钻孔灌注桩施工时钻机的选择
（刘培良讲稿，王同民整理于武汉长江二桥工地）
一九九0～一九九七年
（一）刮刀钻头破岩原理：
刮刀钻头适用于在覆盖层、强风化岩层和软岩中钻孔。刮刀布置不宜过密，覆盖系数应在1.2～1.5之间。注意改善泥浆冲洗条件，以免形成泥包钻头。注意切入地层不宜过深,钻压适当不能过大。刮刀的材质应着重考虑岩石的机械强度、抗压入强度、抗剪强度和研磨性。现将刮刀钻头破岩机理分述如下：
1．P为使刮刀压入岩石的力，Tm为刮刀随钻头旋转的扭力，刮刀随钻头下放（给进）接近孔底工作面时：P＝0，Tm＝0。
2．在钻头自重的作用（包括配重）刮刀获得钻压值，得到Po的力，使刀锋压入岩层。此时：P＝Po，Tm＝0。
3．在钻头扭矩Tm的作有用下，刮刀获得扭力Tm，这时刮刀有了充分的工作条件使刮刀前的岩层产生挤压变形，并沿剪切面形成破岩切力τ，P＝Po ，Tm＝Tm。
4．刮刀随着钻头的旋转和给进，进行工作，在刮刀的推移下，岩屑不断加长而自折，被循环泥携带到孔外。
5．钻进过程示意图：
根据刮刀钻头破岩的工作原理，在钻进过程中必须考虑和满足的基本条件是：①加在孔底工作面上的钻压；②驱动钻头旋转的转盘扭矩和功率；③钻机转数；④泥浆循环量；⑤钻头型式。这五个基本条件是钻机必不可少的五个重要因素。它们和各种地层的关系与计算方法，在以下各节中进行介绍。
（二）钻压：
1．定义：钻孔时为使刀具压入岩石，所施加给刀具的力称为钻压。钻压是对钻进效率、钻头刀具寿命影响最大的一个钻孔参数。
2．钻压P与钻进速度V的关系：随着钻压P的增加，钻进速度V的变化可分为以下三个阶段：
a．岩石被挤压阶段：当P从零增加到Pa时，岩石由于刀刃的压力面被压密，刀具压入岩石的深度与钻压成正比，亦即V与P成直线关系，这时刀具只是以研磨作用使岩石呈表面破坏，钻孔速度低，刀具磨损量大。
b．岩石开始变形阶段：即Pa→Pb阶段，岩石在刀刃压力作用下开始变形，刀具压在岩石深度的增加大于钻压的增加，这时V与Pm成正比，M是决定刀具本身的参数（加齿尖角、齿距、刀具的排列方式等），当孔底无岩层时，M＝1.25～3.0（硬岩取小值、软岩取大值）孔底有岩时M≤1.0。
c．Pb－Pd阶段：为岩石有效破碎阶段，这时刀具压入岩的深度迅速增加，钻速的增加远大于钻压的增加，当钻压大于Pb时刀具磨损量降低。Pd是钻压的临界值，它是牙轮齿全部压入岩石时的钻压值，因此钻压超过Pd时，不仅钻速会降低，还将缩短刀具和轴承的寿命，引起孔斜和泥包钻头等一系列事故。因此掌握各种地层的Pd值是很重要的，钻进时应将钻压控制在Pb－Pd范围内。
3．线压强度：在钻孔钻进过程中，加到孔底工作面上的钻压，是通过刮刀上的刀锋压入岩层内一定深度h，刀锋与孔底的接触为一条线，故称为线压强度。线压强度既要满足钻孔的临界钻压值，又不能过大。但对钻孔桩来讲总是先通过表层较松、较软的地层，钻到较硬的持力层（磨擦桩）或者岩层内（柱桩），选择钻机时。钻压必须能克服钻孔桩将要通过的最硬最难钻的地层，因此目前国内外在安排钻机线压强度时，一般按规范的要求为：在覆盖层中钻孔N值＞5MP时，取线压强度 q＝40kg/cm，在风化岩层或软岩中钻孔时，取线压强度q＝80kg/cm，在岩石强度大于40MP时取g＝160～320kg/cm。岩石强度大于g＝80MP时，g＝400kg/cm。
南昌公路大桥泥砂岩很软，岩石池和极限抗压强度仅10MP稍多一些，取40kg/cm。4．钻压计算：
P=∑L*q
P=加在孔底的有效钻压（Kg）。
∑L：刮刀与孔底接触的总刀长（cm）。
q：线压强度。
例：①直径1.8m钻孔，当∑L=1.5*90=135 cm时(覆盖系数K=1.2~1.5)加到孔底的有效钻压值是:
P=135 cm*40=5400 Kg=5.4tf=54KN.(40为适宜的线压强度,根据地质选用).
②.直径2.5m的孔:当线压强度∑L=1.5*1.25=187.5 cm时,加到孔底的有效钻压值:
P=187.5*40=7500 Kg=7.5tf=75KN.
*注:有效钻压不等于空气中的钻头加配重.
5．钻头加配重后在空气中的重量，为了减压钻进的要求，钻头加配重在泥浆中重量的一部分成为加在孔底的有效钻压，另一部分重量使钻机始终在拉力状态下进行工作，促而达到重锤导向的目的,保证钻孔的垂直度：
Q＝7.85P/α＊(7.85－γ)
式中：Q:为钻头加配重在空气中的重量:（t）
P:为加到孔底的有效钻压值:（t）
7.85:钢材的比重:（t／m3）
为泥浆比重 :取γ＝1.25t／m3
α:为减压量，α值越小钻孔垂直度越高，在1000m以上的深井钻孔中，α取0.4,钻孔偏斜率＜1‰；国内煤矿坚井（100～500m）α取0.5，倾斜率＜2‰;钻孔桩深度较浅（100m 以内）α＝0.7,钻孔倾斜率＜3～5‰。
ф1.8m的钻孔：Q=7.85P/[a*(-γ)]= 7.85*5.4/[0.7*(7.85-1.25)]=9.17t=91.7KN ф2.5m的钻孔：Q=7.85P/[a*(-γ)]= 7.85*7.5/[0.7*(7.85-1.25)]=12.74t=127.4KN （三）钻孔转数n
刮刀钻头破碎岩石的条件是：依靠钻头自重（包括配重）使刀锋压入岩石一定深度h，和刮刀在孔底的移动速度。一般情况下钻头转速越高，钻孔破岩能力越强，钻孔速度越快，同时在考虑钻机转速时，还要适当考虑刀具的耐磨性，防止对孔壁造成过大的冲刷，现就它们之间的关系分述如下：
1．钻机转速与钻转速度的关系：
a．当钻机转速小于na时，钻机转速h与钻速V成直线关系，转速n越快，钻速越高；
b．当hb＞n＞na时，钻进速度V仍随着h的增加面提高，但速率减慢；
c．当h＞nb时，γ随着h的加大而降低，这是因为刀速太快，刀刃作用手岩石上的时间太短，破碎阻力增加之故。
由此可知钻机转速n
2．钻机转速与刀具磨损量的关系：钻进转速是影响刀具寿命的关键性因素，刀刃的单位进尺磨损量随转速n的增加而增加，因此对每一种岩石也有一个临界转速值，要使刀具磨损不超出一定范围，钻孔时应把转速n限制在此范围内。对于大直径和深孔来说，美国休斯公司把刀具在孔底移动的最大速度限制在0.96～1.9m／s范围内，当V＝1.91m／s时，钻机转速n＝36.510（式中n以转数计；D以m计；西德维尔特公司取V＜0.7m／s)。苏联根据大量统计资料规定V＞1.58m／s时，刀具磨损量迅速加快。
3．线速度V与钻孔时钻机转数n之间的关系：
n＝60V/πD
式中n为钻机的转数（r/min）；
V为钻头外围最大切线速度（m/s）；
D为钻头直径（cm）。
4．钻孔灌注桩要求的钻机转数：
前面谈到钻机外缘最大切线速度V是对数百到一千多米深孔而规定的，因为孔很深，提一次钻头占的时间较长，综合考虑后确定的线速度，对工程钻孔桩来讲，孔深要小的多，一般只有50m左右，超过百米的全国只北镇黄河桥（105m），一个孔净钻时间较短（50h左右），提一次钻头用的时间也较少，有时一个钻头可钻数十个孔，与深井钻孔的条件有很大区别。
目前大多数为在覆盖层中钻孔的摩擦桩，在覆盖层中钻孔，最难钻的是粘土层。60年代初把地质石油正循环钻孔工艺直接引到钻孔桩时，钻机的转速都很高、红星-300型钻机钻孔的线速度超过4m／s，很少发生泥包钻头，那时在粘性土中，钻孔的速度快于砂性粘土中的钻速（公路钻孔定额）。70年代钻机转数照搬国外的一些规定，把线速度定得很低，泥包钻头的现象也越来越严重，在粘性土中钻孔速度很低，BDM－4钻机在郑州黄河公路桥钻直径2.2m的孔，在砂土中每小时进尺高达15m，而在硬性塑土层中钻进，当n＝17转，V＝1.9m／s时，每小时钻孔进尺只有0.01m，而且经常发生泥包钻头；当n＝25转／分，V＝2.9m／s时，每小时钻孔进尺可超过1m，泥包钻头现象明显减少，而硬塑粘土韧性大，对钻头的磨损量小，平均钻5个孔修一次钻头，因此应根据钻孔桩的特点，确定钻机转数和钻头外缘的线速度。
对砂性土： V＜0.7m／s （n＝6r／min）
对粘性土： V＞4m／s （n＝35r／min）
对塑性岩石： V＞3m／s
对硬性岩石： V＜2m／s
*注n由直径反算。
（四）转盘功率和额定扭矩
1．转盘功率和额定扭矩的关系：
N＝Mn／0.975η
式中：N→转盘功率（KW）
M→转盘扭矩（t－m）
n→钻机转数（r／s）
η→转盘的传动效率。
由上式可知钻机转数n与扭矩M成反比关系：钻机转数越高，转盘输出的额定扭矩越小，钻机转数n由通过的地质情况和钻孔速度确定，因此钻机的额定扭矩，就应该由钻机转数决定。
例如一提起BDM－4型钻机，人们都习惯说它是8t-m的钻机，而这时钻机转数只有6r／min，对直径2.2m的钻孔，其线速度V＜0.7m／s。它只适合于在砂土中钻孔，如果在硬塑粘土层中钻孔，用这样小的转速和线速度，不但转速低（0.1m／h），而且容易发生泥包钻头，
因此把线速度提高到4m／s，钻速可提高10倍以上，这时钻机的转速n＝36r／min，当n＝35r ／min时，转盘的额定扭矩只有1.5t-m。BDM－4型钻机的转速与扭矩的关系见下表：
南昌赣江公路大桥的岩石为泥质砂岩，粘性大，造浆能力强，使用低转速泥包钻头现象非常严重，本来泥质砂岩是很钻好的，但因泥包钻头现象严重，使钻孔速度降得很低，钻进速度只有0.1m／h，为了加快钻进速度，必须相应提高钻机转速。
2．国内外几种转盘扭矩和转速计算公式：
a．国内钻机采用的计算公式：
M＝1.3AM0F ……………t－m
n＝60V0/Dπ r／min
式中:A为系数,为传递过程中扭矩的损失，设计中取A＝1.4～1.7；
M0为单位破岩面积所需的扭矩:t－m／m2；
超前钻孔：M0＝0.6－0.8t－m／m2；
扩孔钻进：M0＝0.4t－m／m2 （国内煤矿竖井试验测值。） F为钻头破岩面积：m2；
D为钻头直径： m；
V0为钻头外缘刀具切线速度： m／s，在岩石中取V0＝1.3～3.5m／s。
上式是以破岩面积的大小来计算扭矩的，没有考虑钻头直径这个较大的因素，是不太现实的，只是一种粗略的计算方法。
b．国内9m钻机采用的计算公式： SZ－9／700
M＝KPR×1.3的计算公式 t－m
h＝60VR/πD r／min
式中：1.3——按扭矩计算公式所计算的扭矩是单纯给进的扭矩的平均值，设计时须考虑波动幅度及空转扭矩（钻具），为此将计算值提高30%。上面和下面的计算公式均相同。K 为钻头旋转阻力系数，与刀具形状和岩质有关，为试验统计数据。K＝0.1～0.3，小直径或旧刀具取大值，反之取小值。
P：为有效总钻压t
R：为换算半径（m）
R＝[2（R1＋R2）2－R1 *R2]／[3（R1＋R2）]
超前钻取R＝2／（3 R1）
R1：为钻头破岩带外径（m）
R1：为钻头破岩带内径（m）
上式不仅考虑了钻头直径的影响，而且引出了来源于钻孔实现的系数K，所以比较接近于钻头实际。
c．关国休斯公司英伦经验公式：
M＝1.3×2.961×10-5KD2.5W1.5 t－m
n=3658／D r／min
D:钻头直径 cm
W:线压强度 Kg/cm
式中：K为地质常数，见下表：
上式是西方国家通用的计算公式，该式对直径1.3m左右的钻孔是实用的，计算值与实侧值基本相符，日本通过小钻头试验，从切削性质方面发现此式存在以下几个问题：
①除W值极小外，M值与W值成一次方比例关系，而不是1.5次方。
②M值受刀具形状（齿尖角，齿顶宽和齿距等）的影响较大，而该式未考虑这些影响。
③除钻进极软的泥岩和粘性岩石之外，几乎没有因岩石强度不同而使M发生变化。
d．日本BM－1型钻机采用的计算公式：
M＝1.3*10-5*P c√(n) [1/(√2r0)]∑(X n，2- X n2) t-m
n＝3658/D r/min
式中P c为线压强度
λ：系数，与刀具形状，岩质及P c值有关，刀齿越尖，岩质越软，P c值越大，λ值越大，单位为cm，如钻风化花岗岩P c＝200～400kg/cm时，λ＝0.066cm；P C＝400～800kg/cm 时，λ＝0.097cm；对软岩λ＝0.08～0.11cm；对中硬岩λ＝0.07～0.09cm；对硬岩λ＝0.02～0.05cm。r0为牙轮大端半径（cm）；D为钻头直径（cm），Xn，为钻头中心到各圈牙轮大端的距离（Cm），Xn为钻头中心到各圈牙轮小端的距离（Cm）。
上式是日本根据英国的一家研究所，对旋转扭矩的基本设想推导出来的，式中除包括了钻压，钻头旋转阻力系数、钻头直径三项与扭矩值密切相关的因素外，还计入了刀具直径对扭矩的影响，是一个比较全面的计算公式。
3．国内大钻机的功率，转数和扭矩。
4．国外钻机扭矩的实测值：
前面所说的转盘扭矩公式，都是对均质岩层的经验或半经验公式，对于一些特殊地层如
胶结卵石层需要的扭矩，比按公式计算出来的扭矩大许多倍。美国内华达州原子能委员会、原子能试验并钻孔深度达200m，遇到的地层要复杂的多，因此选用转盘扭矩55t-m,转盘功率635KW。1968年曾钻过ф3.05m深1708m，1480m和1680m三口井。1972年用该机又钻成一口ф2.28m、深1910m的试验井，最高钻速达305m／月。美国休斯公司制造的CSD－2020型钻机，转盘扭矩达69t-m，转数0－16r／min。美国罗宾斯公司的24ISB184型掘进式钻机，扭矩高达138 t-m，由3台135P马力电机驱动。以上这些钻机遇到特殊地层时可以通过，在均质岩层中可以加快钻孔速度。
5．钻机实测扭矩：
M＝0.000975ηAV/n t-m
目前钻机转盘扭矩计算都是根据经验或半经验公式，地质构造又是千差万别的,因此计算值与实测扭矩有相当大的出入，为了不断完善或修正那些经验计算公式，钻孔时应根据所遇到的不同地质情况，用此公式计算实际扭矩的大小，以积累在各种不同地质中钻机的实际扭矩数值，为钻机选型提供实践资料。
式中，A:为电流安培
V:为电压伏
n:为钻机转数转／分
η:为钻盘传动效率
同时应注明，钻机型式，钻压、泥浆循环量和钻孔速度，以及钻探人员提供的钻探资料和土工试验报告，只有注明实钻时的条件，计算出来的扭矩才有可能性和参考价值。这项工作应指定技术人员，定时进行计算和整理，一个工程完成时，根据这些实践资料，进行归纳汇总。大桥工程局每个施工单位，如果都能认真做这项工作，每年都可积累大量第一手宝贵资料。
上面谈的是钻机的挖掘能力。通过刀具破碎的岩层还必须及时清除孔外，称为钻机的排碴能力，二者应当匹配。如果挖掘能力过强，将造成部分岩层存留在孔底进行重复破碎，不仅会降低钻孔速度，在粘性岩层中钻孔还将形成泥包钻头。钻机的排碴能力在国外被称为洗孔，洗孔的条件和效果涉及面较多，到目前为止，还有一些问题未能很好的解决。因此洗孔成为目前国内外大直径钻孔的一大难题，其中主要因素是泥浆循环量的大小。一般来讲泥浆循环量越大，泥浆在孔内的上升速度越高，洗孔的效果就越好。下面将泥浆循环量与排碴能力做一些介绍：
五．泥浆循环量：
1．正循环钻孔法，排除孔底岩层，是通过泥浆的悬浮能力和泥浆沿孔壁和钻钻杆之间环形孔的上升速度决定，泥浆悬浮能力大对排碴虽有一定好处，但对泥浆净化重复使用造成很多困难，因此排碴主要是靠泥浆的上升速度，泥浆上升速度越高，排碴能力越强，夹带到孔外的钻碴粒径越大，钻孔的速度就越快，但需要的泥浆循环量也应增加。
a．泥浆上升速度：在钻孔过程中，要求泥浆的上升速度必须大于岩屑在泥浆中因
自重而下沉的速度，岩层粒径与上升速度关系为：
V=[（γ1-γ）gd2]/（18η） cm/s
式中：V：为泥浆上升速度
γ1：为岩屑的比重，取γ1=2.6
γ:泥浆比重,取γ=1.25
g:重力加速度,g=9.81cm/s2
d:岩屑粒径,cm
η:为泥浆粘度,泊(厘式粘度计)
目前现场使用的是漏斗式粘度计，计算单位为s，实测二者的关系如下：
如将γ1=2.6, γ=1.25,g=9.81cm/s2代入上式为:
V=74d2/η cm/s2
泥浆上升速度（cm／s）与岩层粒径和泥浆粘度的关系(见下表):
b．钻孔直径与泥浆循环量：
由于上表可知泥浆粘度越小，岩屑粒径越大，需要的泥浆上升速度越高、泥浆循环量越大。对于BRM－2B型钻机的钻直径1.8m的孔，用一台Q＝150m3／h的泥浆泵，泥浆上升速度V＝Q/A=150/2.5447=58.946m/h＝1.64cm／s，这样小的泥浆上升的速度，当粘度为20s时只能把0.5mm的砂粒提升排出孔外，用2台Q＝150的泥浆泵时，泥浆上升速度为3.27cm／s，须把粘度增加到22s以上，才能把1mm的砂粒提升排出孔外。BRM一2B型钻机，钻杆内径为195mm，截面A=0.03m2，泥浆在钻杆内的速度V=300/6.03=10000m／h=2.78m/s.如果再增加一台泥浆泵，钻杆内流速达到4.17m／s，水笼头处的压力超过3Kg/cm2时，容易漏泥浆，同时也超过单级泥浆泵的工作压力，因此用2B型钻机只能用2台泵向孔内灌浆，对于ф2.2m的孔，要把1mm粒径的砂子提升排出孔外，用3台泥浆泵,Q＝450 m3／h ,泥浆上升速度V＝450/3.8=118.2m／h＝3.29cm／s，用BDM一4A型钻机钻杆内的泥浆流速V=450/0.0456=9868.42m／h＝2.74m／s。
c．正循环钻孔的适应范围：
（1）钻孔直径小于1.3m，使用一台流量Q＝150m／h的泥浆泵供浆，使泥浆上升速度达到4cm／s。
（2）在覆盖层中钻孔,砂子粒径不大于1mm。
（3）泥浆比重小于1.25，粘度小于22s。
正循环钻孔法是从地质、石油钻孔工艺直接引用过来的，它们用的泥浆上升速度大约是1~3m／s，因其孔径较小（0.3m以下），因此须要的泥浆循环量在100m3／h以下，而钻孔桩的直径较大，泥浆在孔内的上升速度，最大为4cm／s。60年代初，公路部门采用正循环钻孔时，因钻机转数很高,在粘土中钻孔，快于在砂性土中钻孔.到目前为止公路定额还基本上取60年代的实践成果，在砂性土中钻孔慢的因素，是排碴困难，为了解决排碴困难，有人就提高泥浆的比重和粘度，以增加泥浆的悬浮能力，当泥浆的悬浮能力提高之后，给钻孔桩增加了许多难以克服的困难，首先是泥浆净化，另外泥浆比重过大对砼的质量也有影响。
2.压气反循环钻孔。泥浆夹带岩屑经钻杆内与压缩空气混合，使钻杆内泥浆、岩层、空气混合液的比重降低到0.5左右，在钻杆外泥浆液柱压力的作用下，使钻杆内的泥浆的混合液排出孔外的。因钻杆内径较小，一般为钻孔直径的1／3～1／10，泥浆在钻杆内的上升速度可提高到2～4m／s，比正循环钻孔泥浆从钻孔内的上升速度大64～100倍。泥浆上升速度越高，可提升的卵石粒径越大。压气反循环钻孔对泥浆悬浮能力的作用，相对而言要小的多，只要在保证泥浆固壁作用的前提下，可尽量降低泥浆比重，一般采用1.1以下的低比重泥浆。低比重泥浆容易净化含砂量可降低20％以下，对高速运转机械的磨损是很小的，钻孔过程中，故障停机时间也可大大降低。泥浆比重越低，对泥浆中灌注砼质量的影响越小，可准确测出砼面的上升速度，减少施工中的盲目性，桩顶超灌含的数量，可相应减少，并可减少凿桩头的工作量。现将压气反循环钻孔的工作处理和计算方法介绍如下：
a．泥浆在钻杆内的上升速度
V=1.76K√gd[(γ1/γ)-1] m/s
式中:V，为泥浆在钻杆内的上升速度（m／s）
K，为系数，要求泥浆在钻杆内的上升速度，大于岩屑在泥浆中的下沉速度，取K＝1.2。
g，为重力加速度 g＝9.81（m／s2）
γ1，为岩屑的比重取γ1＝2.6
γ，为泥浆比重取γ＝1.25
d，为岩屑的粒径以m计
如果把K＝1.2 ，g＝9.81m／s2，γ1＝2.6，γ＝1.25代入上式则可简化为：
V＝6.87√d
b．提升1m3的泥浆所须的压气量m3 / m3
q0=γh /{23ηl0g[(γh+10)/10]} m3/ m3
γ，为泥浆比重取γ＝1.25
h：为钻孔内泥浆表面到排浆口的高度（称为扬程） m
H：为钻孔内泥浆表面到气室的高度，（称为吸程） m
η：为压气提升的效系数，由扬程h和吸程H决定。
a=H/（H+h）（a为没入系数）
a与η关系见下表：
c．吸程H，吸程h与压气须要量q0的关系：
压气与反循环钻孔，气室没入泥浆面下的深度（即吸程H）越高，排浆效率越好，泥浆循环量越大，反之吸程过小,扬程过大，则排浆能力就越低，甚至排不出浆，因此对压气反循环来讲，扬程h要尽量安排小一些，吸程H应大于10m，才具备压气提升的工作条件，现将三者的关系列表如下，供大家参考。
h,H与q0的关系：
表中，泥浆比重γ=1.25
d.压气反循环的泥浆循环量
Q=900πD p2V P/(1+q0) m3/h
式中: Q:泥浆循环量 m3/h
D p:钻杆内径 m
q0:提升1 m3的泥浆所需的压气量 m3/ m3
V P: 为泥浆、岩层、空气混合液在水笼头处的喷出速度（m／s），取V P =8 m／s（一般V P =6~8 m／s）。
将V P =8 m／s代入上式，则可简化为Q= 7200πD p2/(1+q0) m3/h，式中D p以m计。
e．泥浆在钻孔杆内的上升速度：
V=Q/A
式中：V，为泥浆在钻杆内的上升速度(m／s）
Q，为泥浆在钻杆内的循环量， Q= 7200πD p2/(1+q0) m3/h=2πD p2/(1+q0) m3/s A，为钻杆内截面积 A＝（π/4）D p2 m2
把Q和A代入整理后得：V=[2πD p2/(1+q0)]/ [（π/4）D p2]=8/（1+ q0) m／s
f．钻碴（岩屑）粒径与泥浆上升速度的关系
d=1000V2/47.2=21.2V2
式中d, 为钻碴粒径,以mm计
V,为泥浆在钻杆内的上升速度为m／s计.
g.Q风=Qq0/60
式中Q风,为所须压风机的风量 m3／min,
Q,为通过钻杆的泥浆循环量 m3／h
q0,为提升1m泥浆所需的风量 m／m
h.供风管的直径：
dg=（2~3）Q风
到此压气反循环的几个技术参数，提升1m3泥浆所须的压气量q0、泥浆循环量Q、泥浆在钻杆内的上升速度、钻碴粒径，压风机的供风量Q风和供风管的直径均已确定，它们与吸程H和相程h的关系，并根据 BRM－2B型钻机和BDM－4A型钻机列表于下，供钻机选择和使用过程中参数调整时做参考：
由上表可知吸程越大，须要的压气量越小，泥浆循环量和上升速度越大，可提升的钻碴（岩层）粒径也越大，受钻杆内径的影响，接近钻杆内径的卵石就无法排出。
3．泵举反循环潜水钻机，主机在孔下带动钻头旋转，钻杆不转动，仅作为平衡钻机扭矩和排浆管道,以及提升钻机之用，不用比较关键的部件水龙头，主机上安装一台300KW的砂泵，周围安设必需的配重，泥浆循环靠的是孔底一台砂泵，不用压风机，地面管理简单，在软土层中钻孔效率高，只要泥浆面高于砂泵就可进行反循环吸泥排碴，它的主要内容如下：用2000泵举反循环钻机，在郑州黄河公路在桥钻过直径2.2m的孔。
主机功率 37KW
钻机转数 22r/min
额定扭矩 1.5t-m
砂泵主机 30KW
钻杆内径 156mm
钻机重量约12t
二、钻头型式
（一）覆盖系数
在钻头各翼的径向安装刮刀，每个刮刀旋转一周切削一个圆环，各刮刀不考虑重复时，旋转一周正好覆盖全断面，这时刮刀与孔底接触总刀长，相当于钻头的半径.这时的覆盖系数为1，但钻头在旋转过程中，外缘的刮刀切线速度高、行程远、刀具磨损量最大，向内切线速度逐渐减少，到钻头中心切线速度等于零，因其行程面减小，刀具磨损量也相应减少，为了延长钻头的工作时间，最好使每把刮刀的切削面积相，但这是很难做到的.一般外缘边刀要重复布置2~4把,最内侧刀具不重复，这时刀刃与孔底接触的总刃长为∑l
覆盖系数K= ∑l /r 式中r为钻头半径
覆盖系数越大，须要的钻压和扭矩都会相应的加大。85年在郑州黄河公路大桥，开始钻头覆盖系数接近3，使用17转／分的转速，钻机就过负荷而停机，后来覆盖系数K降到1.5以下，使用25转／分的转数，钻进正常，用35转／分钻头有些晃动,每次给进量稍大一些,钻机也会过负荷,后来减少每次给进量,顺利通过了硬粘土类石层,钻进由0.1m/h得高到1 m/h权衡转速、刀具磨损、钻机功率三者关系，覆盖系数宜在1.2~1.5之间.
(二).线压强度。是衡量钻机挖掘能力的主要参数,它的计算单位是kg/cm, 线压强度是由岩石的极限抗菌素压强度决定的，一般取单轴极限抗压强度的30%~40%。条件是在给进过程之中，只光刀锋被压入岩层，因此刮刀必须设置一定的前角和后角，如果不设置后角就变成面接触，须要的钻压就会很大。但合金刀口的角度又不能太小，一是在工厂制造时不易保证刀口的质量，二是容易被碰碎，三要考虑其结构强度。
（三）刮刀布置。边刀为保证刀具，一般应布置2~4把，直径越大，需要的数量越多，靠外缘的正刀，对称布置2把，使2~4个切削环的覆盖系数为2。再向内不考虑重复，中心刀最好不考虑重复。
布置刮刀时，应考虑钻碴和泥浆的流经方向，即每个刀架上的刮刀都应间隔一定的距离，最好为刮刀宽度的2~3倍，以此确定刀架的数量。应特别指出的是，孔底岩屑必须能顺利通过孔底工作面，顺利进入中心吸收口，因此中心刀的宽度应等于钻杆直径的3倍。
（四）孔底角。为了能及时把孔底岩屑冲带到中心吸收口，泥浆流经孔底时需要的流速很大，要求的泥浆循环量就很大，这是很难做到的。如果没有相应的流速冲带，也底外缘的岩屑就会重复破碎，降低钻孔速度，这是目前国内外大直径钻孔存在的一大难题，为了解决排碴问题，我们将通常采用的20~30度的孔底角加大到45度，使岩屑能靠其自重，在泥浆的冲带作用下，顺利进入中心吸收口排出。有人担心，孔底角加大会增加孔斜，我们采用重锤减压外进的措施后，孔斜都可以控制在5/1000左右。
（五）刮刀的安装角度。钻头在孔底形成的孔底工作面，有平底的（大多用于牙轮钻头）、
斜面的。斜面的是目前国内外通常采用的办法，另一种是台阶式的。前两面种在钻孔时，岩石处于多向受力状态，须要的钻机功率较大。台级式的刮刀在切削时内侧有一个凌空面，这时岩石由多向受力状态变为单向受力状态。单向受力状态，可以减少钻头的切削阻力。通过在潼关桥的实践，用同一种BDM-4钻机和工艺，钻孔速度提高数倍，存在的问题是每一把正刀都成为边刀，刮刀的外缘磨损量加大，开始我们在每把刮刀外侧都焊成硬质合金，但硬质合金脆性大，容易碰碎，最近我们采用在刮刀外侧堆焊3~5mm的耐磨焊条，效果很好。
反循环钻机施工工艺
丹锡高速公路大经段 桥梁桩基施工技术交底 1.工程概况 本工程位于内蒙古赤峰市大板至经棚段，划分两个标段：一标段范围桩号：K0+000至K14+500、FDK0+000至FDK14+500；二标段范围桩号：K14+500至K30+000、FDK14+500至FDK30+440。总公里数主线为30公里，辅线为31.946公里。桩长17m—35m，桩直径为φ1200mm、φ1500mm二种规格，总长约7773m。土层划分为：粉砂、细砂、中砂、粉土、粉质粘土、圆砾、卵石、风化泥质粉砂岩、风化砾石、风化花岗岩。基础结构形式为承台基础及基础短柱。桩基大部采用旋挖成桩工艺施工，局部地区冲击钻进成桩工艺施工。 2.施工准备 施工前应先检查场地情况，是否满足人员、机械、原材料的进场要求，场地是否平整、夯实、无垃圾杂草，符合安全文明施工要求，机械便道是否满足机械进场需求。进场前应确保机械工况良好无故障，人员已经过相关培训或具备相关的技能经验。施工所需水、电等相关配套设施已准备齐全，满足施工要求。 3.测量放点 测量放点以经过监理工程师批准的测量控制导线点为基础，利用全站仪进行精确放点，对已完成的点设置地标并进行保护。测量误差应控制在5mm以内。此道工序应在专业监理工程师检查确认无误并形成文字资料后再进行下道工序。 4.埋设护筒 在全站仪进行桩位放样后，根据现场情况进行人工或机械开挖，埋设钢护筒固定孔位，再以轴线交会法复核桩位中心，确保孔位偏差符合设计要求。 筒直径比桩径大200mm，埋设顶高高于地面30至50厘米。护筒埋设后，应再次用十字架垂线校正护筒中心位置，确保护筒中心偏离孔位中心小于50mm，护筒外周空隙用粘土填实。砼灌注结束后立即起拔钢护
潜水式反循环钻机操作规程 一、作业前的准备 1、详细了解施工要求和地质结构,按施工工艺要求，拟订相应的措施。 2、检查与主机相配套的各种机具、设备、电器和附件是否完整齐全，主要仪表指示应准确、可靠,联接件要牢固。关键仪表应经过标定。 3、检查潜水电机密封是否良好，电缆线、配电盘、卷筒等装置和各接头是否牢固、可靠，各部绝缘及接地装置是否良好。 4、检查振动筛及配属装置是否良好。 5、检查吸泥泵的电机、仪表及附件是否完好，各联接管路是否密封，牢固可靠，有无接地装置，电源、电压和频率是否与铭牌相符。吸泥管安装时塑料软管的弯曲半径不得小于800mmo 6、各钻具、卡具、导管等附件应光整、齐全、牢靠，能满足施工需要。 7、检查起重设备及其附件的技术状况是否符合安全施工的要求。 8、检查工作场地是否坚实平整，泥浆用料、供水、排污等现场布置是否合理，能否保证正常作业。 9、夜间作业时，要有良好的照明设施。 10、水上作业时，要检查各船间联结是否可靠，配套、安全设施和标记是否齐全，荷载及受力是否满足安全施工的要求。
11、条进行空运转试验，检查电机旋转方向、仪表、真空泵及各机运行是否协调。 12、检查各种油质、标号和油位是否符合规定标准。 二、作业中的要求 1、作业时必须指定专人负责指挥，严禁多头指挥。 2、必须严格按照下列顺序进行操作: 运转:开动振动筛及其附件一吸泥泵(反循环)一电缆卷筒→开动潜水钻机上的电机，下钻→钻进;停机则按相反的顺序进行，不得有误。 3、吸泥泵是钻机的关键附机，运行时应注意以下几点。 1)无论"自动""手动"操作，都必须“先主泵，后真空泵"，停机则反之，次序不允许颠倒: 2)真空泵的真空表必须经常检查、标定，运行时指示应在规定的数值范围内; 3)钻进时，要严格控制钻进速度，要准确掌握吸泥泵的流量、流速，一般水头高度高出地下水位2m为准，过高、偏低都会造成坍孔等事故。 4钻进时，为确保吸程,吸泥泵进水管的最高点不得大于孔内水面6m; 5)时刻注意吸泥泵的运转情况，如有异响、异常情况，应即停机进行处理，并应采取相应的页防措施。 4、随着钻井深度的增加，应按规定及时调整电缆卷筒的油压，提钻时，应保证电缆随钻机同步上升回绕，防止拉断电缆。
气举反循环钻井工艺及应用 摘要气举反循环钻井工艺的发展较晚，但由于此工艺实用性强、优点多，近些年来发展迅速。气举反循环在水井、地热井、瓦斯排放井等施工中均取得了非常好的成果。由于受沉没系数的限制，气举反循环工艺不能胜任地表钻进，因此在施工地表钻进时需合理选择其它钻进方法。 关键词气举反循环；瓦斯抽放井；水井；地热井 1 气举反循环的发展史 20世纪60年代初期，我国地质、冶金等部门开始分别研制反循环钻机。煤炭部门20世纪70年代初期成功的采用了气举反循环进行煤矿竖井钻进。20世纪70年代到80年代初期，我国很多部门和单位都成功地利用气举反循环钻进工艺进行各种钻进。目前气举反循环钻探技术己在我国许多个省市推广，并推向国外市场，该技术最大钻井深度达3 002m，洗井井深为3 200m。气举反循环钻井己成为水井、地热井、瓦斯排放井、煤层气井施工的主要技术手段。 2 气举反循环设备及工作原理 2.1 气举反循环的设备 气举反循环设备包括：钻机、钻塔、空压机、双臂主动方钻杆、气水龙头（气盒子）、双臂钻杆（风管）、混合器、单臂钻杆、钻铤或加重钻杆、钻头（通常使用专用的三牙轮钻头）、振动筛、接手等。 2.2 气举反循环的工作原理 气举反循环是用空压机将压缩的空气通过供气管、气盒子、双臂主动方钻杆、双臂钻杆的环状空间送至钻具中的混合室，然后进入双臂钻杆内管内，使其与内管里的冲洗液及岩屑岩粉混合，形成了比重小于冲洗液的混合物，使钻杆内液柱压力降低，在钻杆内外形成压力差；在钻杆柱外侧冲洗液压力的作用下，钻杆内的混合物上升，经排渣管排出孔外送至振动筛，振动筛将岩屑岩粉分离出来，冲洗液重新流至孔内形成循环。 压缩空气由混合室进入钻杆内，与冲洗液混合形成气泡，这种气泡在上升过程中由于外界压力逐渐减小而继续膨胀，其膨胀功转化为动能，提高了混合液上升的速度。气举反循环通常下部钻具为单臂钻杆，上部为双臂钻杆。在混合室以下，钻杆内为固、液混合物，混合室以上为固、液、气混合物。 3 气举反循环的应用及成果 3.1 在瓦斯抽放井中的应用及成果
灌注桩清孔方法 1、抽浆法 抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩，但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。 （1）、用反循环方法成孔时，泥浆相对密度一般控制在1.1以下，孔壁不易形成泥皮，钻孔终孔后，只需将钻头稍提起空转，并维持反循环5～15min左右就可完全清除孔底沉淀土。 （2）、正循环成孔，空气吸泥机清孔。空气吸泥机清孔原理与气举反循环原理相同，但以灌注水下混凝土的导管作为吸泥管。正循环成孔，砂石泵或射流泵清孔，导管作为砂石泵或射流泵的吸浆管清孔。它的好处是清孔完毕，将特别弯管拆除，装上漏斗，即可开始灌注水下混凝土。用反循环钻机成孔时，也可等安好灌浆导管后再用反循环方法清孔，以清除下钢筋笼和灌浆导管过程中沉淀的钻碴。 2、换浆法 采用泥浆泵，通过钻杆以中速向孔底压入相对密度1.15左右,含砂率＜4％的泥浆，把孔内悬浮钻碴多的泥浆替换出来。对正循环回转钻来说，不需另加机具，且孔内仍为泥浆护壁，不易坍孔。但本法缺点较多，首先，若有较大泥团掉入孔底很难清除；再有就是相对密度小的泥浆是从孔底流入孔中，轻重泥浆在孔内会产生对流运动，要花费很长时间才能降低孔内泥浆相对密度，清孔所花时间太长；当泥浆含砂率较高时，绝不能用清水清孔，以免砂粒沉淀而达不到清孔目的。3、掏碴法 主要针对冲或冲抓法所成的桩孔，采用抽渣筒进行抽渣清孔。 4、用砂浆置换钻碴清孔法 先用抽渣简尽量清除大颗粒钻渣，然后以活底箱在孔底灌注0.6m厚的特殊砂浆．其相对密度较小，能浮在拌合混凝土之上。采用比孔径稍小的搅拌器．慢速搅拌孔底砂浆，使其与孔底残留钻渣混合。吊出搅拌器．插入钢筋笼，灌注水下混凝土。连续灌注的混凝土把混有钻渣并浮在混凝土之上的砂浆一直推到到孔口，达到清孔的目的。
正循环、反循环旋转钻机操作规程 一、作业前的准备1．电动机或内燃机部分，按通用操作规程的有关规 定执行。2．详细了解钻孔部位的地质、水位情况，以便确定钻头和钻 进的各项参 数。 3．钻机的基础场地必须坚实、平整，钻机底座必须加垫方木，并调整好水平。水上作业，应符合水上施工的安全要求。 4．检查钻架、转盘、水龙头、卷扬机、排渣系统、钻杆夹持装置及钻压指示装置等的完好情况。检查防护装置是否齐全。 5．检查电气设备的完好情况，是否设有良好的接地装置。6．检查各润滑部位的润滑油量，不足时应当加足。 7．检查钻机的中心度与水平度，如不合要求，应予调整。 8．检查各部连接螺栓有无松动。钻杆法兰的连接螺栓必须用特制螺栓，不能用普通螺栓代替。 9．检查各管路接头的密封情况，并进行必要的紧固工作。10．检查排渣防污及供水系统是否完善。 11．钻机作业范围内应设置明显的安全标志，距钻架顶部5m 以内的范 围 不能有高压电线。水上作业时，应符合水上施工安全技术要求。 12．检查钻机安装后，吊钩中心是否对准孔位中心；13．检查井口护筒及其埋设是否符合要求；14．气举正、反循环钻机要检查空压机及输气系统的完好情况。二、作业中的要求 15．钻机安装完毕后，连接好泥浆循环系统，先空机运转20min 确认各
部 正常后，方可开始钻进。 16．钻进时，应有统一的指挥人员，不允许多头指挥。多班作业时，应坚持交接班制度，做好交接班记录。 17．钻进时，先向孔内输送泥浆，待泥浆从孔内流出后，再开动钻盘。初钻时，应以低速钻进，逐步提高钻速。 18．根据不同的地质条件，选择适当的转速和扭矩，以便达到最佳的钻进效果。 19．随时注意井内的水位，保持规定的水压，经常测量泥浆的比重，并保持稳定流量，严禁出现负压。 20．起落钻头要平稳，避免撞击xx。 21．当钻头磨损，需更换新钻头时，应修整孔底。修整时，钻头应在稍高于孔底处开始。 22．拆卸钻杆时要严防钻头脱落，钻杆接头要拧紧，以防脱扣。 23．随时检查钢丝绳的完好情况，磨损、断丝超过规定时，禁止使用，必须更换新品。 24．变速箱换档时，先停机，挂档后才能开机。 25．当第一节钻杆钻完时，先停止转动，使反循环系统延续工作至孔低沉渣排出后再换接钻杆，并予拧紧，以防漏气、漏水。 26．密切注意水龙头工作情况，若发现漏气、漏渣，应立即更换密封圈。 27 .每次接妥钻杆钻具放入水中后，应将钻头提升距孔底20?30cm，以防 堵塞吸渣口。 28.钻盘上严禁放置物品，以免旋转中抛出伤人。
气举反循环简介 一、气举反循环的力学原理 1.正、反循环 反循环指的是泥浆在桩孔和导管中循环的一种方式，与之对应的是泥浆正循环。如下图所示，泥浆由孔口补给，由导管排出的方式属于反循环，反之为正循环。 两者的区别在于：1.当泥浆循环流量相同时，通过导管（桩孔）返上浆液的速度不同，携带钻渣的能力差别很大。2.反循环对浆液的抽吸作用产生负压，对孔壁稳定性有不良影响。而正循环对孔壁产生正压。 由于反循环在导管中排浆速度大，携渣能力强，常被用作孔底清渣或者塌孔清渣。目前常见的是气举反循环清渣，该工艺在采矿、采油等行业应用广泛，对气举反循环压力、流量、风管布置等内容都有
深入的研究。 2.力学分析 高压气体喷出风管后与泥浆混合，分散在导管内形成许多（密度小）气泡，这些气泡受到泥浆向上的浮力并带动泥浆（粘滞力）向上运动，并且在上升过程中压力降低，体积增大。因此在气液混合段下方形成负压，由该段下部的泥浆不断补充，孔底沉渣在泥浆运动的带动下进入导管，随泥浆排出孔外，形成一个连续稳定的运动过程。 3.参数设置 1)导管底部距孔底距离L4保持在0.5～1.5米。当孔底泥浆密度、粘 度较大，循环启动可先适当增大L4，等循环顺畅时再下放至正常距离。
2)气体压力基本与风管出口端的泥浆压力相等，即A，但是由于气 体具有一定的初速度，因此L3距离不能小于3～4米，防止部分气体冲出导管。 3)L2的长度决定了风管气体压力的大小（原因：不带储气罐的空压 机提供的气体压力与外部荷载压力相等），为保证气体的压力和流量，L2的长度宜大于（L2+L3）的2/3，同时小于空压机最大额定压力水柱深度。（在郑州埋钻事故中发现，当L2大于某一深度后，泥浆循环量与L2无关） 4)尽量减小L1高度，减小泥浆输送距离和损耗。 5)孔深80米以上，空压机额定压力宜大于等于0.8MPa，孔深50～ 80米，额定压力宜大于0.5 MPa；额定流量8m3/min。 二、气举反循环设备配置清单 1.空气压缩机： 空气压力0.5～0.8MP，进气量8～20m3/h，气举反循环所需要进气管最大深度约为40米，因此空气压力一般在0.5 MP。对于导管直径较大的工程，进气量需要12 m3/h较为适宜。如图1所示。
反循环钻机 编辑 该机液压步履桩架主要由顶部滑轮组、立柱、斜撑、底盘、行走机构、回转机构、卷扬机构、操纵室、液压系统、电气系统及拖行机械组成． 目录 1简介 2特点 1简介编辑 2-1立柱为圆管构型式，法兰连接方式。立柱两侧配有圆形滑道作为动力头、钻杆上下运动的导向和抗扭。立柱下部与上盘铰接，中后部与斜撑铰接，立柱顶部有滑轮组，用来完成对动力头、钢筋笼和注浆导管等的起降。动力头可沿滑道上下滑动托运时拆卸。 2-2行走机构为液压步履式。前进时四个支腿液压缸支地，下盘离地通过液压系统驱动行走油缸实现钻机履靴前行，然后收起支腿，通过液压缸收缩拉动底盘前行，经过如此反复操作实现钻机前行。 2-3回转机构由中速液压马达通过一级行星减速器带动，在四个支腿液压缸的配合下，可使桩机实现回转。由于液压马达具有功率稳定、运转平稳、转动惯性小和启动效率高等特点，因而桩机具有回转平稳、无冲击、无振动、整机的稳定性良好及使用寿命长的优点。 3、拖行装置 支腿液压缸支地，支起底盘可以方便快捷地安装和拆卸拖行装置。臂架通过液压油缸收起放到即可总高2.5米达到装车运输高度 4.动力头采用三环减速机构，此种减速机构已是相当成熟的产品。大中心孔的减速机， 成载过载能力高、结构紧凑、噪音小、寿命长，是目前国内钻机最理想的动力装置。它有两个风冷电机、减速器、弯头、排气装置、提升架和滑快组成。工作时两个电机通过 联轴器带动减速器的高速旋转，将动力低速轴，低速轴通过法兰带动钻杆、钻头作旋转运动。
2特点编辑 1、设备的主要技术参数及性能 反循环钻机冲击频率40次/min,主副卷扬提升能力为30kN,电动机功率45kW,不含反循环6BS泵。冲击钻头重量4t,钻头为整体铸造,耐冲击、冲击量大、钻进效率高,适应于反循环冲击直径为800～1500mm桩。CJF—20型冲击反循环钻机。主副卷扬机提升能力50kN,最大钻机直径为2.0m钻孔深度为80m,卷扬冲程1.5～3.0m,冲击频率46次/min,主要机功率75kW,反循环泵组为3PNL和6BS泵可配液压步履纵横移位,其钻头除冲击尖头为耐磨材料外,其余为50mm以上钢板焊制而成,也可配备多种规格钻头,此系列冲击反循环钻机,适用于卵砾石、胶结卵砾石和嵌岩等复杂的基础工程施工,广泛应用于桥梁钻孔灌注桩,地下连续墙基础工程。 2、施工工艺 冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进行较高频率的冲击,使岩石产生破碎,然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑第一时间排出孔外。冲击钻头由两根钢绳平衡连接,无论起、下钻都非常方便,大大缩短了辅助时间。 因此,冲击反循环钻头是冲击钻进的主要工具,其结构的合理与否直接影响到钻进效率和质量。在冲击钻进过程中,关键是冲击和吸渣量是否匹配,也是确保孔壁稳定正常钻进最基本最重要条件。在钻进过程中吸渣工作应根据钻进地层和情况而定,不应过量汲渣以免造成孔壁失稳坍孔。发生埋钻事故。另外,在冲击过程中,必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向装置的灵活性和连接的牢固性,以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳,发生掉钻事故。 根据地质情况,钻头出量研磨材料提钻时要应经常检查,一般地层每小班至少提钻一次检查,复杂地层提钻头次数要增加,往往钻头底量和外出量在砂卵石和基岩中磨损严重,所以应及时进行修补,这样就增加了修补钻头的铺助时间,降低了纯钻进冲击时间,又减少了修补钻头的辅助时间,再则在提升钻头时,要小心谨慎,尤其是在快到护筒底部将钻头慢慢提起,防止碰撞孔口护筒以免造成护筒底部坍孔或护筒错位或变形事故。 3、冲击反循环钻机与回转钻机在施工过程中的优缺点 根据已施工的工程,不同的地层、不同的区域但钻进口径相同来对比,发现冲击反循环与回转正循环各有各的优点,一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时,通过小班报钻孔记录报表,取各程平均数据分析,回转钻机要比冲击反循环钻机施工快1.2倍,且因冲击反循环钻机自重大搬迁困难、时间长等因素,在土层中施工不如回转正循环钻机快,但在卵砾石层、基岩施工中,冲击反循环钻进明显比回转钻机要快3倍,一般5cm以下砾石要快2倍以上,5～10cm砾石要快3倍以上,而且冲击反循环钻进5级以下的岩石,钻进速度比回转钻进要
最新整理反循环钻机安全操作规程 一、作业前准备 （一）详细了解钻孔部位的地质、水位情况，以便确定钻头和钻进的各项参数。 （二）钻机的基础场地必须坚实、平整，钻机底座必须加垫方木，并调整好水平。水上作业，应符合水上施工的安全要求。 （三）检查钻架、转盘、水龙头、卷扬机、排渣系统、钻杆夹持装置及钻杆指示装置等的完好情况。 （四）空气反循环钻机应检查空压机及输气系统的完好情况。 （五）检查电器设备的完好情况，并应有良好的接地装置。转盘应为顺时针方向旋转，发现反向，应改变电机接线。 （六）检查各部连接螺栓有无松动；钻杆法兰的连接螺栓必须用特制螺栓，不能用普通螺栓代替。 （七）检查各润滑点的润滑情况，及各运转总成的油面高度，不足时增补。 （八）检查各管路接头的密封情况，并进行必要的紧固工作。 （九）检查排渣防污及供水系统是否完善。 （十）钻机作业范围内应设置明显的安全标志，钻架顶部5m以内不能有高压电线。 （十一）检查钻机安装后吊钩中心是否对准孔位中心。 （十二）钻机安装完毕后，接通泵吸（或空气）反循环系统，经空车试运转20分钟确认无异常后，方可开始钻进。 二、作业中的要求
（一）在钻进时，应有统一的指挥人员，不允许多头指挥。 （二）每次接妥钻杆钻具放入水中后，应将钻头提升距孔底20~30cm，以防堵塞吸渣口。（三）根据不同的地质条件，选择适当的转速和扭矩，以便达到最佳的钻进效果。 （四）变速箱换档时，先停机、挂档后才能开机。 （五）当第一节钻杆钻完时，先停止转动，使反循环系统延续工作至孔底沉渣排洗后再换接钻杆，并予拧紧，以防漏气、漏水。 （六）密切注意水龙头工作情况，若发现漏气、漏渣，应立即更换密封圈。 （七）随时检查钢丝绳的完好情况，断丝若超过规定时，禁止使用，必须更换新品。 （八）严禁在钻机运转过程中进行修理或润滑。 （九）起落钻头要平稳，避免撞击xx。 （十）钻盘上严禁放置物品，以免旋转中抛出伤人。 三、作业后的要求 （一）每班作业后，应及时做例保工作。 （二）短期停用，应将钻架放倒，各附属设备收集存放，并将钻机移至平坦坚实的地点停放。 （三）长期停用，应对钻机进行全面的检查和保修，停放到指定地点；露天存放则应加垫加盖，以防日晒雨淋。
反循环钻井 【摘 要】 钻井液从井筒环空流入，经钻头、钻具内眼返出为反循环钻井。反循环钻井技术具有减少地层漏失、保护油气层、岩样代表清晰等优点。反循环钻井分为气举反循环、空气反循环、泵吸反循环等。气举反循环钻井技术从装备上需要空气压缩机、储气罐、气盒子、双壁钻具、混气器、反循环钻头等，现场利用原钻机连接上述设备进行作业，应用结束拆走设备后不影响正常钻井作业，利用反循环钻井原理，进行了捞砂工艺的研究及工具的研制。通过试验及现场应用，设备配套实用，漏层连续钻进400余米，效果良好。 1 气举反循环钻井概述 气举反循环钻井，是将压缩空气通过气水龙头 或其它注气接头（气盒子），注入双层钻具内管与外 管的环空，气体流到双层钻杆底部，经混气器处喷 入内管，形成无数小气泡，气泡一面沿内管迅速上 升，一面膨胀，其所产生的膨胀功变为水的位能， 推动液体流动；压缩空气不断进入内管，在混合器 上部形成低比重的气液混合液，钻杆外和混气器下 部是比重大的钻井液。如图1所示，h 1为钻具内混 合钻井液高度，密度为ρ1；h 2为钻具内未混合的钻 井液高度，密度为ρ2；H 为环空钻井液高度，密度 为ρ，由于ρg H ＞ρ1g h 1+ρ2g h 2，环空钻井液进入钻 具水眼内，形成反循环流动，并把井底岩屑连续不 断的带到地表，排入沉砂池。沉淀后的泥浆再注入 井眼内，如此不断循环形成连续钻进过程。 钻井液循环流程见图2：沉砂池—环空—钻头 —钻具内水眼—混气器（与注入空气混合）—双壁 钻具内水眼—水龙带—排液管线—沉砂池。 优点及用途 （1）能实现地质捞砂目的 气举反循环钻井液流在钻具内直接上返，携带 岩屑能力强，岩样清晰，在漏失地层钻进时能实现 捞砂等地质目的。 （2）提高漏层钻井效率 气举反循环钻井时，钻头处的钻井液对井底产 生抽汲作用，岩屑被及时带走，减少压实效应，在 漏层钻井时，可减少岩屑重复破碎、能提高机械钻 速，增加钻井效率。 （3）可减少或消除钻井液的漏失，保护储层 由于反循环钻井时环空压耗小，作用于地层的压力小，所以在易漏地层钻进时，可减少或消除钻井液的漏失，保护储层，并节约大量钻井液材消耗。 图1 反循环钻井驱动原理 图2 反循环钻井循环示意图
旋挖钻机、冲击反循环钻机和反循环回转钻机各自的区别及优缺点 回转钻成孔灌注桩，又称正反循环成孔灌注桩，是用一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌注混凝土成桩，为国内最为常用和应用范围较广的成桩方法。 其特点是：可利用地质部门常规地质钻机，可用于各种地质条件，各种大小孔径（300mm~200mm）和深度（40m~100m），护壁效果好，成孔质量可靠；施工无噪音，无震动，无挤压；机具设备简单，操作方便，费用较低，但成孔速度慢，效率低，用水量用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。适用于高层建筑中、地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。 根据已施工的工程,不同的地层、不同的区域但钻进口径相同来对比,发现冲击反循环与回转正循环各有各的优点,一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时,通过钻孔记录报表,取各程平均数据分析,回转钻机要比冲击反循环钻机施工快倍,且因冲击反循环钻机自重大搬迁困难、时间长等因素,在土层中施工不如回转正循环钻机快,但在卵砾石层、基岩施工中,冲击反循环钻进明显比回转钻机要快3倍,一般5cm以下砾石要快2倍以上,5～10cm砾石要快3 倍以上,而且冲击反循环钻进5级以下的岩石,钻进速度比回转钻进要快5～6倍,从上述情况分析来看,冲击反循环在施工复杂地层即卵石层,嵌岩钻孔桩成孔速度上优点明显, 尤其在一些丘陵山区地带较为适用,优越性更加显著。 对桩孔成型方面,冲击反循环施工孔径一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时为防止坍孔,仍然采用正循环冲击钻进,但易缩径,但桩的垂直度比 较好。在卵、砾石层施工中都采用冲击反循环钻进,由于冲击力较大,容易坍孔, 充盈系数偏大,根据南京无限达工程设备有限公司已施工的几个工程数据表明,在回转钻机进段的平均充盈系数为；而冲击反循环钻进段的充盈系数则为，在土层中的充盈系数冲击和回转基本接近在1：1。 在成本消耗方面:在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工,冲击反循环的成本消耗要比回转钻机消耗大,主要冲击钻机动力功率大、耗电量高。再则钢丝绳消耗大,因冲击耗绳、自身重量大,搬迁运输成本大等,但在卵、砾石层、漂石、
钻机工安全操作规程 1、钻机操作工必须经专门的技术、安全培训,并经考试合格才能上岗作业,作业前必须佩戴好安全帽,穿好工作服、工作鞋等劳动防护用品。 2、必须认真做好开机前的各项检查,补充足够的燃油、液压油、润滑油和冷却水,做好各联接件间的坚固工作,保证设备在完好状态下方可起动设备,并严格按照操作程序进行作业。 3、钻机在作业状态下,不准无关人员上机,操作工不得离开操作台,离开时应停止作业。 4、钻机移位时,应注意周围人员和环境,缓慢行驶,爬坡角不超过15度,上坡时应后端先上,下坡时应前端先下;靠近边坡作业时,挡板距离坡顶线不得小于2.5米。进行远距离行驶时,应将钻架平稳放置在托架上,保持驾驶室良好的视线。道路上有障碍物必须清除,路经架空是电力线下时,钻架顶端离架空电力线不得小于2米。 5、作业时要注意防尘,及时清洁或更换防尘罩和收尘滤清器,保持良好的作业环境。 6、钻机活动部位应经常检查和加油润滑油脂;进行进修、保养和紧固油管接头时,必须保持停机状态。 钻机工操作规程 1、钻工应经专门培训,并考核合格,持证上岗。 2、钻工必须掌握各种钻机的操作要领和维护保养及排除故障的知识。 3、安装钻机时应注意以下问题:
(1)进入安装地点前,应先检查巷道支护及通风等情况,严格执行敲帮问顶制度,发现问题及时处理。整修、加固钻场时,应清理干净脏杂物,挖好水池,疏通好水沟。 (2)钻场面积必须大于钻机座,周围要有足够的安全间隙;在运输巷道安设钻机时,必须提出占道申请,要保证不影响运输。 (3)安钻地点无浮煤,底板平整。地梁木平稳卧入底板,四角打上立柱及斜柱。按中腰线摆正钻机。 (4)机身安放平衡后,应上紧底固螺丝,各机械转动部分要安装防护栏、保护罩。 6、钻机操作前要求钻机安装应牢固,变速箱及油箱内的油位应合适,安全防护罩及防尘盖必须齐全;各部分操作手把应处在正确位置;调试钻机时,要求各转动部分运转正常,开关启动应灵活可靠。钻机空载运行10分钟。确认无问题后,方可接上钻杆、钻头,接通水源,由司机操作开始钻孔。 8、机械调速的钻机,在正常情况下不得随意改变钻机速度,调速时必须先停电,变速箱停止动转后再变速。 9、启动时,注意力要集中,要求手不离按钮、眼不离钻机,动作要准确、及 时、迅速。 10、钻孔时严格按照施工措施中规定的方位、角度、孔深等进行施工,开孔间距要符合措施等有关规定。 11、安装钻杆时应先检查钻杆,应不堵塞、不弯曲、丝口未磨损;不合格的不 得使用,钻杆间使用油棉沙。。
钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺 [摘要]：钻孔灌注桩因机具设备简便、施工方便，成孔质量可靠，施工费用低等原因，被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。钻孔灌注桩沉渣的清理是控制桩身质量的关键，传统的钻孔灌注桩施工为正循环钻进、正或反循环清孔成孔工艺，而近几年在浙江一带出现钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺，其清孔效果远好于一般清孔工艺。本文就此介绍气举反循环清孔工艺的运用，并比较对工程质量以及经济效益带来的 影响。 [关键词]：钻孔灌注桩气举反循环二次清孔 一、钻孔灌注桩工艺： 传统的钻孔灌注桩多采用回转钻成孔灌注桩、潜水电钻成孔灌注桩。成孔前先安装钢板护筒，以作保护孔口、定位导向、维护泥浆面、防止塌方用。钻机就位后开始钻孔，钻孔时电机带动导管、导管根部钻头旋转，破坏土层结构，形成钻渣。钻孔应采用泥浆护壁措施，防止塌孔。现场须设置泥浆池，泥浆通过泥浆泵吸入导管，从导管底部排出，带动钻渣向上从桩孔中溢出，再排入沉淀池。 钻孔施工至设计标高时，立即进行第一次清孔。第一次清孔时，一般采用循环换浆法，反复用泥浆循环清孔，清空过程中必须及时补充泥浆，并保持浆面稳定。孔中土颗粒、岩石屑等钻渣随浆液溢出孔外，以达到第一次清理沉渣目的。清渣完成后，安 装钢筋笼，在浇筑砼前须进行第二次清孔。 第一次清孔属于正循环清孔方法，本文主要探讨第二次清孔工艺。 二、正、反循环清孔工艺介绍： 1、正循环清孔工艺 第二次正循环清孔采用循环灌浆法，让钻头在原位继续转动，通过导管注入清水，控制泥浆密度在10KN/m3以下；对于孔壁土层性能差、不稳定的则注入泥浆（泥浆密度11.5~12.5KN/M3）。注入冲洗液携带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的环闭空间上返，排出桩孔以外，以达到沉渣清理效果。简单的说，正循化清孔的定义就是沉渣从导管外 溢出的清渣工艺。 2、反循环清孔工艺 从前文所述、顾名思义，反循环清孔的定义就是沉渣从导管内排出的清渣工艺。反循环清孔工艺有多种，一般有泵吸法、空气吸泥机法等种。近年来出现的气举反循环法相对工艺更为简单，清孔效果明显，推广较快。 气举反循环清孔是利用空压机的压缩空气，通过安装在导管内的风管送至桩孔内，高压气与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物，浆气混合物因其比重小而上升，在导管内混合器底端形成负压，下面的泥浆在负压的作用下上升，并在气压动量的联合作用下，不断补浆，上升至混合器的泥浆与气体形成气浆混合物后继续上升，从而形成流动，因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间的环状断面积，
目录 一、工程概况 (2) 二、............................................ 计划开工及完工时间 (2) 三、............................................ 施工准备工作. (2) 四、............................................ 反循环钻孔灌注桩施工工艺 . (4) 五、............................... 质量通病及处理方法 .13六、.................................... 施工注意事项 .16 七、..................................... 质量保证措施 .19八、..................................... 安全保证体系 ..23九、............................... 文明施工措施及环保 (26)
XX中桥 桩基施工方案 、工程概况 XX中桥桥台及桥墩基础均为桩基础，桩基总长672m. XX中桥桩基明细表 以上各墩、台地质条件顺序为：粉土T粉砂T粉质粘土T粉砂二、计划开工及完工时间 计划开工时间：2013年8月1日 计划完工时间：2013年9月15日 三、施工准备工作 1、人员安排 人员安排情况如下表 主要人员安排情况及任分配分表
2、主要机械设备投入 机械设备投入情况如下表 主要施工机械投入情况表 3、材料准备及运输 钢材及其它一些外购材料由汽车直接运至项目部钢筋加工区及仓库，水泥、砂、石等地材由自卸车运至拌和站。 材料供应按材料使用计划进行，并按照GB/T19001-2000、 GB/T24001-1996 GB/T28001-2001管理体系严控供料和储备。 4、混凝土拌合站
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 潜水式反循环钻机安全操作规 程(标准版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
潜水式反循环钻机安全操作规程(标准版) 一、作业前的准备 （一）详细了解施工要求和地质结构，按施工工艺要求，拟订相应的措施。 （二）检查与主机相配套的各种机具、设备、电器和附件是否完整齐全，主要仪表指示应准确、可靠，联接件要牢固。关键仪表应经过标定。 （三）检查潜水电机密封是否良好，电缆线、配电盘、卷筒等装置和各接头是否牢固、可靠，各部绝缘及接地装置是否良好。 （四）检查振动筛及配属装置是否良好。 （五）检查吸泥泵的电机、仪表及附件是否完好，各联接管路是否密封，牢固可靠，有无接地装置，电源、电压和频率是否与铭牌相符。吸泥管安装时塑料软管的弯曲半径不得小于800mm。
（六）各钻具、卡具、导管等附件应光整、齐全、牢靠，能满足施工需要。 （七）检查超重设备及其附件的技术状况是否符合安全施工的要求。 （八）检查工作场地是否坚实平整，泥浆用料、供水、排污等现场布置是否合理，能否保证正常作业。 （九）夜间作业时，要有良好的照明设施。 （十）水上作业时，要检查各船间联结是否可靠，配套、安全设施和标记是否齐全，荷载及受力是否满足安全施工的要求。 （十一）进行空运转试验。检查电机旋转方向、仪表、真空泵及各机运行是否协调。 （十二）检查各种油质、标号和油位是否符合规定标准。 二、作业中的要求 （一）作业时必须指定专人负责指挥，严禁多头指挥。 （二）必须严格按照下列顺序进行操作： 运转：开动振动筛及其附件→吸泥泵（反循环）→电缆卷筒→
钻孔灌注桩反循环二次清孔工法 编制单位：山东省路桥集团有限公司 编制时间：2008年7月
钻孔灌注桩反循环二次清孔工法 1.前言 钻孔灌注桩因孔底沉渣过厚往往会导致承载力折减，根据以往工程对地下桩超声波检测结果分析，在桩基混凝土灌注正常情况下，桩基混凝土边缘部位有缺陷，多数是混凝土内局部有夹块造成的。经分析认为：夹块由两部分组成，即泥浆中的砂砾沉淀物以及钢筋笼下放过程从井壁上刮落的粘泥块过厚，在灌注桩时，沉淀物随着混凝土上升，因有钢筋笼或井壁阻隔，使沉淀物停滞在局部范围内，并最终造成成桩中局部缺陷。 在黄河中下游的钻孔灌注桩的设计文件中，通常明确要求沉渣厚度小于30cm，比现行规范要求高许多，且工程地质条件复杂，主要穿越地层为分砂层、亚砂层、粘土层，其间交替夹杂有胶结砾岩薄层，因此沉渣厚度控制是成孔质量控制的难点和重点。因为从提钻到灌注砼，对于百米深桩来说通常需要12个小时以上，在这个过程中，因为泥浆静置时间过长，会产生一部分的沉淀，钢筋笼下放过程中也会从井壁上挂落部分泥块，这些就构成沉渣，可能会超过设计要求，如果不采取措施就灌注，容易引发各种质量事故。因此，需要在灌注前二次清孔。 2.工法特点 2.1清孔彻底：能满足孔底沉淀厚度≤30cm的要求； 2.2清孔速度快:从黄河三桥的实践情况看，如果正循环清孔情况比较好的话，一般采用气举反循环清孔50分钟左右就可以达到要求； 2.3转换迅速:可以在10分钟内，由清孔状态转换到混凝土灌注状态； 2.4经济便捷:本工法需用的机械设备少，材料用量少，制作简单，方便灵活； 3.适用范围 3.1、本工法适用范围：孔深150m 以内的孔径、对沉渣厚度要求较高，水上（陆地）钻孔灌注桩的施工。 3.2、适用地层：粘土层、砂层、砾石层、卵石层、岩层等地层
操作规程编号：LX-FS-A96229 反循环钻机安全操作规程标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
反循环钻机安全操作规程标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、作业前准备 （一）详细了解钻孔部位的地质、水位情况，以便确定钻头和钻进的各项参数。 （二）钻机的基础场地必须坚实、平整，钻机底座必须加垫方木，并调整好水平。水上作业，应符合水上施工的安全要求。 （三）检查钻架、转盘、水龙头、卷扬机、排渣系统、钻杆夹持装置及钻杆指示装置等的完好情况。 （四）空气反循环钻机应检查空压机及输气系统的完好情况。 （五）检查电器设备的完好情况，并应有良好的
气举反循环施工工艺 气举反循环钻进工艺 气举反循环钻进，是将压缩空气通过气水龙头、经双壁主动钻杆、双壁钻杆的内管与外管之间的环状间隙送到气水混合器后进入内管，这时压气膨胀，液气混合，形成一种密度小于液体密度的液气混合物，由于气体不断进入钻井液，产生气举作用，使得管内的液气混合物同井内的钻井液之间产生压差，从而将气、液、固三相流以较高的速度带出孔外，流经震动筛，排入沉淀池。经过沉淀的钻井液再流回井内，经井底进入钻杆内，补充钻井液消耗的空间，这样不断循环形成了连续钻进的过程。 气举反循环钻进具有排屑能力强、钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好、辅助时间少和劳动强度低等优点，所以在地热井钻探施工中采用优势很大。 气举反循环的输水管路，一般均没有断面收缩，排渣条件比较有利，由于钻杆内的冲洗液上升流速与钻杆内外液柱的密度差有关，因此当井深增大后，只要相应增加供气压力和供气量，钻进仍能保持较高的效率。一般钻进深度大的孔以及大直径的孔均采用气举反循环钻进工艺。钻进工作原理如图1所示。 气举反循环钻进工艺特点: 1、沉渣厚度大大减小，提高孔壁质量，优化孔壁结构。 地热井成孔质量，取决于孔壁泥浆和岩屑挂壁程度，气举反循环与常规钻进相比，钻进过程中形成的泥皮较薄，孔底沉渣清除较为彻底，其钻进过程也就是洗井过程，防止了泥浆对孔壁及裂隙的堵塞， 从而大大提高了地热井的成孔质量。 2、清渣速度快，缩短工期。
采用气举反循环法施工时，能提高了劳动生产率，加快设备周转周期，直接缩短了施工工期。 3、清渣速度快，泥浆排放量减少，减少环境污染。 图1 气举反循环钻进工艺工作原理 在我院长期的施工过程中，气举反循环钻进工艺一直得到很好的应用。 2009年在临沂市汤头镇前期打出十几个废井的前提下，我院应用气举反循环施工工艺成功打出一眼高质量地热井，水温52?，水 3量480m/d，本次施工为该地区地热资源的开发利用打开了先河，临 沂市电视台对该项目进行了专门的报道。 2008,2010年我院受山东黄金置业有限公司淄博分公司委托，于淄博市九级塔附近运用气举反循环施工工艺施工地热井三眼，并 3取得圆满成功。HR1地热井水量经抽水试验确定为1538.64m/d，水温60?，水质达到医疗用水标准，H2SiO、Li、F等的含量达到了矿3 水浓度，成井井深1800.18m;HR2地热井出水量经抽水试验确定为
钻孔灌注桩反循环二次清孔工法 钻孔灌注桩反循环二次清孔工法 1. 前言 钻孔灌注桩因孔底沉渣过厚往往会导致承载力折减，根据以往工程对地下桩超声波检测结果分析，在桩基混凝土灌注正常情况下，桩基混凝土边缘部位有缺陷，多数是混凝土内局部有夹块造成的。经分析认为：夹块由两部分组成，即泥浆中的砂砾沉淀物以及钢筋笼下放过程从井壁上刮落的粘泥块过厚，在灌注桩时，沉淀物随着混凝土上升，因有钢筋笼或井壁阻隔，使沉淀物停滞在局部范围内，并最终造成成桩中局部缺陷。 在黄河中下游的钻孔灌注桩的设计文件中，通常明确要求沉渣厚度小于30cm,比现行规范要求高许多，且工程地质条件复杂，主要穿越地层为分砂层、亚砂层、粘土层，其间交替夹杂有胶结砾岩薄层，因此沉渣厚度控制是成孔质量控制的难点和重点。因为从提钻到灌注砼，对于百米深桩来说通常需要12 个小时以上，在这个过程中，因为泥浆静置时间过长，会产生一部分的沉淀，钢筋笼下放过程中也会从井壁上挂落部分泥块，这些就构成沉渣，可能会超过设计要求，如果不采取措施就灌注，容易引发各种质量事故。因此，需要在灌注前二次清孔。 2. 工法特点 2.1清孔彻底：能满足孔底沉淀厚度w 30c m的要求； 2.2 清孔速度快: 从黄河三桥的实践情况看，如果正循环清孔情况比较好的话，一般采用气举反循环清孔50 分钟左右就可以达到要求； 2.3 转换迅速: 可以在1 0分钟内，由清孔状态转换到混凝土灌注状态； 2.4 经济便捷:本工法需用的机械设备少，材料用量少，制作简单，方便
灵活； 3. 适用范围 3.1 、本工法适用范围：孔深150m 以内的孔径、对沉渣厚度要求较高，水上（陆地）钻孔灌注桩的施工。 3.2 、适用地层：粘土层、砂层、砾石层、卵石层、岩层等地层 4. 施工工艺 4.1清孔的意义 钻孔深度达到设计要求并符合终孔条件后，应进行清孔。清孔的 主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔 内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。 钻孔灌注桩灌注前，由于从提钻到导管陈放完毕这个过程很长， 对于钻孔灌注桩来说，必然会使第一次清孔后的沉渣增加，如果不采取措施，沉渣过多，容易引起灌注事故，直接影响桩基的承载力，危及结构安全。因此，必须高度重视灌注前的二次清孔工作。 4.2清孔方式选择的理论依据 沉淀物主要由泥块和沉淀砂砾组成。泥块主要是由钢筋笼下放刮落的井壁泥皮造成的；而砂砾沉淀物主要由泥浆中的悬浮颗粒造成的。 确定沉渣颗粒在泥浆处于悬浮状态的临界沉降速度vO的思路是：假定颗粒为球形，其重力为G,颗粒在液体中的浮力为P,球形颗粒在液体中的沉降阻力为R。当G> P时，岩屑下降，速度逐渐增大，R值也随之增大。当R值达到足以使作用在岩屑上的三种力保持平衡时，即R=G-P时，岩屑将以恒速vO下降。通过推导可得出沉降速度（即雷廷格尔公式）为=性選口 -历=上jg - °） v ° V3c Q V p 式中：S --球形颗粒的直径，m p s —颗粒的密度，kg/m3；p —泥浆的密度，kg/m3; k —颗粒的形状系数，圆形颗粒k为4?4.5，不规则形状的颗粒k为2.5?4。
反循环钻机施工特点 1、设备的主要技术参数及性能 反循环钻机冲击频率40次/min,主副卷扬提升能力为30kN,电动机功率 45kW,不含反循环6BS泵。冲击钻头重量4t,钻头为整体铸造,耐冲击、冲击量大、钻进效率高,适应于反循环冲击直径为800～1500mm桩。CJF—20型冲击反循环钻机。主副卷扬机提升能力50kN,最大钻机直径为 2.0m钻孔xx为80m,卷扬冲程 1.5～ 3.0m,冲击频率46次/min,主要机功率75kW,反循环泵组为3PNL和6BS泵可配液压步履纵横移位,其钻头除冲击尖头为耐磨材料外,其余为50mm以上钢板焊制而成,也可配备多种规格钻头,此系列冲击反循环钻机,适用于卵砾石、胶结卵砾石和嵌岩等复杂的基础工程施工,广泛应用于桥梁钻孔灌注桩,地下连续墙基础工程。 2、施工工艺 冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进行较高频率的冲击,使岩石产生破碎,然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑第一时间排出孔外。冲击钻头由两根钢绳平衡连接,无论起、下钻都非常方便,大大缩短了辅助时间。 因此,冲击反循环钻头是冲击钻进的主要工具,其结构的合理与否直接影响到钻进效率和质量。在冲击钻进过程中,关键是冲击和吸渣量是否匹配,也是确保孔壁稳定正常钻进最基本最重要条件。在钻进过程中吸渣工作应根据钻进地层和情况而定,不应过量汲渣以免造成孔壁失稳坍孔。发生埋钻事故。另外,在冲击过程中,必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向装置的灵活性和连接的牢固性,以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳,发生掉钻事故。 根据地质情况,钻头出量研磨材料提钻时要应经常检查,一般地层每小班至少提钻一次检查,复杂地层提钻头次数要增加,往往钻头底量和外出量在砂卵石和基岩中磨损严重,所以应及时进行修补,这样就增加了修补钻头的铺助时间,降低了纯