理性性能、流流变性能能和稳定定性能。主主要指标标为密度度、粘度度、PHH值、含含砂量等等。其中中膨润土土的质量量标准参参见钻钻井液材材料

18、规范范GBB/T550055-20001。泥泥浆用粘粘土应选选择粘粒粒含量大大于500%，塑塑性指标标大于220，含含砂量小小于5%，二氧氧化硅与与三氧化化二铝含含量的比比值为33-4倍倍的粘土土为宜。稳稳定液的的主要材材料见表表1。 表1 稳稳定液的的主要材材料表材料名称成分主要使用目目的水H 2 OO稳定液的主主体膨润土或粘粘土以蒙特土为为主的粘粘土矿物物稳定液的主主要材料料重晶石硫酸钡增加稳定液液相对密密度CNC羧甲基纤维维素钠盐盐增加粘性、防防止孔壁壁剥落腐殖酸族分分解剂硝基腐殖酸酸钠盐控制稳定液液变质及及改善已已变质的的稳定液液木质素族分分解剂铬铁木质素素磺胺酸酸钠盐（ FCLL ）

19、碱类Na 2 CO 3 及及 NaaHCOO 3渗水防止剂剂废纸浆、棉棉子、锯锯末等防止渗水 8.22.2稳稳定液的的配合比比 应按地地基土的的性状、钻钻机和工工程条件件来定。一一般1000L的的水需加加8kgg的膨润润土，对对于粘性性土层，膨膨润土可可降低到到344kg。由由于情况况各异，稳稳定液的的性能指指标和配配合比，必必须根据据地层特特性、造造孔方法法、泥浆浆用途而而有所变变化（表表2）。 表2 稳定定液的主主要性能能指标项 目指 标膨润土的最最低浓度度8%泥浆的最小小粘度（ 5000/5000mll ）25s失水率的限限度（ 0.33N/mmm 22 ）每每 300minn20mlP

20、H 值最最高限度度11.0 88.2.3稳定定液粘度度的选取取 钻钻斗钻成成孔法为为了防止止孔壁坍坍塌，所所用稳定定液的必必要粘度度参考值值如表33。 表表3 钻斗斗钻成孔孔法稳定定液的必必要粘度度参考值值土质必要粘度（ s ）（ 5000/5000ccc ）土质必要粘度（ s ）（ 5000/5000ccc ）砂质淤泥20-233砂（ N 220 ）23-255砂（ N 110 ) 45混杂粘土的的砂砾25-355砂（ 100 N 200 )25-455砂砾 459钻头的类类型及应应用 9.11钻头的的类型 旋挖钻钻头实际际上就是是一个盛盛土的筒筒式容器器，只是是在斗的的下侧焊焊接切削削土壤

21、的的刀片或或刃口。随随着旋挖挖钻进工工艺的推推广应用用，在遇遇到沙层层、硬岩岩基层、卵卵砾石层层等各种种复杂地地层时，不不采取特特别的措措施，旋旋挖钻机机的应用用也受到到了一定定限制。因因此，在在施工中中应根据据不同地地质情况况，选用用合适的的钻头和和施工工工法，这这样即可可以提高高施工效效率，节节约生产产成本，而而且在环环保、能能源消耗耗、孔内内事故等等等方面面能收到到异想不不到的效效果。 钻头的的类型很很多，常常用的分分为两大大类： (1)回转钻钻头:aa单底土土斗b双双底捞砂砂斗 (2)嵌岩钻钻头:aa短螺旋旋钻头bb嵌岩筒筒钻c牙牙轮钻头头 9.22钻头的的应用 9.22.1一一般要求

22、求 钻具应应有一定定的刚度度，在钻钻进中或或其他操操作时，不不产生移移动和摇摇晃，钻钻具的安安装应符符合生产产厂家的的标准。施施工前，了了解施工工地质情情况选用用合理的的钻具。在在一般地地层情况况下可选选用摩擦擦钻杆和和回转钻钻头。在在岩层施施工时可可配用短短螺旋钻钻头、回回转斗，嵌嵌岩钻头头等各种种规格的的钻头。 回转钻钻头，适适用于地地下水位位以上的的粘性土土、粉土土、填土土、中等等密实以以上的砂砂土、风风化岩层层。嵌岩岩螺旋钻钻头，适适用于碎碎石土、中中等硬度度的岩石石及风化化岩层。岩岩心回转转斗，适适用于风风化岩层层及有裂裂纹的岩岩石。钻钻头规格格由用户户据实际际工程的的情况选选购选配

23、配。 9.22.2钻钻斗的斗斗齿前角角选取 旋挖钻钻机工作作时的压压力、扭扭矩传递递为： 压力：动力头头油缸动力头头钻杆杆钻头头切削削刃； 扭矩：动力头头马达动动力头转转盘钻钻杆钻钻头切切削岩土土。 从整个个旋挖钻钻机工作作过程来来看，钻钻机的动动力能多多少转变变为施工工所需的的压力和和扭矩的的输出效效率问题题，对每每台钻机机来说，出出厂时就就已经确确定下来来，而钻钻机工作作过程中中的压力力和扭矩矩的输出出效率则则取决与与钻杆和和钻头，钻钻斗的关关键参数数是斗齿齿刃前角角。 对于相相同的地地层使用用同一钻钻进扭矩矩，不同同的斗齿齿刃前角角度，钻钻进效率率不同。因因此，只只有选择择合适的的刃前角

24、角，才能能提高进进尺效率率。经过过大量的的试验：对于硬硬度较小小的第四四地层、强强风化层层和少冰冰冻土层层，比钻钻较松软软的地层层时斗齿齿刃前角角应稍大大些，选选取455665为为宜；钻钻比较硬硬的地层层时斗齿齿刃前角角应稍小小些，选选取255445为为宜。10旋挖钻钻机钻杆杆结构及及正确应应用 10.1地质质硬度分分类 选用钻钻杆时，首首先要考考虑的因因素是地地质情况况（地层层硬度），一一般进行行松软地地层钻进进时，依依靠钻杆杆和钻具具的自重重即可满满足进尺尺加压力力的要求求，此时时选用摩摩擦式钻钻杆即可可。对于于入岩钻钻进则应应考虑具具有强行行加压功功能的机机锁式钻钻杆。地地层硬度度由软到

25、到硬排列列如下： 1.淤淤泥层；2.泥泥土、（泥泥）砂层层；3.卵（漂漂）石层层；4.强风化化岩层；5.中中风化岩岩层；66.弱风风化岩层层；7.微风化化岩层；8.基基岩层。 10.2钻杆杆的类型型 根据钻钻孔时采采用的钻钻进加压压方式不不同，钻钻杆分为为三种类类型：摩摩擦加压压式钻杆杆（简称称：摩擦擦杆）、机机锁加压压式钻杆杆（简称称：机锁锁杆，又又称：凯凯式钻杆杆）和组组合加压压式钻杆杆（简称称：组合合杆）。 摩擦式式钻杆（见见图1）一一般用于于较软地地层的钻钻孔施工工，可钻钻进淤泥泥层、泥泥土、（泥泥）砂层层、卵（漂漂）石层层。摩擦擦式钻杆杆一般制制成5节节，14节杆杆每节钢钢管长113

26、米。钻钻孔深度度可达660米左左右。图1 摩擦式式钻杆点击此处查查看全部部新闻图图片1、扁头 2、一一杆挡环环 3、第第一节钻钻杆 44、第二二节钻杆杆 5、第第三节钻钻杆 66、第四四节钻杆杆7、第第五节钻钻杆 88、减振振器总成成 9、一一杆外键键 100、一杆杆内键 11、弹弹簧座（托托盘） 12、钻钻杆弹簧簧 133、方头头 144、销轴轴 机机锁式钻钻杆（见见图2和和图3）不不但可用用于软地地层，也也可用于于较硬地地层施工工。机锁锁式钻杆杆可钻进进淤泥层层、泥土土、（泥泥）砂层层、卵（漂漂）石层层和强风风化岩层层。机锁锁式钻杆杆一般制制成4节节，13节杆杆每节钢钢管长113米。钻钻孔

27、深度度可达550米左左右。图2 固定点点分段加加压式机机锁式钻钻杆1、扁头 2、一一杆挡环环 3、第第一节钻钻杆 44、第二二节钻杆杆 5、第第三节钻钻杆 66、第四四节钻杆杆7、减减振器总总成 88、一杆杆外键 9、一一杆内键键 100、弹簧簧座（托托盘） 11、钻钻杆弹簧簧12、方方头 133、销轴轴图3 多点连连续加压压式机锁锁式钻杆杆1、扁头 2、一一杆挡环环 3、第第一节钻钻杆 44、第二二节钻杆杆 5、第第三节钻钻杆 66、第四四节钻杆杆7、减振振器总成成 8、一一杆外键键 9、一一杆内键键 100、弹簧簧座（托托盘） 11、钻钻杆弹簧簧12、方方头 133、销轴轴点击此处查查看全

28、部部新闻图图片 组合式式钻杆（见见图4）是是近年来来出现的的一种机机锁杆（如如1、22、3节节杆）和和摩擦杆杆（如44、5节节杆）组组合在一一起的钻钻杆。该该钻杆在在孔深00300米范围围可钻较较硬地层层，在孔孔深300600米范围围可用于于软地层层钻孔施施工。该该钻杆特特别适用用于上硬硬下软较较深桩孔孔的钻孔孔施工。图4 组合式式钻杆1、扁头 2、一一杆挡环环 3、减减振器总总成 44、第一一节钻杆杆（机锁锁） 55、一杆杆外键 66、第二二节钻杆杆（机锁锁） 77、二杆杆外键 8、第第三节钻钻杆（机机锁） 9、三三杆外键键 100、第四四节钻杆杆（摩擦擦） 111、四四杆外键键 122、五

29、杆杆外键113、第第五节钻钻杆（摩摩擦） 14、弹弹簧座（托托盘） 15、钻钻杆弹簧簧 166、方头头 177、销轴轴 点击此处查查看全部部新闻图图片 10.3钻杆杆的提升升和伸放放 钻杆在在完全缩缩进状态态被安装装到旋挖挖钻机上上，整根根钻杆的的重量通通过最内内一节杆杆的扁头头和提引引器相连连接作用用在主卷卷扬钢丝丝绳上。最最内一节节杆通过过焊接（或或安装）在在其上的的圆盘和和弹簧、弹弹簧座（托托盘）将将其它各各节杆托托起（弹弹簧座的的外径与与一杆钢钢管外径径相同）。 钻杆下下放（伸伸出）：钢丝绳绳下放，钻钻杆由于于自重整整体下降降，1杆杆在动力力头内键键套内滑滑动下降降。当11杆上的的减振

30、环环碰到动动力头上上平面时时，1杆杆被动力力头托住住，停止止下降；钢丝绳绳继续下下放，其其余各节节杆在重重力作用用下一起起继续下下降。当当第2节节杆的挡挡环碰到到1杆下下管内键键上端面面时，22杆被11杆挡住住，停止止下降；钢丝绳绳继续下下放，其其余各节节杆在重重力作用用下一起起继续下下降。当当第3节节杆的挡挡环碰到到2杆下下管内键键上端面面时，33杆被22杆挡住住，停止止下降。如如此继续续，直到到各节杆杆全部伸伸出，将将安装在在最里边边一节杆杆方头上上的钻具具下放到到孔底。由由此可见见，各节节钻杆的的伸出（下下放）是是由外向向里进行行的。 钻杆提提升（缩缩进）：（以55节杆为为例）每每次钻进

31、进结束后后，钢丝丝绳提升升，5杆杆带着钻钻具一起起向上提提升，同同时5杆杆向4杆杆内缩进进。当55杆完全全进入44杆内时时，安装装在5杆杆上的弹弹簧座（托托盘）将将4杆托托起，带带着4杆杆一起上上升，同同时4杆杆、5杆杆一起向向3杆内内缩进。如如此继续续，直到到5、44、3、22各节杆杆全部缩缩进1杆杆内，并并且1杆杆也被弹弹簧座托托起在动动力头内内键套内内滑动上上升，直直至钻杆杆和钻具具全部提提出地面面。由此此可见，各各节钻杆杆的提升升（缩进进）是由由内向外外进行的的。10.4钻钻杆扭矩矩传递和和加压原原理 钻机在在钻孔作作业时，钻钻杆要将将动力头头的两个个作用力力传递给给钻具，一一个是圆圆

32、周方向向的旋挖挖扭矩MM（圆周周力F）；另一个个是轴向向的加压压力N。把把这两个个作用力力从第11节钻杆杆传递给给第2节节钻杆；第2节节钻杆传传递给第第3节钻钻杆最最末一节节钻杆传传递给钻钻具。这这两个作作用力的的传递是是靠外面面一节杆杆下部的的内键和和其里面面一节杆杆的外键键相互作作用完成成的。摩摩擦杆和和机锁杆杆加压力力传递的的作用原原理不同同: 摩擦杆杆各节杆杆上的外外键是焊焊在钢管管上圆周周1200均布布的3条条（或66条）通通长钢条条，无台台阶（无无加压点点）。 机锁杆杆各节杆杆上的外外键是焊焊在各节节杆钢管管上圆周周1200均布布的3条条（或66条）带带有加压压端面（有有台阶）或或

33、齿面的的钢条。 下面均均以第11、2节节钻杆为为例论述述各节钻钻杆传递递旋挖扭扭矩和加加压力的的原理。假假设： （1）钻钻杆、钻钻具承受受孔底土土石料的的负载反反扭矩为为：Mff=222tm； （2）11、2杆杆扭矩传传递作用用半径为为：R=1955=00.1995m； （3）钢钢-钢摩摩擦系数数为：kk=0.11（在在有泥浆浆润滑条条件时）； 则：FF圆周力力=M/R=222/00.1995=1112.82(t)， F正压压力=FF圆周力力=1112.882(tt)； f摩擦擦力=kkF正正压力=0.1111112.82=12.41(t)； N=ff摩擦力力=122.411(t) 以上是是以

34、SRR2200C旋挖挖钻机为为例，并并且假定定负载反反扭矩与与其最大大输出扭扭矩相等等，即MMf=MM=222tm计计算的加加压力。实实际上负负载反扭扭矩比机机器的最最大输出出扭矩要要小得多多，因为为较松软软的泥砂砂地层不不会对钻钻具形成成多大的的负载反反扭矩；较硬实实的风化化岩层钻钻具截齿齿在上边边打滑，不不易进尺尺，也不不能形成成多大的的负载反反扭矩。负负载反扭扭矩小F圆周周力小F正压压力小f摩擦擦力小N加压压力小，所所以摩擦擦式钻杆杆传递的的加压力力很小。摩摩擦式钻钻杆的进进尺加压压力主要要来自于于最末一一节钻杆杆和钻具具的自身身重量（4400-513mm摩擦杆杆的第55节杆重重量为：1

35、.88t左右右，一个个1.5m的的捞砂钻钻斗的重重量为：2t左左右，加加起来共共3.88t左右右）。加加压油缸缸提供给给动力头头的加压压力虽然然很大（220t），但但经过动动力头内内键套键键齿侧与与1杆外外键侧的的摩擦传传递和各各杆内外外键侧的的摩擦传传递提供供给钻具具的进尺尺加压力力却很小小，所以以使用摩摩擦杆不不能在较较硬地层层施工作作业。 注：在在使用机机锁钻杆杆时，要要警惕钻钻杆每节节的锁点点是否解解开，建建议在每每次每斗斗上提前前将根据据钻进深深度逆向向旋转。也也可按每每节钻杆杆一圈逆逆旋，如如第三节节已抽出出就三圈圈，即可可有效的的保证每每节的锁锁点解开开。111旋挖挖钻进成成孔工

36、艺艺 11.1钻进进成孔及及注意事事项 钻进成成孔:旋旋挖成孔孔首先是是动力头头转动底底门镶嵌嵌斗齿的的桶式钻钻斗切削削岩土，并并将原状状岩土装装入钻斗斗内，然然后再由由钻机卷卷扬机和和伸缩钻钻杆将钻钻斗提出出孔外卸卸土，这这样循环环往复，不不断地取取土卸土土，直至至钻至设设计深度度。对粘粘结性好好的岩土土层，可可采用干干式或清清水钻进进工艺，无无需泥浆浆护壁。而而对于松松散易坍坍塌地层层，或有有地下水水分布，孔孔壁不稳稳定，必必须采用用静态泥泥浆护壁壁钻进工工艺，向向孔内投投入护壁壁泥浆或或稳定液液进行护护壁。 成孔前前必须检检查钻头头保径装装置,钻钻头直径径、钻头头磨损情情况,施施工过程程

37、对钻头头磨损超超标的及及时更换换。 成孔中中,按试试施工确确定的参参数进行行施工,设专职职记录员员记录成成孔过程程的各种种参数,如钻进进深度、地地质特征征、机械械设备损损坏、障障碍物等等情况。记记录必须须认真、及及时、准准确、清清晰。 旋挖钻钻机配备备电子控控制系统统显示并并调整钻钻进时的的垂直度度,通过过电子控控制和人人工观察察两个方方面来保保证钻杆杆的垂直直度,从从而保证证了成孔孔的垂直直度。 钻孔过过程中根根据地质质情况控控制进尺尺速度:由硬地地层钻到到软地层层时,可可适当加加快钻进进速度;当软地地层变为为硬地层层时,要要减速慢慢进;在在易缩径径的地层层中,应应适当增增加扫孔孔次数,防止

38、缩缩径;对对硬塑层层采用快快转速钻钻进,以以提高钻钻进效率率;砂层层则采用用慢转速速慢钻进进并适当当增加泥泥浆比重重和粘度度。 11.2地质质层情况况 第四纪纪地层： 地表覆覆盖土、淤淤泥、粘粘土、淤淤泥质亚亚粘土、砂砂土、砂砂层等较较软的地地层统称称为第四四纪地层层。这类类地层一一般比较较松软，可可选用摩摩擦钻杆杆和回转转钻斗钻钻进。像像地表土土、淤泥泥质亚粘粘土、粘粘土层在在干性状状态下胶胶结性都都比较好好，在干干孔钻进进下可用用单底板板土层钻钻斗钻进进，也可可以用双双底板捞捞砂钻斗斗和土层层螺旋钻钻头钻进进；若在在湿孔钻钻进条件件下，因因土遇水水的胶结结性能变变差，一一般用双双底板捞捞砂

39、钻斗斗钻进以以便于捞捞取钻渣渣。淤泥泥层一般般用双底底板捞砂砂钻斗钻钻进。砂砂土层和和砂层的的胶结性性能都比比较差，不不管干孔孔钻进还还是湿孔孔钻进均均用双底底板捞砂砂钻斗钻钻进。对对于含水水丰富的的流砂、流流泥等易易坍塌地地层，采采用双底底板捞砂砂钻斗钻钻进。 卵砾石石、风化化基岩等等硬地层层： 砂卵石石、卵砾砾石、泥泥灰岩、砂砂岩、灰灰岩、泥泥岩、页页岩等硬硬岩层，因因地层密密度较大大，摩擦擦钻杆和和回转钻钻头无法法完成成成孔。此此类岩层层应选用用机锁杆杆和短螺螺旋钻头头。 根据钻钻进地层层不同，短短螺旋钻钻头分为为嵌岩短短螺旋钻钻头和土土层短螺螺旋钻头头两类。按按其头部部结构形形式分，短

40、短螺旋钻钻头又可可分为锥锥头短螺螺旋钻头头和平头头短螺旋旋钻头。一一般情况况，嵌岩岩短螺旋旋钻头多多为锥头头形式，土土层短螺螺旋钻头头多为平平头形式式。锥头头短螺旋旋钻头根根据锥头头结构形形式的不不同和钻钻头导程程的多少少又可分分为单锥锥单螺旋旋钻头、双双锥单螺螺旋钻头头以及双双锥双螺螺旋钻头头3种。嵌嵌岩短螺螺旋钻头头所用切切削刃为为头部镶镶焊有钨钨钴硬质质合金的的截齿，主主要用于于钻进风风化基岩岩、胶结结性较好好的卵砾砾石地层层及永冻冻土层。土土层短螺螺旋钻头头所用切切削刃为为耐磨合合金钢斗斗齿或斗斗齿加截截齿，主主要用于于钻进地地下水位位以上土土层、砂砂土层和和粒径不不大的砾砾石层。一一

41、般的泥泥岩也可可用土层层短螺旋旋钻头，如如：全风风化及强强风化。 对于硬硬度较大大的基岩岩地层、大大的漂石石层以及及硬质永永冻土层层，直接接用短螺螺旋钻头头或旋挖挖钻斗钻钻进都比比较困难难，需要要嵌岩筒筒钻配合合短螺旋旋钻头和和双底板板捞砂钻钻斗钻进进。嵌岩岩筒钻分分为取芯芯岩石筒筒钻和不不取芯岩岩石筒钻钻两种。取取芯岩石石筒钻除除了筒体体下端焊焊有 头头截齿外外，筒体体内壁上上装有承承托岩芯芯的合页页片。不不取芯嵌嵌岩筒钻钻则没有有承托岩岩芯的合合页片。嵌嵌岩筒钻钻的主要要作用在在于对孔孔内岩芯芯的圆周周进行松松动掏空空，为以以后下入入嵌岩短短螺旋钻钻头破碎碎岩芯创创造破碎碎自由面面。对于于

42、层理发发育且各各向异性性的硬岩岩地层，用用嵌岩筒筒钻配合合嵌岩短短螺旋钻钻头和双双底板捞捞砂钻斗斗钻进，能能有效地地预防孔孔斜及提提高工作作效率. 砂卵石石、卵砾砾石层比比一般的的第四纪纪地层硬硬度大，钻钻进难度度较大。这这类地层层中若没没有粒径径太大的的孤石、漂漂石，一一般可选选用机锁锁钻杆和和双底板板捞砂钻钻斗钻进进。但这这类地层层的研磨磨性比较较强，所所以钻斗斗斗齿的的消耗会会比较大大。当碰碰到有大大孤石（漂漂石），则则下入嵌嵌岩短螺螺旋钻头头钻进，一一般能把把大孤石石搅碎或或将整个个孤石（漂漂石）带带出孔口口。钻进进卵砾石石地层，嵌嵌岩短螺螺旋钻头头的锥头头结构形形式和锥锥度大小小的选

43、择择主要取取决于卵卵砾石粒粒径的大大小和地地层硬度度，粒径径大则选选用单锥锥头形式式(单锥锥头形式式的锥头头叶片空空间比双双锥头形形式的大大，但是是带渣能能力前者者比后者者差)，这这样才能能使大粒粒径卵砾砾石被旋旋入螺旋旋叶片内内；粒径径小则选选用双锥锥头形式式易于带带起钻渣渣。地层层硬度大大则选用用小锥角角形式的的钻头；硬度小小则选用用大锥角角形式钻钻头。对对于强风风化基岩岩，如：泥灰岩岩、砂岩岩、灰岩岩、泥岩岩、页岩岩等硬岩岩层，采采用嵌岩岩短螺旋旋钻头钻钻进，配配合用嵌嵌岩筒钻钻（主要要作用在在于对地地层进行行松动，取取芯是次次要功能能，所以以一般采采用不取取芯岩石石筒钻）以以及用双双底

44、板捞捞砂钻斗斗清渣。 旋挖钻钻机在钻钻进时，根根据地层层选用钻钻斗的同同时，还还要注意意在钻进进时进尺尺的控制制。在使使用旋挖挖斗时依依据斗体体的容量量，一般般在斗体体三分之之二为合合适。进进尺深度度根据桩桩直径而而定，也也要根据据地层的的密度控控制进尺尺深度。进进尺过多多，导致致卸土困困难，还还会导致致埋钻卡卡钻的事事故发生生。过少少会延误误施工进进度与设设备、能能源的消消耗，成成本提高高，降低低了效益益。12旋挖钻钻机气举举反循环环全断面面破岩成成孔 12.1钻具具特点 反循环环钻具适适合于坚坚硬地质质和岩层层。刀具具一般为为：牙轮轮滚刀和和楔齿滚滚刀。有有全截面面反循环环钻具和和环面反反

45、循环钻钻具。 12.2工艺艺原理 旋挖钻钻机气举举反循环环又称气气压反循循环。其其基本原原理是压压缩机通通过旋挖挖钻机动动力头下下面的随随动气龙龙头及配配套送气气管路将将压缩空空气送至至孔底牙牙轮或滚滚刀钻头头的气水水混合室室，并使使空气与与钻头吸吸渣管内内的水合合物，从从而形成成比重小小于吸渣渣管外泥泥水混合合物的气气水混合合物。在在不同比比重形成成的压力力的作用用，吸渣渣管内的的气水流流挟带岩岩屑排离离孔底沉沉淀在钻钻头上部部集渣筒筒内或直直接排到到孔外沉沉淀池内内。沉淀淀析出的的水以自自流的方方式向钻钻头与孔孔壁的环环状间隙隙直至孔孔底，形形成往复复循环。 12.3工艺艺特点 适应应旋挖钻钻机加压压能力大大特点，钻钻进效率率较其他他钻进方方式高。 旋挖挖钻机采采用气举举反循环环钻进工工艺，孔孔底大块块岩石渣渣都能排排离孔底底，无岩岩石二次次破碎现现象，钻钻进效率率高。 钻进进过程中