0503钻灌机具概论

第八章钻孔与灌浆8.1 概述8.2 施工布置8.3 灌浆试验8.4 施工程序和方法8.5 施工进度计划8.6 资源配置8.7 质量安全保证措施第八章钻孔与灌浆8.1概述8.1.1 主要施工项目及工程量本标钻孔、灌浆及排水孔等施工项目主要分布在混凝土纵向导墙、泄水闸及消力池、右岸混凝土坝和右坝肩防渗墙等部位，主要施工内容有：基础固结灌浆、帷幕灌浆和排水孔钻孔。

另外还包括必要的勘探孔、检查孔、观测孔，以及钻孔和灌浆所需进行的钻取岩芯和试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。

主要工程量见表8-1-1。

钻孔和灌浆工程量表8.1.2 地质条件地层岩性：右岸混凝土重力坝位于Ⅱ级阶地，阶地基座岩性为钙质砂岩、泥钙质砂岩和粉砂质粘土岩及其组合，岩层产状NW280ºNE∠68º，岩层中裂隙不发育；泄水闸坝段布置在河床右岸，坝基岩性为钙质砂岩、泥钙质砂岩以及泥钙质砂岩夹粉砂质粘土岩，岩层倾角61～68º。

泄水闸、重力坝建基面岩石均存在遇水易软化崩解、具弱膨胀潜势等特性；河床局部基岩风化带及裂隙中的基岩裂隙水对混凝土具有硫酸盐侵蚀性。

8.2施工布置8.2.1制浆系统灌浆拟采取集中制浆、供浆。

集中制浆站为脚手架结构，依据施工环境特性，在右岸适宜地建造1座。

制浆站内布置有ZJ-400型高速制浆机、储浆桶和BW250/50供浆泵，制备水灰比为0.5∶1的纯水泥浆液，经输浆管路泵送至各灌浆点；水泥仓库临近制供浆站布置，仓库采用板木结构。

8.2.2风、水、电系统及通讯现场风、水、电管线将结合开挖和砼施工，统一由系统敷设专用管线。

钻孔灌浆用水，从系统供水总管中接水，通过Φ4″和Φ2″管作支管将水引向各部位钻灌现场，用水量约10m3/h。

施工用电采用系统供电。

动力线沿系统布置的变压器敷设至各灌浆作业区，高峰用电总负荷约180kW。

施工用风自备空压机或利用开挖供风系统。

制浆站与灌浆现场之间用无线电对讲机和有线电话联系。

钻孔灌浆设备一、钻孔设备灌浆工程的钻孔设备包括钻机和钻进工具。

钻进工具是指水龙头以下与其连接组成的全套工具。

钻进方法不同，机具配置也不同。

图3-20为回转式岩芯钻机主要设备布置及钻具结构示意图。

图3-20 在地回转式岩芯钻机主要设备布置及钻具结构图（a）金刚石钻进；（b）硬质合金钻进；（c）钢粒钻进1—钻机；2—水弯头；3—进水管；4—灌浆水泵；5—储浆（水）槽；6—竖机钻杆；7—钻杆接头；8—岩芯管接头；9—岩芯管；10—金刚石扩孔器；11—金刚石钻头；12—合金钻头；13—沉淀管；14—三用接头；15—铁砂钻头选择钻机主要考虑施工条件、岩石性质、钻孔深度、钻孔方向、钻孔直径和灌浆方法等因素。

钻机按照破碎岩石方法不同分为回转式钻机、冲击式钻机和冲击—回转式钻机。

1.回转式钻机回转式钻机，是利用钻机的回转器带动钻具旋转，以磨削孔底岩石进行钻进。

其钻具多为筒状，能取出完整柱状岩心。

这种钻机的钻进速度较高，适用于各种硬度级别的岩石钻进，可钻直孔、斜孔、深孔。

回转式钻机，由于结构和性能的不同，一般可分为立轴式钻机，转盘式钻机和动力头式钻机等。

它是目前使用最多的一种钻孔设备，按回转机构的不同分为立轴式、转盘式和动力头式3种。

立轴式又分为手把式、液压式、螺旋差动式和全液压式4种。

其中立轴式液压钻机由于分档较多、转速高、机身轻、操作方便，能耗较低，是帷幕灌浆的主要设备。

立轴式液压钻机，是我国现在普遍使用的一种回转式钻机。

该钻机可使用金刚石钻头，硬质合金钻头，钻粒钻头和鱼尾钻头等。

可进行取心钻进和不取心的全孔钻进。

用卷扬机也能配合进行冲击。

现介绍几种不同型号的液压钻机。

（1）SGZ—ⅢA型钻机。

SGZ—ⅢA型钻机，是水利水电系统钻探机械厂制造的立轴式岩心钻探机械。

可钻凿与地面垂直或倾斜的孔。

主要用于水电工程钻探，坝基灌浆，探矿，以及道路，桥梁和爆破等钻孔。

SGZ—ⅢA型钻机的特点是：①结构紧凑，质量轻，分解性好，便于搬运；②液压卡盘，液压给进和液压移动机体，大大减轻了操作人员的劳动强度；③手把集中，操作方便；④有孔底压力指示器，可随时控制、调整孔底压力；⑤转速档数多，可满足钢粒、硬质合金，金刚石等多种钻进工艺需要。

第四节钻孔1 钻孔方法的选择在灌浆工程中，钻孔是实现灌浆的手段，是首先的和必不可少的工序。

钻孔工序的质量直接影响灌浆工程的质量，钻孔工序的工时消耗和成本费用通常要占钻灌工程的三分之一至二分之一，甚至二分之一以上。

不同的灌浆工程可以选择不同的钻孔机具和钻进方法。

孔深较浅的坝基固结灌浆、隧洞灌浆可采用风动凿岩机或潜孔锤钻进。

帷幕灌浆、深孔固结灌浆可采用回转式钻机和金刚石、硬质合金或钻粒钻头钻进，也可采用冲击回转式或冲击式钻机钻进。

选择钻孔方法的另一个重要因素地层特点、岩石可钻性等级或覆盖层性质等。

常用的钻进方法与适用的岩石可钻性见表2-4-1。

表2-4-1 常用钻进方法与岩石可钻性对应表2 硬质合金钻进2.1 钻头的选择硬质合金钻头钢体应用DZ40、DZ50、DZ55号钢材制作，壁厚7～7.5mm，高度均为85mm，连接丝扣长40mm。

内部上端带有锥度，唇部应有水口和水槽，水口高10～15mm，宽大于10mm；水槽断面深2mm，宽6～8mm。

钻头内、外、底出刃应对称、平整，镶焊要牢固。

硬质合金切削具的型号、规格、数量、镶焊角度和出刃量，应根据岩石类别、钻头直径、地层特性等进行选择，见表2-4-2、表2-4-3。

各类硬质合金钻头结构型式见本章第三节。

表2-4-2 硬质合金钻头及硬质合金选型表2-4-3 硬质合金钻头切削具出刃规格表2.2 钻进工艺硬质合金钻进的要领：（1）钻头下入孔内后，应慢速、轻压扫孔到底，然后逐渐加到正常参数；（2）经常保持孔内清洁，由钻粒换合金及硬质合金崩落时，应进行打捞；（3）保持压力均匀，不得随意提动钻具，遇有糊钻或岩芯堵塞孔内等异常情况时，应立即提钻处理；（4）取芯要选择合适的卡料或卡簧，因为硬质合金的磨损较快，卡簧在配置时要特别注意。

当采用干钻卡芯方法时，干钻时间不得超过2min；（5）合理掌握回次进尺长度，每次提钻后要检查钻头磨损情况，以改进下一回次的钻进技术参数。

应根据岩性、孔径、钻头结构等因素合理选择钻进参数，表2-4-4可作参考。

第9章钻孔、灌浆及基础处理工程9.1 工程概况本章施工内容为关州水电站发电引水洞、调压室、压力管道、电站厂房等工程的回填灌浆、接缝灌浆、固结灌浆及灌注桩施工。

其内容包括：⑴钻孔:包括勘探孔、灌浆孔、灌注桩钻孔，以及钻孔和灌浆所需进行的钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。

⑵灌浆：水泥灌浆水泥灌浆适用的范围为固结灌浆、回填灌浆、接缝灌浆。

⑶钻孔、灌浆的范围完全取决于实际遇到的地质条件。

当遇到地质条件改变，按监理人定期发布的关于钻孔、压水试验、灌浆的通知执行。

当遇不良坝基地质条件或砼建筑物出现缺陷需进行化学灌浆时，按监理人指示进行化灌。

钻孔灌浆及灌注桩总工程量见表9.1-1所示。

表9.1-1 钻孔灌浆及灌注桩工程量表9.2 工程地质引水隧洞（引17+000.000～17+727)及调压室段山体较浑厚，地表高程2200m～2600m，隧洞顶板埋深100m～700m，侧向水平埋深除进口傍河段、个别傍山段为80 m～200m外，其余段为300m～700m。

引水线路沿线从上游至下游与小金河垂直的冲沟较发育，其中较大的冲沟有梅龙沟和鹅狼沟。

沟内均常年有流水，沟底被冲洪积物覆盖，沟底高程分别为2122m～2194m 和2022m～2192m，跨沟段洞室垂直埋深约52m～110m。

该段引水线路位于扎科断裂中路背斜南西侧，下游距关州电站厂址约730m。

产状N65︒W/NE（S）∠60︒～80︒，与洞轴线近于直交。

北西斜交于水子断裂（F10）,工区延伸长度大于21KM。

该断裂系由多条断层组成的宽约120m～150m断裂带，两盘岩层均由志留系组成，上盘岩层直立、倒转，下盘次级褶皱发育，破碎带宽30m～100m，断距大于500m，为—压扭性断裂。

9.2.2 调压井工程地质条件调压井位于厂房后坡条形山脊垭口上游约320m外侧坡陡崖脚地形稍缓处，井中心对应地面高程2280m，与厂房相对高差为423m，地形坡度50︒～65︒。

工程技术马来西Ⅱ的钻灌机具及技术简介李毅1刘磊1孙翔2(1．中国水电基础局有限公司，天津市301700；2．南阳市水利建筑勘察设计院，河南南阳473000)嗡要】本文简要介绍了钻孔、灌浆在马来西亚的应用、箍工特点及所采用的机具和技术，并就部分机县的性能与国内同类设备作了对比。

陕键词马采西亚；钻孔；灌浆；机具；技术；简介1前言2002年—2003年我们一直在马来西亚克拉隆水坝进行基础处理，主要项目有帷幕灌浆、微型桩、地锚等。

2003年初又进行了马来西亚巴贡水坝的勘探工作，现在正在进行巴贡水坝的帷幕灌浆和班固水坝的基础处理。

虽然当地没有多少专业的水电基础处理施工队伍，但钻孔、灌浆技术广泛应用于勘探、建筑、桥梁、采矿等工程。

通过与当地有关人员的接触，对他们的钻灌机械、材料和技术有了—定的了解。

2钻孔设备根据施工条件和施工要求不同，常用钻机主要有以下3种。

2．1Y W E型钻机图l Y W E型钻机图1I gr-示,Ⅵ～E型钻胡：是一款马来西亚国内生产的小型钻i j几，售价在4万马币左右，广泛应用于交通不便地区的地质勘探、浅水井钻、渗压计安装、弹性波测试等工程，其主要技术参数如下：钻机尺寸：宽1100m m，长2030m m，高1750m m。

钻机重量：裸机816kg，带底座953kg，带底座、带柴油机”10kg。

钻机动力：柴油发动机在2400r／m i n的情况下，功率为14马力。

钻塔：4根支腿分别固定在钻机底座的四角，前面2根的直径为60m m，后面两根的直径为48m丌、，滑轮直径为280r a m：钻塔的尺寸为：宽1080m m，长1270m m，高5830m m，总重144kgo 卷扬：提升形式为行星转动齿轮，手动刹车系统；卷扬最大提升力1250kgf，提升速度为17／65／101m，m．n，卷筒的容量为50m(直径10m m的钢绳)。

液压系统：压力105kgf／c m2，在1800r／r a i n的情况下，流量30L／m i no立轴：钻孔角度3600，行程500m m：转速：前进挡91／340／524r／m i n，后退挡77r／m i n：扭矩：前进挡79，21／14kgf—r r l，后退挡93kgf—m：钻杆定位：3片--y-动—}瓦。

第三篇基础处理工程333第一节灌浆设备机具和灌浆材料概述一、灌浆设备和机具灌浆采用以下设备和机具：(丄）钻探机。

宜采用回转式钻机，如父7-2型液压立轴式钻机或其他各式适宜的钻机。

〔2〕搅拌机。

常用搅拌机有2】- 4001.型、02’ - 200型高速搅拌机、风- 100乙型低速搅拌机和2001^x2型双层贮浆筒。

〔3〕灌浆泵。

常用灌浆泵有101-100/100型灌浆泵或01250/50型泥浆泵等。

灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。

容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍。

〔4〕压力表。

使用压力宜在压力表最大标准值的1/4〜3/4之间。

压力表应经常进行检定‘不合格的压力表严禁使用，压力表与管路之间应设隔浆装置。

〔5〕灌浆管路。

应保证能承受1 ’ 5倍的最大灌浆压力。

〔6〕水泥湿磨机。

常用水泥湿磨机有长江科学院研制的11511353-1型湿磨机和胶体磨〔转速为3000778：〕。

〔7〕自动记录仪。

可采用01#-冚型、汉型或】-31型等微机自动记录仪,以提高灌浆记录的准确性和工作效率。

〔8〕灌浆压力大于35=1时，应采用高压灌浆泵、高压灌浆塞、耐蚀灌浆阀门、钢丝编织胶管、大量程压力表、孔口封闭器或专用高压灌浆塞。

〔9〕集中制浆站的制浆能力应满足灌浆高峰期所有机组用浆需要。

制浆站应配置除尘设备。

〔10〕所有灌浆设备应作好维护保养,保证正常工作状态,并应有必要的备用量。

二、灌浆材料灌浆材料基本上可分为两类。

一类是固体颗粒的灌浆材料’例如水泥、黏土、砂等。

用固体颗粒浆材制成的浆液,其颗粒处于分散的悬浮状态‘是悬浮液。

334 水利水电施工工程师手册另一类是化学灌浆材料,例如环氧树脂、聚氨酯、甲凝等。

由化学浆材制成的浆液是真溶液。

岩石地基固结灌浆和帷幕灌浆均以水泥基浆液为主，遇到一些特殊地质条件,例如断层、破碎带、微细裂隙等’当使用水泥浆液难以达到预期效果时，方采用化学灌浆材料作为补充,而且化学灌浆多在水泥灌浆基础上进行。

第九章钻孔与灌浆工程9.1帷幕灌浆工程9.1.1主要工程项目和工程量本合同帷幕灌浆工程钻孔、灌浆主要项目包括：左岸趾板帷幕灌浆镶注孔口管（φ90钢管，L＝2m）176根，钻混凝土、岩石9996m，检查孔φ90取芯295m；右岸趾板帷幕灌浆镶注孔口管（φ90钢管，L＝2m）198根，钻混凝土、岩石7032m，检查孔φ90取芯206m；河床防渗墙部位帷幕灌浆镶注孔口管（φ90钢管，L＝2m）81根，钻混凝土、岩石5040m，检查孔φ90取芯89m；左岸灌浆洞帷幕灌浆镶注孔口管（φ90钢管，L＝2m）40根，钻混凝土、岩石1710m，检查孔φ90取芯51m；右岸灌浆洞帷幕灌浆镶注孔口管（φ90钢管，L＝2m）28根，钻混凝土、岩石888m，检查孔φ90取芯26m。

帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行。

对于两排孔组成的帷幕应先灌注背水侧排，后灌注临水侧排；每排孔的孔序均采用三序；对于单排孔帷幕应分三序进行灌注。

在帷幕灌浆的先灌排应布置先导孔，先导孔在一序孔中选择，孔深按相应部位最大帷幕灌浆孔深度控制，其孔间距不宜小于15m，或按该排孔数的10%布置。

采用孔口封闭灌浆法进行帷幕灌浆时，同一排相邻的两个次序孔之间，以及后序排的第一次序孔与其相邻部位前序排的最后次序孔之间，在岩石中钻孔灌浆的高差不得小于15m。

在需要从岩石表面进行灌浆的区域，在灌浆前应将漏浆或漏水的裂隙和裂缝进行清理，并将松动岩石移走，以便堵漏，直到这些裂隙和裂缝部位可以用填料很容易地加以堵塞为止。

对设有抬动观测设备的灌区，须待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。

在进行裂隙冲洗、压水试验和灌浆过程中均进行抬动监测并将观测成果报送监理人，抬动变形观测值接近设计允许值时应立即停止施工，并报请监理人共同研究处理措施。

在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内不得进行爆破作业。

必须进行深齿槽部位的开挖或其它部位的开挖时，应采取减震和防震措施。