旋挖钻机施工工法通用规程

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施工技术　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴｌＯＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　旋挖钻机施工工法通用规程　黎中银　，夏柏如　，邵良清　，王宏伟　（１．中国地质大学，北京　１０００８３；２．北京市三一重机有限公司，北京　１０２２０６）　［中图分类号］ＴＵ６７　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００１—５５４Ｘ（２００７）０６—００８２—０７　Ｇｅｎｅｒａｌ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｒｏｔａｒｙ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｒｉｇ　ＬＩ　Ｚｈｏｎｇ　ｙｉｎ，ＸＩＡ　Ｂ０＿ｒｕ，ＳＨＡＯ　Ｌｉａｎｇ－ｑｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｗｅｉ　旋挖钻机是目前国内灌注桩工程施工中广泛　抗切削能力，所使用的斗齿必须是具有锋利楔人　能力的线式刃口刀具。　（２）岩层可钻性分析应考虑岩石的成因和种　使用的钻孔机械，旋挖钻进具有高效、节能、低　噪声、无污染、适应地层较广泛等优点，深得施　工单位的青睐。但我国至今尚未发布有关旋挖钻　进的施工工艺规范，对旋挖钻进施工中的过程控　制、质量监管和验收带来一定难度。本文提出了　类、岩石颗粒的大小和形状、岩石的构造及裂隙　发育情况、胶结的性质及胶结形式等等，一般应　了解岩石的压人硬度、研磨性、弹塑性三方面指　三一重机公司的施工通用规程，并从技术角度探　讨旋挖钻进施工的关键因素，为行业规范的制订　提供参考。　标。此时，岩石的可钻性主要表现为岩石颗粒的　可剪切断裂破碎能力。　岩石破碎的典型方式有两种：脆性剪切碎岩　和动载冲击碎岩。　①脆性剪切碎岩广泛使用于岩石裂隙发育　充分的地质情况，其机理是在岩石颗粒边界处　利用加压力和转矩或多维应力的共同作用产生　搓碾剪切，从而导致岩石破碎的一种准静载破　岩方式。常用的碎岩工具应具有点式或圆球形　１施工准备　１．１资料准备　（１）开工前应有相关部门提供的该工程的地　质勘察报告、水文地质资料、桩基工程施工图及　图纸会审资料。　（２）施工现场环境和邻近区域内的地下管线　（管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑物、精密　切削刃面，例如装有子弹头的短螺旋钻头、嵌　岩筒钻等。　②动载冲击碎岩是利用冲击器的冲击能来加　速岩石颗粒边界处裂纹的扩展，从而实现快速断　仪器车间等调查资料。　（３）主要施工机械及其配套设备的技术性能　资料，所需材料的检验和｝昆凝土配合比试验　报告。　裂碎岩的一种方式。相对其它碎岩方式来说，具　有单位体积比能耗小、破岩效率高的优势，常用　的方式有振动锤、振动镐、冲击锤、落锤、牙轮　钻头、爆破器、射流冲击器等。　气举反循环全断面破岩成孔工法兼具脆性剪　切破岩和动载冲击碎岩的一些基本特征，详见　后述。　［收稿日期］２００７—０４—１３　［通讯地址］黎中银，北京市回龙观辛庄桥北清路路南三一　产业园　（４）桩基工程的施工组织设计或施工方案，　有关载荷、施工工艺的试验参考资料。　１．２工程地质的可钻性分析　工程地质可钻性分为土层可钻性分析及岩层　可钻性分析两个方面。　（１）土层可钻性分析包括地质硬度小于５ＭＰａ　的工程地质情况，分析时应了解水文地质结构参　数等指标。土层的可钻性主要表现为土壤颗粒抵　建筑札械２００７．０６（上半月刊）　维普资讯 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１．３编制施工作业指导书　目的是为了制订施工时护壁稳定、提高作业　２埋设钢护简　效率及降低工程成本的最优方案，一般需从硬件　在准确放样的前提下埋设护筒，如果在陆地　配置和参数设计两个方面来考虑。　上进行钻孔，则一般采用挖坑法，比较简单易行。　①硬件配置：针对不同的地质情况，应该对　钢护筒埋设工作是旋挖钻机施工的开端，钢　钻杆、钻具、斗齿、护筒、泥浆、清孔工具、监　护筒平面位置与垂直度应准确，钢护筒周围和护　理检测等施工机械与设备进行选择和优化。一般　筒基底应密实不透水。　来说，一台钻机至少要配置机锁钻杆和摩擦钻杆　埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样，把　各一套且配备若干数量的钻具、斗齿、护筒等等。　钻机钻孔位置标于孔底。再把钢护筒吊放进孔内，　②参数设计：针对不同的地质情况和施工设　找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部　备，优化考虑施工方式、钻进参数、质量控制措　或底部标记，然后移动钢护筒使其与钻机钻孔中　施等等，如是否采用接力钻削，土壤切削、岩石　心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使钢护　钻削时加压方式，钻进转矩、钻头转速、进尺速　筒垂直。在钢护筒周围对称并均匀地回填最佳含　度、监理检测质量控制指标等等。　水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度，以　１．４施工机械与设备的配置　保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。如　包括旋挖钻机、起重机、电焊机、泥浆泵、　果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在孔　测量仪器（如全站仪、水准仪）及各种机具等，　底回填夯实３００～５００ｍｍ厚度的粘土后再安放护　其中手持电动工具必须单独安装漏电保护器，外　筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢　壳必须接地或接零；电焊机应有可靠的防雨措施　护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止　及良好的接地或接零保护；各类气瓶应有明显的　下窜。　色标和防振圈，乙炔气瓶在使用时必须装回火防　在易缩径的淤泥质黏土、易垮孔的松散杂填　止器；配备泥浆泵，也可选用潜水泵。　土地层和沙层以及严重透水地层，必须使用长护　１．Ｓ场地布置、桩孔位置的确定　筒或全护筒护壁。下护筒的方式有两种：　根据设计要求合理布置施工场地，必须落实　①振动锤下护筒：用汽车式或履带式起重机　四通一平。在进行场地整平后，由测量人员将所　吊挂电动或液压振动锤夹持护筒，通过高频振动　有桩位放样，钉好十字保护桩，做好测量复核，　使护筒周边沙土液化，在护筒重力作用下使护筒　并记录放样数据备案；规划行车路线时，应使便　插入土层。该方法的优点是下放和起拔护筒速度　道与钻孔位置保持一定的距离，以免影响孔壁稳　快，在成孔时可用干式成孔法或天然水，降低造　定；当施工场地位于浅水时，应采用筑岛后在顶　浆成本。在埋设开始时需注意调整护筒的垂直度。　面安置钻机，筑岛顶面高出施工水位１．Ｏｍ左右；　②动力头驱动器下护筒：利用动力头正反转　钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上，以免产　搓动和加压油缸加压使护筒切入土中，该法操作　生不均匀沉陷；钻机的安置应考虑施工中孔口出　方便并能确保护筒埋置夯实性，缩短挖坑埋置时　土清运的方便。　间，提高成孔效率。　（１）桩位放样。按“从整体到局部的原则”　采用全站仪对各桩点的位置进行准确放样，并及　３泥浆（稳定液）制备　时对钻孔标高的放样进行复核。　与传统的正反循环钻机相比，旋挖钻机施工　（２）钻机就位。钻机就位时，应保证桩位附　工艺优点为孔壁不易产生泥皮（因为在成孔过程　近平整，使螺旋钻头的尖端对正桩位标注点。　中孔壁一直都受钻斗的刮擦）和在孔壁上形成较　钻机回转中心距孔位３～４．５ｍ，在允许的情况　明显的螺旋线，这两点有助于增加桩的摩阻力，　下，变幅油缸应尽可能将桅杆缩回，以减小钻机　提高桩的质量；其缺点为由于不易形成泥皮，护　自重和提升下降脉动压力对孔的影响。　壁性相对较差，容易缩径、塌孔。　建筑札械２００７．０６（上半月刊）　维普资讯 http://www.cqvip.com 施工技术　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　在钻孔灌注桩的施工过程中，为了防止坍孔、　稳定孔内水位及便于挟带钻碴，通常采用膨润土　制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地　下水之间的压力差来控制水压力，以确保孔壁的　稳定，所以泥浆的比重至关重要。如果泥浆比重　过小，就失去了阻挡土体坍塌的作用；如果泥浆　的比重过大，则容易使泥浆泵产生堵塞，甚至使　混凝土的置换产生困难，成桩质量难以得到保证。　要充分发挥泥浆的作用，就要根据工程地质具体　情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标。　（１）稳定液的原材料。　稳定液应具有良好的物理性能、流变性能和　稳定性能，主要指标为密度、黏度、ＰＨ值、含砂　量等。其中泥浆用粘土应选择粘粒含量大于５０　、　塑性指标大于２０、含砂量小于５　、二氧化硅与三　氧化二铝含量的比值为３～４倍的黏土为宜。稳定　液的主要材料见表１。　表１稳定液的主要材料表　材料名称　水　膨润土或黏土　重晶石　ＣＮＣ　成　分　主要使用目的　稳定液的主体　稳定液的主要材料　增加稳定液相对密度　增加粘性、防止孔壁剥落　Ｈ２０　以蒙特土为主的黏土矿物　硫酸钡　羧甲基纤维素钠盐　腐殖酸族分解剂　木质素族分解剂　碱类　硝基腐殖酸钠盐　铬铁木质素磺胺酸钠盐（ＦＣＬ）　Ｎａ２Ｃ（）３及ＮａＨＣＯｓ　控制稳定液变质及改善已变质的稳定液　渗水防止剂　废纸浆、棉子、锯末等　防止渗水　（２）稳定液的配合比。　应按地基土的性状、钻机和工程条件确定，　一表３钻斗钻成孔法稳定液的必要黏度参考值　土　质　必要粘度／ｓ　（５００／５００ｍ１）　般１００Ｌ水需加８ｋｇ膨润土，对于黏性土层，膨　砂质淤泥　砂（Ｎ＜１０）　砂（１０≤Ｎ＜２０）　砂（Ｎ≥２０）　润土可降低到３～４ｋｇ。由于情况各异，稳定液的　性能指标和配合比必须根据地层特性、造孔方法、　泥浆用途而有所变化（见表２）。　表２稳定液的主要性能指标　项　目　指　标　２Ｏ～２３　＞４５　２５～４５　２３～２５　混杂黏土的砂砾　２５～３５　＞４５　膨润土的最低浓度　泥浆的最小黏度（５００／５００ｍ１）　８　砂砾　２５ｓ　失水率的限度（０．３Ｎ／ｍｍ２）　ＰＨ值最高限度　２０ｍｌ／３０ｍｉｎ　１１．０　４钻头的类型及选用　随着旋挖钻进工艺的推广应用，在遇到砂层、　（３）稳定液黏度的选取。　硬岩基层、卵砾石层等各种复杂地层时，如不采　钻斗钻成孔法为了防止孔壁坍塌，所用稳定　液的必要黏度参考值如表３所示。　取特别措施，其应用会受到一定限制。在施工中　根据不同地质情况，选用合适的钻头和施工工法，　建琵机械２００７．０６（上半月刊）　维普资讯 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可以提高施工效率，节约生产成本，而且在环保、　每节钢管长１３ｍ，钻孔深度可达６０ｍ左右。　降低能源消耗和孔内事故等方面能收到意想不到　１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　１１　１２　１３　１４　的效果。　钻头的类型很多，常用的分为两大类：（１）回　转钻头：包括单底土斗和双底捞砂斗；（２）嵌岩钻　头：包括短螺旋钻头、嵌岩筒钻和牙轮钻头。　在一般地层情况下可选用摩擦钻杆和回转钻　１．扁头２．一杆挡环３．第１节钻杆４．第２节钻　头，在岩层施工时可配用短螺旋钻头、回转斗、　杆５．第３节钻杆６．第４节钻杆７．第５节钻杆　嵌岩钻头等各种钻头。　８．减振器总成９．一杆外键１Ｏ．一杆内键１１．弹　簧座（托盘）　１２．钻杆弹簧１３．方头１４．销轴　回转钻头适用于地下水位以上的黏性土、粉　图１摩擦式钻杆　土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层，嵌　岩螺旋钻头适用于碎石土、中等硬度的岩石及风　机锁式钻杆（见图２和图３）不但可用于软地　化岩层，岩心回转斗适用于风化岩层及有裂纹的　层，也可用于较硬地层施工，可钻进淤泥层、泥　岩石。钻头规格由用户据实际工程的情况选购　土、（泥）砂层、卵（漂）石层和强风化岩层。机　选配。　锁式钻杆一般制成４节，第１—３节杆每节钢管长　钻头的关键参数是斗齿刃前角。对于相同的　１３ｍ，钻孔深度可达５０ｍ左右。　地层使用同一钻进转矩时，不同的斗齿刃前角其　钻进效率不同，因此只有选择合适的刃前角才能　提高钻进效率。经过大量的试验，对于硬度较小　的第四地层、强风化层和少冰冻土层等比较松软　的地层斗齿刃前角应稍大些，选取４５。～６５。为宜；　对于比较硬的地层斗齿刃前角应稍小些，选取　１．扁头２．一杆挡环３．第１节钻杆４．第２节钻杆　２５。～４５。为宜。　５．第３节钻杆６．第４节钻杆７．减振器总成８．一　５钻杆结构及正确应用　杆外键９．一杆内键１Ｏ．弹簧座（托盘）　１１．钻杆　弹簧１２．方头１３．销轴　选用钻杆时首先要考虑的因素是地质情况　图２　固定点分段加压式机锁式钻杆　（地层硬度）。在松软地层钻进时，依靠钻杆和钻　具的自重即可满足进尺加压力的要求，此时选用　摩擦式钻杆即可；对于入岩钻进则应考虑具有强　行加压功能的机锁式钻杆。　地层硬度由软到硬排列如下：淤泥层，泥土、　（泥）砂层，卵（漂）石层，强风化岩层，中风化　圭三　岩层，弱风化岩层，微风化岩层，基岩层。　１．扁头２．一杆挡环３．第１节钻杆４．第２节钻杆　（１）钻杆的类型。　５．第３节钻杆６．第４节钻杆７．减振器总成８．一　根据钻孔时采用的钻进加压方式不同，钻杆　杆外键９．一杆内键１Ｏ．弹簧座（托盘）　１１．钻杆　分为３种类型：摩擦加压式钻杆（简称摩擦杆）、　弹簧１２．方头１３．销轴　机锁加压式钻杆（简称机锁杆，又称凯式钻杆）　图３　多点连续加压式机锁式钻杆　和组合加压式钻杆（简称组合杆）。　摩擦式钻杆（见图１）一般用于较软地层的钻　组合式钻杆（见图４）是近年来出现的一种把　孔施工，可钻进淤泥层、泥土、　（泥）砂层、卵　机锁杆（如第１、２、３节杆）和摩擦杆（如第４、　（漂）石层。摩擦式钻杆一般制成５节，１～４节杆　５节杆）组合在一起的钻杆，特别适用于上硬下软　建筑机械２００７．０６（上半月刊）　维普资讯 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施工技术　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　较深桩孔的钻孔施工。该钻杆在孔深０￣３０ｍ范围　可钻较硬地层，在孔深３０￣６０ｍ范围可用于软地　层钻孔施工。　起向三杆内缩进。如此继续，直到第５、４、３、　２各节杆全部缩进一杆内，并且一杆也被弹簧座托　一起在动力头内键套内滑动上升，直至钻杆和钻具　全部提出地面。由此可见，各节钻杆的提升（缩　进）是由内向外进行的。　（３）钻杆加压原理。　摩擦杆与机锁杆加压力传递的作用原理不同：　摩擦杆各节杆上的外键是焊在钢管上圆周１２０。均　１扁头杆外键２．一杆挡环３．减振器总成４．第１节钻杆　１０．第　１３．第５　布的３条（或６条）通长钢条，无台阶（无加压　（机锁）　５．一杆外键６．第２节钻杆（机锁）　７．二　１２．五杆外键点）；机锁杆各节杆上的外键是焊在各节杆钢管上　圆周１２０。均布的３条（或６条）带有加压端面（有　台阶）或齿面的钢条。　８．第３节钻杆（机锁）　９．三杆外键４节钻杆（摩擦）　１１．四杆外键１６．方头１７．销轴　节钻杆（摩擦）　１４．弹簧座（托盘）　１５．钻杆弹簧　图４组合式钻杆　摩擦式钻杆传递的加压力很小，进尺加压力　主要来自于最末一节钻杆和钻具的自重，加压油　缸提供给动力头的加压力虽然很大，但经过动力　头内键套键齿侧与一杆外键侧的摩擦和各杆内外　（２）钻杆的提升和伸放。　钻杆在完全缩进状态被安装到旋挖钻机上，　整根钻杆的重量通过最内一节杆的扁头与提引器　键侧的摩擦传递给钻具的进尺加压力却很小，所　以不能在较硬地层施工作业。　机锁式钻杆的加压力是通过各节钻杆的加压　台阶或齿面传递的，进尺加压力包括各节钻杆和　钻具的自重以及加压油缸提供的压力，所以能适　应较硬地层的钻进作业。　连接后作用在主卷扬钢丝绳上，最内一节杆通过　焊接（或安装）在其上的圆盘和弹簧、弹簧座　（托盘）将其它各节杆托起（弹簧座的外径与第１　节杆钢管外径相同）。　在使用机锁式钻杆时，要注意钻杆每节的锁　点是否解开，建议在每次上提前根据钻进深度逆　①钻杆下放（伸出）：钢丝绳下放，钻杆由于　自重整体下降，一杆在动力头内键套内滑动下降，　当一杆上的减振环碰到动力头上平面时，一杆被　向旋转，也可按每节钻杆１圈逆旋，如第３节已抽　出就旋转３圈，即可有效地解开每节的锁点。　动力头托住，停止下降；钢丝绳继续下放，其余　各节杆在重力作用下一起继续下降，当第２节杆的　挡环碰到一杆下管内键上端面时，二杆被一杆挡　６旋挖钻进成孔工艺　６．１钻孔及注意事项　钻进成孔时动力头驱动底门镶嵌斗齿的桶式　住，停止下降；钢丝绳继续下放，其余各节杆在　重力作用下一起继续下降，当第３节杆的挡环碰到　二杆下管内键上端面时，三杆被二杆挡住，停止　下降。如此继续，直到各节杆全部伸出，将安装　在最里边一节杆方头上的钻具下放到孔底。由此　钻斗旋转切削岩土，并将原状岩土装入钻斗内，　然后再通过钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔　外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土，直　到钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用　可见，各节钻杆的伸出（下放）是由外向里进　行的。　干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；而对于松　散易坍塌地层，或有地下水分布、孔壁不稳定，　必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护　壁泥浆或稳定液进行护壁。　成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、　钻头磨损情况，施工过程中钻头磨损超标的及时　更换。　②钻杆提升（缩进）：（以５节杆为例）每次　钻进结束后，钢丝绳提升，五杆带着钻具一起向　上提升，同时五杆向四杆内缩进。当五杆完全进　入四杆内时，安装在五杆上的弹簧座（托盘）将　四杆托起，带着四杆一起上升，同时四杆、五杆　建筑耙械２００７．０６（上半月７１）　维普资讯 http://www.cqvip.com 成孔中按试施工确定的参数进行施工，记录　不同又可分为单锥单螺旋钻头、双锥单螺旋钻头　成孔过程的各种参数，如钻进深度、地质特征、　以及双锥双螺旋钻头３种。嵌岩短螺旋钻头所用切　机械设备损坏、障碍物等情况。　削刃为头部镶焊有钨钴硬质合金的截齿，主要用　旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进　于钻进风化基岩、胶结性较好的卵砾石地层及永　时的垂直度，可通过电子控制和人工观察两个方　冻土层。土层短螺旋钻头所用切削刃为耐磨合金　面来保证钻杆的垂直度，从而保证成孔的垂直度。　钢斗齿或斗齿加截齿，主要用于钻进地下水位以　钻孔过程中应根据地质情况控制进尺速度：　上土层、砂土层和粒径不大的砾石层。一般泥岩　由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；　也可用土层短螺旋钻头，如全风化及强风化地层。　当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径　（３）对于硬度较大的基岩地层、大的漂石层　的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对　以及硬质永冻土层，直接用短螺旋钻头或旋挖钻　硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层　斗钻进都比较困难，需要嵌岩筒钻配合短螺旋钻　则采用慢转速钻进并适当增加泥浆比重和粘度。　头和双底板捞砂钻斗钻进。嵌岩筒钻分为取芯岩　在使用旋挖斗时一般装土量以斗体２／３为合　石筒钻和不取芯岩石筒钻两种。取芯岩石筒钻除　适，进尺深度要根据桩直径和地层的密度进行控　了筒体下端焊有子弹头截齿外，筒体内壁上装有　制。进尺过多，导致卸土困难，还会导致埋钻、　承托岩芯的合页片；不取芯嵌岩筒钻则没有承托　卡钻的事故发生；过少则会延误施工进度，增加　岩芯的合页片。嵌岩筒钻的主要作用在于对孔内　设备、能源的消耗，使成本提高、效益降低。　岩芯的圆周进行松动掏空，为以后下入嵌岩短螺　６．２不同地层的钻进方法　旋钻头破碎岩芯创造破碎自由面。对于层理发育　（１）地表覆盖土、淤泥、黏土、淤泥质亚黏　且各向异性的硬岩地层，用嵌岩筒钻配合嵌岩短　土、砂土、砂层等较软的地层（统称为第四纪地　螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进，能有效地预防　层）。可选用摩擦钻杆和回转钻斗钻进。地表土、　孔斜及提高工作效率。　淤泥质亚黏土、黏土层在干性状态下胶结性都比　（４）砂卵石、卵砾石层比一般的第四纪地层　较好，在干孔钻进下可用单底板土层钻斗钻进，　硬度大，钻进难度较大，这类地层中若没有粒径　也可以用双底板捞砂钻斗和土层螺旋钻头钻进；　太大的孤石、漂石，一般可选用机锁钻杆和双底　在湿孔钻进条件下，因土遇水的胶结性能变差，　板捞砂钻斗钻进。但这类地层的研磨性比较强，　一般用双底板捞砂钻斗钻进以便于捞取钻渣。淤　所以钻斗斗齿的消耗比较大。当碰到大孤石（漂　泥层一般用双底板捞砂钻斗钻进，砂土层和砂层　石）时，则可下入嵌岩短螺旋钻头钻进，一般能　的胶结性能都比较差，不管干孔钻进还是湿孔钻　把大孤石搅碎或将整个孤石（漂石）带出孔口。　进均用双底板捞砂钻斗钻进。对于含水丰富的流　钻进卵砾石地层时，嵌岩短螺旋钻头的锥头结构　砂、流泥等易坍塌地层，采用双底板捞砂钻斗　形式和锥度大小的选择主要取决于卵砾石粒径的　钻进。　大小和地层硬度。粒径大可选用单锥头形式（单　（２）砂卵石、卵砾石、泥灰岩、砂岩、灰岩、　锥头形式的锥头叶片空间比双锥头形式的大，但　泥岩、页岩等岩层，因地层密度较大，摩擦钻杆　是带渣能力则比后者差），这样才能使大粒径卵砾　和回转钻头无法完成成孔，应选用机锁杆和短螺　石旋入螺旋叶片内；粒径小则选用双锥头形式易　旋钻头。　于带起钻渣。地层硬度大可选用小锥角形式的钻　根据钻进地层不同，短螺旋钻头分为嵌岩短　头，硬度小则选用大锥角形式钻头。对于强风化　螺旋钻头和土层短螺旋钻头两类；按其头部结构　基岩，如泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等硬　形式分，短螺旋钻头又可分为锥头短螺旋钻头和　岩层，采用嵌岩短螺旋钻头钻进，配合用嵌岩筒　平头短螺旋钻头。一般情况下，嵌岩短螺旋钻头　钻（主要作用是对地层进行松动，取芯是次要功　多为锥头形式，土层短螺旋钻头多为平头形式。　能，所以一般采用不取芯岩石筒钻）以及双底板　锥头短螺旋钻头根据锥头结构形式和钻头导程的　捞砂钻斗清渣。　建筑托械２００７．０６（上半月刊）　维普资讯 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施工技术　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴｌＯＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　７旋挖钻机气举反循环全断面破岩成孔　反循环钻具适合于坚硬地质和岩层，刀具一　般为牙轮滚刀和楔齿滚刀，分为全截面反循环钻　具和环面反循环钻具。　７．１工艺原理　传递气龙头旋转时的反扭矩。气龙头进气口用快　速接头和胶管与空气压缩机相连。　将胶管的快速接头分别焊接于气龙头出气口　阀门下接头和钻头气管接头上，中间用合适长度　的胶管相连，形成进气通道。　７．５钻进工艺参数　（１）加压力。　旋挖钻机气举反循环又称气压反循环，其基　本原理是压缩机通过旋挖钻机动力头下面的随动　旋挖钻机工作效率取决动力头转矩与加压力，　对于滚刀钻头，原则上加压力越大工作效率越高，　但要考虑钻机的加压能力及钻杆的承受能力。　（２）转速。　旋挖钻机钻进硬岩时转速以８￣１５ｒ／ｍｉｎ为宜，　气龙头及配套送气管路将压缩空气送至孔底牙轮　或滚刀钻头的气水混合室，并使空气与钻头吸渣　管内的水混合，从而形成比重小于吸渣管外泥水　混合物的气水混合物。在不同比重形成的压差作　用下，吸渣管内的气水流挟带岩屑排离孔底，沉　淀在钻头上部集渣筒内或直接排到孔外沉淀池内。　沉淀析出的水以自流的方式流向钻头与孔壁的环　不可过快或过慢，过慢则钻进效率太低，过快则　造成孔底泥浆涡动过大而冲刷孔壁，同时容易使　钻机钻杆摆动过大造成损坏。　（３）空压机气量及气压。　空压机排出的气压及气量以能形成孔底循环　即可，过大会使孔底泥浆循环过快，冲刷孔壁，　同时会使岩渣不易沉淀。钻进时气压以大于孔底　液柱压力一个大气压即可，如孔底液柱３０ｍ，气压　调整为０．４ＭＰａ即可，钻进时气量以不超过　５ｍ３／ｍｉｎ为宜。　７．６注意事项　状间隙直至孔底，形成往复循环。　７．２工艺特点　（１）适应旋挖钻机加压能力大的特点，其钻　进效率较其他钻进方式高。　（２）使大块岩石渣能排离孔底，无岩石二次　破碎现象，钻进效率高。　（３）钻进过程中钻头切削具冷却效果好，提　高了钻头使用寿命。　（４）工艺、操作比较复杂，需要人员较多，　并且要求技术比较熟练。　７．３工艺设备　（１）钻头下孔前必须检查使滚刀或牙轮转动　灵活，钻头各焊接部位无裂纹。如发现滚刀或牙　轮轴承损坏应及时更换，刀座及钻头筒磨损应及　时补焊，防止发生孔下事故。　（２）孔底应保证无异物，如有掉落物要提前　旋挖钻机气举反循环岩石钻进设备主要由空　气压缩机（气压０．０７ＭＰａ、气量５ｍ３／ｍｉｎ以上为　宜＞、随动气龙头送风及排渣管路系统和孔底全断　面钻进牙轮（滚刀钻头＞组成。　打捞，否则滚刀或牙轮合金刀头容易崩落，或使　刀头及牙轮不能完全接触岩面而导致钻头失效。　由于气举反循环是孔底局部循环，细小岩粉　不能沉淀在储藏筒内，往往在孔底形成粥样粉浆，　岩粉浆循环扰动使得孔壁难以形成泥皮护壁，所　（３）钻头在初人岩时应轻压慢转，待孔底不　平岩面扫平后再施压钻进，以防止孔斜及钻头　损坏。　以该工艺要求在地质比较稳定的条件下使用。在　孔壁不稳定如有松散层、流沙层的情况下，要求　下钢护筒或尼龙护筒到基岩面上，以防塌孔而形　成孔下事故。　７．４设备的安装　（４）为防止气道阻塞，钻头入水前应通气循　环，钻头出水后停止通气，必要时可关闭气阀以　避免泥浆倒灌。　（５）钻机用其他方式钻进时，需把气龙头反　扭杆卸下，以延长气龙头寿命。　（６）气龙头的保养很重要，应定期注油，如　发现漏气即需更换密封件。　（下转第１０２页）　气龙头到达现场后，应立即焊接吊耳与钻机　动力头的运动件相连，同时焊接反扭杆，使气龙　头中间外圈侧耳与钻机杆或动力头机座相连，以　建筑瓤拭２００７．０６（上半月刊）　维普资讯 http://www.cqvip.com 使用维修　ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ＆ＭＡＩＮＴＥＮＡＮＣＥ　动机油门全开、变矩器输出轴零速工况下，变矩　器进口压力最低为０．３５ＭＰａ，最高为０．５４ＭＰａ；　原因分析：　①油位不当；　②油冷却散热片太脏（风冷）或冷却器、滤　清器或管路堵塞；　在发动机油门全开、变矩器空载工况下所允许的　最高工作压力为０．８５ＭＰａ。一般不能超过所规定　的极限值，否则会发生故障。　③变矩器进油阀卡在关闭位置，使进油压　力高；　④变矩器进油压力低或泄漏严重；　⑤长时间大负荷工作；　５液力变矩器常见故障分析　（１）变矩器噪声　故障现象：变矩器工作时发出不正常的响声。　原因分析：　⑥变速器换挡离合器打滑；　⑦变矩器工作轮碰磨；　⑧用油不合格。　排除方法：　①轴承失效，轴向和径向间隙大导致各工作　轮碰磨；　②与发动机的连接螺栓松动或断裂；　检查油温表是否正常；检查油位和油品；检　查进油压力是否正常；检查油箱出油口粗滤器、　③变矩器连接部分不紧等。　排除方法：如果出现油温高、机械工作无力　现象，并且油液中有铝屑出现，可通过检查油液　判断，需更换油液；否则检查紧固连接部分。　（２）变矩器油温高　故障现象：油温明显升高。　冷却器是否有脏物堵塞；检查或更换滤清器；听　诊变矩器是否有机械碰击声；带负荷试车如果工　作无力，证明变矩器泄漏严重或换挡离合器打滑　等。　［责任编辑：刘慧彬］　（上接第８８页）　（７）气龙头避免强烈撞击，在开合旋挖斗时　应缓慢进行。　沉渣不得大于１０ｃｍ，摩擦桩孔底沉渣不得大于　３０ｃｍ。小口径孔（小于１０００ｍｍ）一般采用正循　环清孔，大口径桩清孔多采用泵吸反循环或气举　反循环。　（５）灌注混凝土至桩顶标高。　ａ．埋管２￣６ｃｍ；　（８）孔底细小岩粉不能沉淀于钻头筒内，否　则会使孔底形成粥状泥浆，长时间钻进应定期更　换泥浆或稀释，使钻头清洁确保掘进效率。　８其他　８．１钻孔完成后成桩施工工艺　ｂ．达到桩顶标高前要持续灌注；　Ｃ．导管严禁提离混凝土面；　（１）整形清孔。为了保证成桩后桩的承载能　力的连续性，成桩前要进行整形清孔。　（２）下钢筋笼。孔深超过１２ｍ时，如果要求　下全笼，一般需进行孔口搭接焊。焊接要求：　ａ．同一截面搭接不得超过５０　；　ｂ．搭接焊搭接长度大于１０ｄ（单面焊）或５　ｄ．每车时间间隔不超过３０ｍｉｎ；　ｅ．混凝土坍落度在１６￣２２ｃｍ之间。　８．２桩的养护和检测　为了保证桩的质量，要注意科学的养护方法。　桩的检测分动载和静载检测，动载检测分大　（双面焊），其中ｄ为钢筋直径。　（３）下导管（水下混凝土灌注必须使用导管，　以防止离析）。下导管时要注意螺纹间的密封圈是　应变和小应变，主要是利用击打桩身产生的波形　分析检测桩身的完整性；静载检测是利用压沙袋　等方式检测桩的承载能力。　桩身完整性和承载力经检测达到设计要求即　为合格。　［责任编辑：杨晓光］　否完好，如有破损立即更换。　（４）二次清孔。清除孔底沉渣，端承桩孔底　建筑机械２００７．０６（ｄｅ半月刊）