沖擊鉆進工程樁事故原因分析及預防處理方法

張國立

（遼寧省物測勘查院，遼寧 沈陽 110121）

與回旋鉆進工藝相比，沖擊鉆進工藝對復雜地層（如凍土層、卵礫石層、巖石層）具有更強的適應性，更大的優越性和較高的經濟效益，但由于地層復雜，對鉆進技術要求高，容易出現孔內事故，如處理不當，會造成很大的經濟損失。我公司曾在省市內多個重點工程中采用沖擊鉆進工藝，完成了不同直徑的鉆孔灌注樁，積累了一定的孔內事故處理經驗，現就沖擊鉆進常見事故的原因分析、預防措施及處理的方法進行探討。

1 鋼絲繩斷落

1.1 原因分析

1.1.1 鋼絲繩折斷的主要原因是鋼絲繩缺油，鋼絲繩缺油時泥漿中的細小砂石及巖石碎片會進入鋼絲繩內部并在鋼絲之間來回摩擦，導致單根鋼絲直至大部分鋼絲折斷，遇到較大載荷時，造成鋼絲繩斷落孔內。

1.1.2 鋼絲繩老化、折痕及意外磨損。

1.2 預防措施

1.2.1 鋼絲繩每個星期保養一次，首先用沾滿機油的抹布浸泡鋼絲繩，使鋼絲繩中麻芯上的機油得到補充，有利于潤滑鋼絲、減少摩擦、增強鋼絲繩的使用壽命。然后在鋼絲繩外表均勻涂抹一層黃油，防止泥漿中的巖石碎屑進入鋼絲繩的鋼絲之間。

1.2.2 不超期使用鋼絲繩，避免鋼絲繩打圈，另外在鉆頭頂部固定一直徑約0.7m的鋼絲繩圈。

1.3 事故處理方法

1.3.1 如鋼絲繩斷口在孔口以上，則用打撈直鉤撈出鋼絲繩，視鋼絲繩損壞情況，可重新接上繼續使用。

1.3.2 如鋼絲繩斷口在孔口以下，則用打撈直鉤鉤住固定在鉆頭頂部的鋼絲繩圈，緩慢地拉出沖擊鉆頭。

2 排渣管脫落

2.1 原因分析

2.1.1 控制排渣管升降的鋼絲繩過松，導致排渣管在孔內傾斜，易被沖擊鉆頭內的底內邊緣擊中，導致排渣管脫落。

2.1.2 排渣管接箍內的卡塊磨損過度，導致公接箍從母接箍中脫落。

2.2 預防措施

2.2.1 控制排渣管的鋼絲繩松緊適度，使排渣管距離孔底0.3m為宜。

2.2.2 經常用游標卡尺檢查接箍內的卡塊，磨損超過3mm不得使用。

2.3 處理方法

2.3.1 當發現排渣管脫落立即提鉆，檢查掉落孔內的排渣管的根數和脫落的深度，可用吸力達0.5t以上的磁塊將孔內排渣管撈出。

2.3.2 如根數較多使用磁鐵打撈無效，則用形狀如“9”的打撈鉤在孔內排渣管脫落的深度下2-3m處旋轉打撈。

3 孔內異物

3.1 原因分析

3.1.1 孔口工具等落物造成鉆進困難。

3.1.2 孔壁巖石塌落。

3.2 預防措施

3.2.1 嚴防孔口工具落入孔內，可用繩索等拴住工具。

3.2.2 提鉆或下鉆速度盡量放緩，以免抽吸作用導致孔壁巖石坍塌。

3.3 處理方法

3.3.1 孔內工具的脫落可用磁鐵吸取。

3.3.2 孔壁脫落的巖石可用小壓力短沖程慢慢地將巖石沖碎，以防卡鉆。

4 孔斜

4.1 原因分析

4.1.1 鉆頭的壓力未掌握好，導致鉆頭向較軟的一側跑，造成孔斜。

4.1.2 兩種地層交界時，由于巖層的傾角過大，易造成鉆頭順層跑，造成孔斜。

4.2 預防措施

4.2.1 適當掌握鉆頭的壓力，根據巖石的強度，鉆頭單位壓力宜大于巖石的抗壓強度20%為宜。

4.2.2 根據巖石的傾角和巖石的抗壓強度，采取合適的鉆進參數，既能破碎巖石又不導致順層跑的壓力為宜，一般采取低壓力、短沖程為宜。

4.3 處理方法

對于孔斜較大的鉆孔需立即停止鉆進，往孔內填堅硬的塊石（塊石尺寸0.3m×0.3m）至開始傾斜的部位上1m，適當控制鉆壓，慢慢穿過造斜地層。

5 卡鉆

5.1 原因分析

5.1.1 鉆頭磨損過大，導致鉆頭底部小于鉆頭中上部，在孔壁和鉆頭摩擦力大于機械提升力時卡住鉆頭，這是卡鉆的主要原因。

5.1.2 孔口工具的脫落鋼絲繩的脫落、孔壁巖石的脫落等，導致鉆頭卡在孔壁巖石內，使鉆頭無法動彈，從而形成卡鉆。

建立了以市長為組長、副市長為副組長，市委辦、市府辦以及21個職能部門主要領導為成員的試點工作領導小組。在水務局設立了日常事務工作辦公室，抽調了5名專職人員負責水資源管理制度試點工作。

5.2 預防措施

5.2.1 在破損巖層中鉆進用好泥漿，泥漿粘度宜在25S以上。

5.2.2 開孔前一定要對已磨損的鉆頭底部外切削刃進行加固，加大到鉆頭的設計參數。

5.3 處理方法

5.3.1 在清干孔底沉渣的前提下，強力起拔，集中沖鉆機上的所有卷揚和沖擊機構的沖擊力，突然強力起拔鉆頭。

5.3.2 在上一種方法不奏效的前提下，集中沖擊鉆機上的所有卷揚提升力，同時采用25t以上吊機的最大提升力并配合鉆機沖擊機構的沖擊力，強力提拔鉆頭。

5.3.3 在上兩種方法仍不奏效的前提下，清干孔底沉渣，集中沖擊鉆機上的所有卷揚機提升力全部施加在沖擊鉆頭上，派有資格證書的專職爆破員取乳膠炸藥（硝銨炸藥亦可，但須防水嚴密）50g，兩發電雷管，做成炸藥包并用粘土做成配套，送至沖擊鉆頭底部，做好200m安全警戒工作后起爆。這種利用爆破瞬間產生向上的巨大沖擊力托起被卡的沖擊鉆頭，是解決卡鉆的最有效的方法。

6 埋鉆

6.1 原因分析

6.1.1 泥漿粘度過小，攜帶巖石碎屑能力太強，造成孔壁坍塌埋住鉆頭。

6.1.3 卡鉆事故未及時處理，導致埋鉆。

6.2 預防措施

6.2.1 配置好泥漿，粘度在25S以上方可。

6.2.2 機械故障后，應立即組織吊車停車將鉆頭埋離孔底2mm以上。

6.3 處理方法

6.3.1 清孔強力起拔法。在采用泵吸反循環清干孔底清渣的前提下，集中沖擊鉆機上的所有卷揚和沖擊機構的沖擊力，突然強力提拔鉆頭。

6.3.2 人工挖孔法。如果地層適合人工挖孔樁施工，當埋鉆發生后，立即用黃砂回填鉆孔，采用人工挖孔樁施工，孔徑大于原孔徑0.6m左右，砼護壁，將孔深挖至鉆頭底部后，將鉆頭吊出孔外。