复杂地层气动潜孔锤跟管钻进最大深度的确定方法

潜孔锤跟管钻进法一、施工工法潜孔垂跟管钻进法采用φ60mm—φ127mm钻杆为钻具，钻进时潜孔冲击器振动、冲击中心钻头，中心钻头传递冲击给套管钻头并带动套管钻头钻进，套管与回转动力头无连接。

冲击器与内钻杆连接，内钻杆通过连接头的内螺纹与回转动力头连接，回转动力头通过连接头传递扭矩给套管和钻杆，将管棚钢管依次打入土层。

当钻进到设计长度时，反向旋转内钻杆90度即可将中心钻头与套管钻头分离，然后把内钻杆全部提到孔外，将套管（管棚钢管）留在孔内。

每打设一根进行封孔注浆，最终在隧道拱部形成一个环形拱架。

二、适用条件适用于卵石、碎石、塌方等不易成孔的地层中隧道开挖的超前支护，常用管径为φ108mm、φ133mm。

三、施工实例北京市轨道交通首都国际机场东直门站下穿二号线人行通道隧道工程，该段为沙卵石地层。

为了控制沉降，保证二号线人行通道的正常运行，设计要求在该处施工φ127mm超大管棚预支护。

如果采用普通钻进法，在钻进过程中容易塌孔，无法保证管棚质量达到设计要求。

2006年5月我公司在该隧道管棚施工中，采取了潜孔锤跟管钻进成管法施工，成功控制了地表沉降，最大沉降为3mm，确保了隧道开挖的施工安全。

四、施工方案1、工艺流程2、施工步骤2.1、桩位测放2.2、机具组装调试2.2.1、安装钻机前，要对轨道进行铺设，要求H型钢轨找平误差<3mm，底盘对角线找平误差±3mm，四柱对角误差±5mm，斜拉筋需绷紧，交叉拉力基本相等；2.2.2、卡瓦及所有螺母必须拧紧，丝杠、顶杠要顶紧，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。

2.2.3、钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，确认正常后方可进行试钻；2.2.4、.空压机使用前要经过全面检修,通气管连接要严密，在通气管的端头另外安装一小气管,随时清理钻杆内孔;2.2.5、钻具前部的潜孔冲击器，必须经检验，保证质量合格，性能可靠，以下为钻具连接示意图。

空气潜孔锤在复杂地层中的钻进【摘要】本文介绍了空气潜孔锤钻进技术在粘土层、破碎坍塌地层以及河床卵砾石地层中的钻进工艺。

【关键词】空气潜孔锤；钻进工艺；复杂地层1. 空气潜孔锤钻进的原理空气潜孔锤钻进的原理，是用地面的钻机通过钻杆对孔底施加压力和扭矩，用压缩空气驱动潜孔锤对岩石进行冲击碎岩，实现冲击回转钻进，同时利用压缩空气冷却钻头，并将孔底岩屑排出地表。

2. 复杂地层分类（1）钻进过程中，孔内经常出现各种复杂情况，如涌水、岩石破碎、孔壁坍塌、钻孔直径扩大或缩小等，使钻进工作不能正常进行，严重的会导致孔内事故，被迫停钻，甚至造成钻孔报废。

容易出现上述情况的地层称为复杂地层。

（2）在工程地质及水文地质钻探中，经常遇到的复杂地层主要有：粘土地层、破碎坍塌地层和卵砾石地层。

3. 在粘土地层中的钻进（1）粘土及粘土质页岩地层为高水敏性地层，岩石松软，吸水后膨胀，钻孔缩颈。

目前钻进此类地层，大多应用回转钻进的方法。

潜孔锤遇此类地层极易出现糊钻，形成泥包或泥环，以致造成卡埋钻事故。

通常岩芯钻探对付此类地层的方法为加入各种冲洗液添加剂，如水玻璃、PAM、PHP低固相泥浆等，意在采用优质泥浆护壁，以降低失水。

（2）实践表明：空气潜孔锤钻进粘土层时，进尺仍然很快，但为了避免缩颈造成的提钻困难，应采用减压钻进，且进尺一定深度后应反复上下串动钻具，进行扫孔，等粘土应力基本释放，不再缩颈为止。

若一旦发生因缩颈引起的提钻困难，则应采取以下措施：一是提钻，用动力头把钻具提到最高点；二是钻磨，让动力头带动钻具不停地转动；三是上下串动钻具，在原地转动约10分钟后，用动力头上下串动约1分钟。

为有效地解决或避免泥包和泥环，防止事故，期间应向孔内加入泡沫，因其比重小，含水少，润滑作用好，可有效地减少粘土对钻具的夹持作用。

4. 在破碎坍塌地层中的钻进（1）通常岩芯钻探中遇到破碎坍塌地层时，除减压钻进、适当降低转速外，着重从护壁材料入手，力图保持孔壁稳定。

潜孔锤钻进在复杂地层中应用蒋荣庆殷琨辜华良摘要：在潜孔锤的结构形式、钻具匹配、钻头类型、钻凿工艺等方面研究的基础上，对潜孔锤套管隔离护孔法钻进；贯通式潜孔锤用于复杂地层钻进；大直径潜孔锤在孤石、漂石地层中钻进等实际应用方法和效果作了简明介绍。

关键词：贯通式潜孔锤同步跟管复杂地层DOWNHOLE HAMMER DRILLING IN COMPLEXFORMATIONJiang Rongqing,Yin Kun,Gu Hualiang Abstract：On the basis of studying downhole drills' structure,bit type and drilling technology,such technology as casing drilling with downhole drills',hollow-through downhole drills in complex formation,large diameter downhole drill in isolated big pepple formation are presented in this paper.Key words：hollow-through downhole drill,casingdrilling ,complex formation▲所谓复杂地层是指因受成因、构造运动及风化作用和地下水作用等影响，使地层岩石节理、片理、裂隙发育；软硬互层、破碎，胶结性、稳定性、强度等极差，或是遇水膨胀。

在这类地层中施工，一旦被钻孔钻穿后，其原来的相对稳定或平衡状态被破坏，使钻孔孔壁失去约束而产生不稳定。

常见现象是孔壁坍塌、掉块、漏失、涌水、缩径、超径等。

在上列地层中钻孔时孔壁不稳定产生护壁困难；地质岩心钻探时岩心被破碎、冲蚀、溶解，岩矿心采取又成为一个难题；在砂砾石层中含有孤石、漂石，风化层含有风化球、风化核，或岩石软硬不均，钻进时不仅效率低，而且很难按设计轨迹成孔，即防斜或提高钻速又成为一突出问题。

气动潜孔锤双冲击跟管钻进技术郑英飞;王茂森;岳文斌【摘要】To solve the common problem of casing pipe breaking in DTH hammer drilling with casing and to increase the depth of drilling with casing, double shock of DTH hammer drilling with casing was adopted and casing pipe jar was designed to put external force to the top of the casing in the drilling process.By calculating the force of the jar and analyzing the factors on the maximum drilling depth of drilling with casing, this paper verifies that the impact generated by the jar can drive the casing follow-down smoothly, so as to solve the problem of casing pipe breaking and low depth of casing with drilling.%为了解决潜孔锤跟管钻进过程中经常发生的套管断裂问题以及增加套管跟管深度，采用了潜孔锤双冲击跟管钻进技术，设计了套管振击器，在钻进过程中对套管顶端施加外部作用力。

通过计算套管振击器产生作用力的大小和分析套管跟管最大深度的影响因素，验证了振击器产生的冲击力能够使套管顺利跟进，解决了套管断裂及跟管深度过低的问题。

【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P38-41)【关键词】气动潜孔锤;跟管钻进;套管断裂;双冲击;振击器;跟管深度【作者】郑英飞;王茂森;岳文斌【作者单位】吉林大学建设工程学院，吉林长春130026;吉林大学建设工程学院，吉林长春130026;吉林大学建设工程学院，吉林长春130026【正文语种】中文【中图分类】P634.51 概述钻探过程中，经常要穿过复杂的第四系地层，也经常要对付稳定性差的风化破碎带、裂隙溶洞和松软地层等，导致钻进困难，甚至是难以成孔。

潜孔跟管钻进最大深度的应用分析潜孔跟管钻进技术作为一种逐渐发展成熟起来的新兴技术，在钻遇深厚的第四系覆盖层或复杂地层时，钻速快、干式钻进、使用方便，成为一种可靠的护壁钻进方式。

文章介绍了各种潜孔跟管钻具的构造原理、使用特点；在具体生产实践中根据地层条件加以选型；通过分析影响潜孔锤跟管深度的关键因素，对潜孔跟管设备进行技术改造，使潜孔跟管钻进能力得到优化，提高了跟管钻进的最大深度及可靠性。

标签：潜孔跟管钻进；深厚覆盖层；钻进技术；施工工艺1 前言潜孔锤又称风动冲击器，是以压缩空气作为动力介质完成冲击回转钻进，具有空气洗井钻进的特点。

较之以高压的水或泥浆为动力介质的冲击回转钻进，风动潜孔锤回转钻进有成倍的高效[1]。

本文论述了在工程实践中的具体经验，对关键的施工工艺问题进行详细阐释，并制定了解决方案，在生产实践中进行了验证，并对一些技术思路进行了简要分析。

2 地层情况水井施工的地点地表多为第四系覆盖层，厚度一般约5～20m，也有厚30～40m，地层多为粉质粘土、中粗砂、砾砂等。

下伏地层一般为第三系泥岩或奥陶系灰岩，二者不整合接触。

当钻进过程中由第四系穿过时经常会有碰到角度不整合的斜面[2]。

3 跟管设备选型及施工流程3.1 跟管形式环式对心跟管设备是最有利于大口径深孔跟管的，其克服砾石层的能力强。

但该区域地层第四系无明显砾石块石，环式对心方式的外钻头相当于扩孔钻头，其直径较跟进的套管大10～15mm，会给套管的起拔带来较大的阻力。

相对之下，三瓣式对心跟管钻头亦能适应较大的口径，对中能力好。

根据井径设计要求，结合空气压缩机排量，选用了跟进φ245套管的三瓣式对心跟管钻头。

3.2 设备情况空压机：阿特拉斯XRVS976钻机：宣化正远SL400钻杆：φ89、外平、接首摩擦焊钻具：苏普曼360冲击器钻头：广汉集团φ254跟管钻头套管靴：φ245套管：标准地质管材，外径φ245壁厚8毫米，每根1.5米，反螺纹连接，螺纹尺寸符合规范要求。

空气潜孔锤取心跟管钻进技术一、基本概况空气潜孔锤取心跟管钻进技术针对河床、滑坡、等堆积地层，采用空气钻进而研发的一种钻探新方法，具有钻进速度快、取心质量好、不破坏植被和不影响地层稳定性等优势；主要用于浅部地质钻探（绿色钻探、砂卵砾石层钻探等），水利水电、滑坡等工程地质勘察领域。

该技术通过“优质、高效”的途径，解决了各种堆积地层的岩心质量较差和钻进效率较低等问题；可“以钻代槽”，避免槽探对植被的破坏。

二、技术主要内容空气潜孔锤取心跟管钻进技术采用风动钻进原理，将基础工程中的潜孔锤跟管钻进与岩心钻探领域的回转取心钻进组合，通过优化结构，优势互补，形成一种取心质量好、钻进速度快的钻进新方法，为工程地质勘察提供有效的技术手段。

其核心技术是潜孔锤取心跟管钻具。

图1 空气潜孔锤取心跟管钻具空气潜孔锤取心跟管钻进技术主要由中心取心钻具、套管靴总成组成。

前者执行取心钻进任务，并随钻带动后者跟进套管；后者执行推动套管随钻向孔底延伸，实现随钻跟管钻进。

整套钻具结构简单，使用简便。

中心钻具属于可提升部分，完成取心钻进回次后，可随钻杆被提到地表。

套管靴总成由套管钻头等三个零件组成。

该总成直接连接在套管下端，由中心钻具带动套管钻头旋转，承担跟管任务，钻孔施工期间，始终留在孔内隔离孔壁。

空气潜孔锤取心跟管钻进技术钻进原理：回转取心钻具，进行冲击取心钻进；同时，通过传扭副带动套管钻头回转，使其保持同步冲击回转钻进，并靠承传压付使套管向孔底延伸，而套管不回转。

钻进回次结束，直接将中心取心钻具提到地表进行取心，而管靴总成仍留在孔内；加长套管后，再将钻具下到孔底并与套管靴总成自动连接，可进行下一回次钻进。

表1 潜孔锤取心跟管钻具规格及其主要技术指标钻具名称 Φ127取心跟管钻具Φ146取心跟管钻具Φ168取心跟管钻具钻具规格/mm Ф127 Φ146 Ф168钻孔直径/mm Φ132 Φ152 Ф176岩心直径/mm Ф54.5 Φ67 Ф75跟进套管/mm Ф127 Φ146 Ф168钻头类型 球齿合金钻头 球齿合金钻头 球齿合金钻头钻具长度/mm 1570（外管1米）2570（外管2米）1525（外管1米）2525（外管2米）1710（外管1米）三、重要意义及应用情况1、成果的重要意义现阶段及相当长时间，我国高原等植被脆弱地区地质勘探，铁路等基础设施，水利水电和滑坡等工程地质勘察，其各种堆积地层钻探工作量巨大；“一带一路”向外延伸沿线的铁路、公路等基础设施建设，也将有巨大的工程地质勘察工作，该技术具有巨大市场，应用前景非常广阔。

气动式潜孔锤引孔回填铣槽施工工法气动式潜孔锤引孔回填铣槽施工工法一、前言气动式潜孔锤引孔回填铣槽是一种用于地下施工的工法，可以有效地解决地下管道的敷设和维修问题。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点气动式潜孔锤引孔回填铣槽工法的特点主要包括：施工快速高效、工艺简单易行、成本相对较低、适用于不同地质条件等。

该工法采用气动式潜孔锤作为主要工具，通过引孔锤沉击下降以及反冲冲击的方式进行施工，能够在较短的时间内完成回填铣槽的作业。

三、适应范围气动式潜孔锤引孔回填铣槽工法适用于土壤、砂土、砂砾等不同地质条件下的地下施工。

它可以用于各类管道的引孔和回填铣槽施工，如排水管道、工业管道、通信管道等。

无论是新建工程还是老旧管道的维修和更新，都可以采用该工法进行施工。

四、工艺原理气动式潜孔锤引孔回填铣槽工法的工艺原理是利用气动式潜孔锤的冲击力和反冲力来完成引孔和回填铣槽的作业。

在施工过程中，根据具体情况采取不同的技术措施，如降低冲击频率、调整冲击力大小、选择合适的冲击均布方式等，以确保施工的顺利进行。

五、施工工艺气动式潜孔锤引孔回填铣槽施工工艺包括：设备准备、现场布置、引孔作业、回填铣槽作业、填土封孔等阶段。

具体施工流程如下：首先进行现场勘测和设计，然后安装设备并做好现场布置，接着进行引孔作业，完成后进行回填铣槽作业，最后进行填土封孔。

六、劳动组织气动式潜孔锤引孔回填铣槽施工需要合理的劳动组织。

根据施工任务和作业要求，确定施工人员数量和分工，制定合理的作业计划和施工方案，以确保施工过程的高效和顺利进行。

七、机具设备气动式潜孔锤引孔回填铣槽施工需要的机具设备主要包括：气动式潜孔锤、引孔导向器、回填铣槽装置、填土封孔设备等。

这些机具设备具有高效、耐用、易操作等特点，能够满足施工的需求。

八、质量控制为确保施工质量，气动式潜孔锤引孔回填铣槽施工需要进行严格的质量控制。

第11卷　第2期地质灾害与环境保护Vol.11,　No.2 2000年6月Journal o f Geolo gical Hazards and Envir onment P reser vatio n June2000文章编号:　1006-4362(2000)02-0185-03应用于复杂地层锚索孔施工的机具——潜孔锤跟管钻具和投球式反吹接头的使用汪彦枢(中国地质科学院探矿工艺研究所,成都　610081)摘要:　介绍用空气潜孔锤与同步跟下套管相结合的潜孔锤跟管钻进方法,以及在有残积岩屑的斜孔中应用提钻反吹接头清孔的方法。

这两种方法在地质灾害治理工程中的崩滑和松散层以及破碎带等软弱不均、垮塌严重的地段进行钻孔施工能够有效地避免卡钻、埋钻事故和提高锚索的下入成功率。

还介绍了使用注意事项和施工案例。

关键词:　潜孔钻;跟管钻进;锚固;地质灾害中图分类号:　P634.4+2 文献标识码:　A 地质灾害治理过程中,大量使用预应力锚索和抗滑桩、挡墙、格子梁等组合形成阻止岩土滑移、崩塌的支挡体系。

使用预应力锚索有简化支挡结构,重量轻,土石方和混凝土工作量少,对原岩土体系扰动小,总体造价低等优点受到设计人员的重视。

但是,在具体施工中,预应力锚索要穿过破碎带、崩滑体、松散层等软硬不均的且垮塌严重的地层,给施工锚索孔带来很大困难。

在一些地层中,经常发生卡钻、埋钻、锚索下不到位等问题,严重影响了锚索施工的进度,增加了施工成本。

为解决上述问题,我们设计了一些机具,针对不同的复杂地层使用不同的施工方法,取得了一些经验和成绩。

本文主要介绍潜孔锤跟管钻进的方法和裸孔钻进的反吹清孔方法。

1　潜孔锤跟管钻进潜孔锤跟管钻进技术是与空气潜孔锤相结合的扩底钻进同步跟下套管的一种技术,主要应用于非固结的松散地层和卵砾石层的钻进。

经过十多年的研究和使用过程,我们已开发出可用常规动力头钻机和立轴钻机,低风压空压机也可驱动的单偏心、双偏心和同心式的跟管钻具,现在广泛应用于铁路、公路、水电建设及地质灾害治理领域。

复杂土层桩基旋挖潜孔锤成孔施工工法复杂土层桩基旋挖潜孔锤成孔施工工法一、前言复杂土层桩基旋挖潜孔锤成孔施工工法是一种在复杂土层中进行桩基成孔的方法，通过使用旋挖潜孔锤技术，能够提高施工效率和成孔质量。

本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行详细介绍。

二、工法特点复杂土层桩基旋挖潜孔锤成孔施工工法具有以下特点：1. 高效快速：利用旋挖潜孔锤的高频振动和冲击效应，能够快速穿越坚硬的土层和石层。

2. 适应性强：适用于各种复杂土层，如砂土、淤泥、软黏土、岩层等，具有广泛的应用范围。

3. 成孔质量高：旋挖潜孔锤具有较高的旋挖速度和成孔稳定性，能够保证桩基成孔的质量和精度。

4. 无噪音污染：相比于传统的冲击钻或振动钻，旋挖潜孔锤成孔工法减少了噪音和振动，对周围环境的干扰较小。

三、适应范围复杂土层桩基旋挖潜孔锤成孔施工工法适用于以下场景：1. 需要在复杂土层中进行桩基施工的工程项目，如公路、桥梁、建筑物等。

2. 土质较为复杂，包括软黏土、砂砾土、淤泥、岩石等。

3. 桩基成孔要求高，需要保证成孔精度和孔壁稳定性的项目。

四、工艺原理复杂土层桩基旋挖潜孔锤成孔施工工法的工艺原理是通过旋挖潜孔锤的振动和冲击效应来达到成孔的目的。

在施工过程中，使用旋挖潜孔锤机具将其安装到施工井中，通过旋转和振动的作用，实现对土层的破碎和排渣。

具体的施工过程会根据土层的类型和工程要求进行调整，以达到最佳成孔效果。

五、施工工艺复杂土层桩基旋挖潜孔锤成孔施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 现场布置：确定施工现场的位置和范围，进行施工准备工作，包括安装振动成孔设备、调试机具设备等。

2. 钻孔前期准备：清理施工现场的杂物和障碍物，确定钻孔起点和终点，并进行标记。

3. 成孔施工：启动旋挖潜孔锤，将其降入钻孔孔中，通过振动和冲击作用进行成孔，同时实时监测成孔质量和孔径尺寸。

在不同地层中气动潜孔锤钻进技术探讨目录一、前言 (2)二、气动潜孔锤的工作原理 (2)三、气动潜孔锤的分类 (3)3.1 有阀式潜孔锤 (3)3.2 无阀式潜孔锤 (3)四、潜孔锤钻进工艺方法 (4)4.1 潜孔锤正循环钻进 (4)4.2 潜孔锤反循环钻进 (4)五、气动潜孔锤的钻进方法 (5)5.1 土层中气动潜孔锤的钻进方法 (5)5.2 卵砾石层中气动潜孔锤钻进方法 (5)5.3 硬岩地层和基岩地层中气动潜孔锤钻进方法 (5)5.4 复杂地层中气动潜孔锤钻进 (6)5.4.2 同步跟管钻进法 (7)5.4.3 贯通式气动潜孔锤反循环钻进法 (7)5.4.4 泡沫钻进法 (7)六、结语 (8)一、前言气动潜孔锤钻进广泛应用在露天开采和采石工作水井钻进、矿物勘探、桩孔钻进、现场勘察、岩层加固、桩墙钻进、地层锚固、特殊的地下钻进、地热孔钻进、通讯孔钻进、浅孔钻进、排水管和接地杆的安装等。

这样会遇到各种不同的地层情况。

二、气动潜孔锤的工作原理在气动潜孔锤钻进过程中，高压空气驱动冲击器内的活塞作高频往复运动。

并将该运动所产生的动能源源不断的传递到钻头上，使钻头获得一定的冲击功。

钻头在该冲击功的作用下，连续的对孔底岩石施行冲击。

岩石在该冲击功的作用下，形成体积破碎。

同回转钻进相比，该工艺是以钻头冲击破碎岩石取代了切削岩石；以动载冲击代替了静载研磨，以岩石的体积破碎代替了研磨剪切破碎。

在潜孔锤钻进的同时，一部分被体积破碎下来的岩屑被具有一定压力及速度的空气吹离孔底，并排出孔口、减少了岩石重复破碎的机会。

所以气动潜孔锤有较高的钻进效率。

气动潜孔锤的选择主要涉及其性能参数（冲击功、冲击频率、冲击能量以及压缩空气耗用量）、钻进规程（风量、风压、钻压、转速）和钻头。

实际上良好的冲击器应达到两个指标：及有较高的破碎岩石效率和较长的钻具寿命。

三、气动潜孔锤的分类气动潜孔锤按配气类别分为两大类：有阀式潜孔锤和无阀式潜孔锤。

复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究复杂地层的钻进与取样问题一直是地矿勘探、工程勘察、岩土工程施工中的一个技术难题。

由于复杂地层结构松散、无规律包裹砂卵砾石、砾石大小不均、换层频繁、软硬悬殊、颗粒级配悬殊等，存在钻进、保护孔壁、取心这三大难题，常规的钻探技术难以满足施工要求。

复杂地层钻探技术先后经历了锤击跟管取芯钻进和金刚石取芯钻进两个重要阶段。

现有的砂卵石层SM胶金刚石钻进取样技术解决了一些稍复杂地层的钻进与取样问题，但至今，仍无法适应较复杂的地层，钻孔质量和钻进效率仍处于低水平状态。

论文主要从复杂地层钻探的适应性、钻进方式、钻进冲洗介质、钻进取心工具等方面开展研究工作，对于不同类型的复杂地层，提出了相适应的钻进与取样新技术、新方法。

通过研究取得了以下主要成果和结论：（1）采用应力波理论，分析了潜孔锤跟管钻进碎岩过程及影响因素。

对潜孔锤跟管钻进过程中的跟管钻压、套管自重、潜孔锤冲击功、跟管钻进速度、跟管深度、扩孔口径和钻进中的钻压值进行了理论推导，得出：①潜孔锤跟管钻进速度取决于潜孔锤的冲击功、岩石的单位体积破碎功和凿岩直径三个因素；②在简单和复杂工况条件下的最大跟管深度l₀、l_max的计算公式，包括下向垂直孔和水平孔时的最大跟管深度的计算公式；③分析了跟管钻进钻压与机械钻速的相互关系，提出了跟管钻进的钻压以每厘米钻头直径0.5～0.9kN为宜。

（2）国内外现有的空气潜孔锤跟管钻进技术主要应用于比较松散、均质、架空不严重及中等可钻性地层，均属全断面跟管钻进，效率虽高，但不能取芯。

本文将空气潜孔锤跟管钻进技术和岩芯钻探技术结合，利用前者钻进速度快和护壁效果好、后者具备采集岩芯能力的技术优势，开发了新型的钻进与取样技术方法——空气潜孔锤取芯跟管钻进技术。

该技术的主要特点有：①钻具结构采取同步、同心跟管钻进原理；采用中心钻头（唇面）超前套管钻头的阶梯钻进原理；采用双层管和三层管两种结构方法，可以满足的取芯要求；②钻具采用的外管和岩心管均为地质钻探以及石油钻井的标准管材系列，市场货源充足，互换性好；③空气潜孔锤取芯跟管钻进可以取得能够客观反映地层情况（层位、包裹情况等特性）岩心；④发挥潜孔锤钻进效率高的技术优势，采取取芯和跟管一次完成，钻进效率可以大幅度提高；此外，进行了取芯钻头和套管钻头的研制；研究制订了实用、操作性强的空气潜孔锤取芯跟管钻进技术规程。

潜孔锤跟管钻进法一、施工工法潜孔垂跟管钻进法采用φ60mm—φ127mm钻杆为钻具，钻进时潜孔冲击器振动、冲击中心钻头，中心钻头传递冲击给套管钻头并带动套管钻头钻进，套管与回转动力头无连接。

冲击器与内钻杆连接，内钻杆通过连接头的内螺纹与回转动力头连接，回转动力头通过连接头传递扭矩给套管和钻杆，将管棚钢管依次打入土层。

当钻进到设计长度时，反向旋转内钻杆90度即可将中心钻头与套管钻头分离，然后把内钻杆全部提到孔外，将套管（管棚钢管）留在孔内。

每打设一根进行封孔注浆，最终在隧道拱部形成一个环形拱架。

二、适用条件适用于卵石、碎石、塌方等不易成孔的地层中隧道开挖的超前支护，常用管径为φ108mm、φ133mm。

三、施工实例北京市轨道交通首都国际机场东直门站下穿二号线人行通道隧道工程，该段为沙卵石地层。

为了控制沉降，保证二号线人行通道的正常运行，设计要求在该处施工φ127mm超大管棚预支护。

如果采用普通钻进法，在钻进过程中容易塌孔，无法保证管棚质量达到设计要求。

2006年5月我公司在该隧道管棚施工中，采取了潜孔锤跟管钻进成管法施工，成功控制了地表沉降，最大沉降为3mm，确保了隧道开挖的施工安全。

四、施工方案1、工艺流程2、施工步骤2.1、桩位测放2.2、机具组装调试2.2.1、安装钻机前，要对轨道进行铺设，要求H型钢轨找平误差<3mm，底盘对角线找平误差±3mm，四柱对角误差±5mm，斜拉筋需绷紧，交叉拉力基本相等；2.2.2、卡瓦及所有螺母必须拧紧，丝杠、顶杠要顶紧，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。

2.2.3、钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，确认正常后方可进行试钻；2.2.4、.空压机使用前要经过全面检修,通气管连接要严密，在通气管的端头另外安装一小气管,随时清理钻杆内孔;2.2.5、钻具前部的潜孔冲击器，必须经检验，保证质量合格，性能可靠，以下为钻具连接示意图。