沖擊反循環(huán)鉆機(jī)應(yīng)用探討

摘要:結(jié)合 “301”水庫大橋樁基施工，介紹了沖擊反循環(huán)鉆機(jī)的參數(shù)、性能、施工工藝原理，提出了反循環(huán)鉆機(jī)施工的注意事項(xiàng)，為同類工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞:沖擊反循環(huán)鉆機(jī) 鉆頭 鉆孔 吸渣

1 工程概況

白和鐵路“301“水庫大橋?yàn)榭缭?01水庫而設(shè)，水中表層普遍為大粒徑的孤石，覆蓋層較薄，下伏玄武巖。共有鉆孔樁66根，樁徑1.5m，采用筑島的方法施工，筑島土為粒徑較大的砂礫土夾帶花崗巖。

2 鉆機(jī)選取

2.1 回旋鉆機(jī) 回旋鉆機(jī)耗能低，運(yùn)輸方便，噪聲小，在軟弱地層鉆進(jìn)速度快，但在硬度較大的巖層中鉆進(jìn)速度慢甚至無法鉆進(jìn)，不適合本工程施工。

2.2 沖擊正循環(huán)鉆機(jī) 這種鉆機(jī)地層適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但是無循環(huán)液，孔底巖渣較多，鉆孔速度低，孔內(nèi)含砂率高，泥漿比重大，不易清孔，很難保證樁的承載質(zhì)量。

2.3 沖擊反循環(huán)鉆機(jī) 沖擊反循環(huán)鉆機(jī)結(jié)合了沖擊鉆成孔和反循環(huán)排渣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，能用較高的頻率沖擊巖石，又能及時(shí)將孔底巖渣抽出，使巖石不重復(fù)破碎，加大了鉆進(jìn)速度，成孔后孔底不用另花時(shí)間清理就很干凈。用于本工程既保證了樁的質(zhì)量又降低了成本。

所以，本工程全部采用CJF-20型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)成孔。

3 鉆具參數(shù)及性能

CJF-20型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)主副卷揚(yáng)機(jī)提升能力為50KN，最大鉆孔直徑可達(dá)2.0m，鉆孔深度80m，卷揚(yáng)沖程1.5-3.0m，沖擊頻率4次/min，電動(dòng)機(jī)功率75KW，反循環(huán)泵為3PNL和6BS泵，可配液壓步履縱橫移位。其鉆頭除沖擊尖頭為耐磨材料外，其余為50mm以上鋼板焊制而成，有多種規(guī)格可供選擇。

本工程選用底部為階梯式圓柱形鉆頭，采用長(zhǎng)度60mm的短刃角，間距300mm。這種鉆頭鉆孔時(shí)孔底形成錐穴狀，巖渣向孔底中心部位積聚并由循環(huán)系統(tǒng)及時(shí)抽出，提高了沖擊功效并具有良好的導(dǎo)向作用。

4 施工工藝

4.1 沖擊反循環(huán)鉆機(jī)成孔原理 沖擊反循環(huán)破碎入巖工藝的破碎機(jī)理是利用沖擊鉆頭對(duì)巖石進(jìn)行較高頻率的沖擊，使巖石產(chǎn)生破碎。其鉆頭上按有直徑15cm的橡膠管，管口接水泵，將孔底沉渣及時(shí)抽到地面以上排入泥漿池，同時(shí)泥漿池上的清水流入孔內(nèi)，進(jìn)行反循環(huán)。沖擊鉆頭由兩根鋼繩平衡連接，起、落鉆都非常方便，大大縮短了輔助時(shí)間。

4.2 沖擊反循環(huán)鉆機(jī)施工工藝流程 沖擊反循環(huán)鉆機(jī)施工工藝流程如下圖:

4.3 施工注意事項(xiàng)

4.3.1 鉆機(jī)就位以前先檢查鉆機(jī)的工作性能，確保鉆機(jī)各零部件、液壓系統(tǒng)及各種儀表正常工作。保證樁位附近平整，把鉆機(jī)開到樁位旁，將鉆頭的尖端正對(duì)樁位標(biāo)注點(diǎn)。安裝鉆機(jī)時(shí)要求底部應(yīng)墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷，頂端用纜風(fēng)繩對(duì)稱拉緊。

4.3.2 鉆孔前在護(hù)筒頂面依照護(hù)筒壁上的護(hù)筒頂面中心標(biāo)識(shí)的掛設(shè)十字線，然后對(duì)中鉆頭中心。

4.3.3 開始鉆進(jìn)時(shí)，采用小沖程開孔，使初成孔堅(jiān)實(shí)、豎直、圓順，能起導(dǎo)向作用。待鉆進(jìn)深度超過鉆頭全高加正常沖程后可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。如護(hù)筒外側(cè)土質(zhì)松軟發(fā)現(xiàn)漏漿時(shí)，可提起鉆錐，向孔中到入粘土，再放下鉆錐沖擊，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿孔隙，穩(wěn)住泥漿繼續(xù)鉆進(jìn)。

4.3.4 泥漿補(bǔ)充與凈化開始前應(yīng)調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿，鉆進(jìn)過程中應(yīng)予補(bǔ)充。并應(yīng)按泥漿檢查規(guī)定，按時(shí)檢查泥漿指標(biāo)，遇土層變化應(yīng)增加檢查次數(shù)，并適當(dāng)調(diào)整泥漿指標(biāo)。

4.3.5 根據(jù)地質(zhì)情況，必須檢查鉆頭直徑、鉆頭磨損情況，施工過程中磨損超標(biāo)的鉆頭及時(shí)更換。在提升鉆頭時(shí)，要小心謹(jǐn)慎，尤其是在快到護(hù)筒底部將鉆頭慢慢提起，防止碰撞孔口護(hù)筒以免造成護(hù)筒底部坍孔或護(hù)筒錯(cuò)位或變形事故。

4.3.6 在沖擊鉆進(jìn)過程中，關(guān)鍵是沖擊和吸渣量是否匹配，這也是確保孔壁穩(wěn)定及正常鉆進(jìn)的最基本最重要條件。在鉆進(jìn)過程中吸渣工作應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)地層和情況而定，不應(yīng)過量吸渣，以免造成孔壁失穩(wěn)坍孔及發(fā)生埋鉆事故。

4.3.7 在沖擊過程中，必須經(jīng)常檢查鋼絲繩的磨損情況以及轉(zhuǎn)向裝置的靈活性和連接的牢固性，以防磨斷或因轉(zhuǎn)向不靈而扭斷鋼絲繩，發(fā)生掉鉆事故。

4.3.8 雙卷揚(yáng)機(jī)卷鼓運(yùn)轉(zhuǎn)要同步，在鉆進(jìn)過程中要保證兩根沖擊鉆鋼繩松緊程度和卷放速度均勻一致，防止鉆孔偏移。

4.3.9 隨著鉆孔加深，調(diào)整主卷揚(yáng)機(jī)鋼繩長(zhǎng)度的同時(shí)也要放下排渣管，排渣管下端的吸渣口與孔底之間距離應(yīng)保持0.3-0.5m的距離。距離過大清除效果差，距離過小容易堵管。

5 結(jié)束語

施工時(shí)，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理的選取適用的鉆機(jī)，掌握施工工藝流程及注意事項(xiàng)，保證施工安全、質(zhì)量，滿足工期要求，并能提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

[1]TZ203-2008.中國(guó)鐵道出版社.《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》.