复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究

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。

潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用摘要：砂卵石地层是钻探中常见的复杂地层，在该地层快速成孔的技术一直困扰着钻探人员。

通过分析目前砂卵石地层常用的钻进方法，提出用潜孔锤偏心跟管钻进技术在该地层快速钻进成孔。

理论结合实践证明，该技术在砂卵石地层能够快速成孔，并具有广阔的应用前景。

关键词：潜孔锤；跟管钻进；砂卵石地层1.砂卵石地层钻进技术现状砂卵石地层复杂，分布无规律，结构松散变化大，粒径不一，常有粒径20～30cm的漂石，甚至有粒径1m以上的大孤石，架空现象严重，透水性强。

在钻进过程中总会遇到钻进难和护壁难等难题[1－4]。

1.1锤击跟管硬质合金取芯钻进技术[5]该技术通常采用硬质合金和钢粒钻进，吊锤击打套管跟进。

当孔壁坍塌影响钻进或钻遇大孤石时，采用孔内爆破技术进行爆破。

该方法的缺点是钻进效率低、取芯率低和孔故率高。

1.2金刚石取芯钻进技术该技术在砂卵石地层钻进时，通常以植物胶作为冲洗液配合金刚石钻头钻进和用单动双管取芯钻具取芯。

该技术能够提高取芯质量、提高钻进效率和降低孔故率。

但在水敏性地层和极破碎等复杂地层钻进效果较差。

1.3冲击钻进、粘土护壁法该方法利用钻头的冲击挤密和孔内填加粘土的办法,可有效护壁,保证孔壁稳定。

但是一般钻孔直径较大，效率较低，且孔内遇水或孔隙较大时，孔壁不稳定，钻进效果较差。

1.4空气潜孔锤跟管钻进技术空气潜孔锤跟管钻进技术是一种钻进、排渣和护壁同时进行的钻进技术，可以较好的解决护壁问题，具有地层适应性强、钻进效率高、孔壁稳定的优点。

近年来已广泛应用于砂卵石地层钻进。

其有同心跟管钻进和偏心跟管钻进两种方式。

目前应用较多的为空气潜孔锤偏心跟管钻进。

通过对比分析，使用空气潜孔锤偏心跟管钻进技术能较好的解决在砂卵石地层快速成孔的问题。

2.空气潜孔锤偏心跟管钻进原理以单偏心潜孔锤偏心跟管钻具为例[6]说明其跟进原理，跟管钻具结构见图1。

钻进时，压缩空气经钻杆进入冲击器，推动冲击器的活塞做高频冲击导正器的往复运动，冲击器通过导正器将冲击波和钻压传递给中心钻头和偏心钻头以破碎孔底岩石。

跟管钻进技术本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March跟管钻进技术在高速公路边坡锚固工程中的运用葛洲坝集团五公司彭元平摘要：本文简要介绍了边坡锚索施工的工艺流程，并重点阐述了潜孔锤跟管钻进技术在锚索钻孔过程中遇到复杂易坍塌地层的运用。

关键：潜孔锤、跟管、锚索、锚固工程潜孔锤跟管钻进技术是采用潜孔锤与跟管钻具同步进行钻进，在钻进同时把套管下到稳定地层，隔住地层中破碎、坍塌地段，有利用锚索制安、灌浆等技术方法，这是一种适用于复杂易坍塌地层行之有效的施工工法。

本文就我司在元磨高速公路第13合同段中边坡滑坡治理，对该工艺方法进行阐述。

一、工程概况元江至磨黑高速公路第十三合同段K311+780~K312+014路段，位于阿墨江支流清水河左侧，处于构造剥蚀中山地貌区，切割深度大于500米。

滑坡区地表覆盖第四系地层，下伏为侏罗系地层，第四系又可划分出人工弃填土地、滑坡堆积、残坡积等成因类型，具体描述如下：1、填土：分布于公路、便道下边坡和临时建筑物周围，岩性为碎石、块石，其间为角砾、砂、粘土充填，松散，厚1~10m。

2、滑坡堆积：主要由含角砾亚粘土和强～弱风化泥岩、砂岩组成，局部有粘土地、碎石，厚7~35m。

3、残积层：分布于滑坡外围坡面，主要为灰紫、黄褐色含角砾亚粘土地，局部含砾石，厚1~11m。

4、侏罗系上统坝注路组：伏于第四系土层之下，岩性主要为紫红、紫灰色泥岩夹砂岩，节理裂隙发育，风化强烈。

对于该滑坡体，设计采取削坡减载、抗滑支挡、护坡锚固和排水等综合治理，其中预应力锚索孔深23~55m，设计抗拔力为875、1125KN。

二、锚索施工工艺及技术措施(一) 施工工艺流程定孔位↓搭建施工平台↓钻孔↓锚索制安↓灌浆↓施工地梁及张拉台↓张拉锁定↓封锚(二) 技术要点各工序的施工工艺、技术要求如下：1、搭建施工平台按照设计要求的锚索间距并结合钻机起塔高度搭建平台。

【作者简介】邓乙民（1977~），男，湖南邵阳人，工程师，从事建筑工程施工技术与工程管理研究。

坚硬破碎花岗岩地层大直径潜孔锤跟管钻孔灌注桩施工技术Construction Technology of Large Diameter DTH Hammer with Tube Drilling Bored Pile in Hard Broken Granite Stratum邓乙民1，魏凌浩2，周雨田3（1.湖南军信环保股份有限公司，长沙410213；2.中南大学地球科学与信息物理学院，长沙410083；3.中南大学土木工程学院，长沙410075）DENG Yi-min 1，WEI Ling-hao 2，ZHOU Yu-tian 3（1.Hunan Junxin Environmental Protection Co.Ltd.,Changsha 410213,China;2.School of Geosciences and Info-Physics,Central South University,Changsha 410083,China ；3.School of Civil Engineering,Central South University,Changsha 410075,China ）【摘要】长沙市生活垃圾深度综合处理(清洁焚烧)项目场地为山地削填方而成，场地填筑深厚花岗岩残积土，夹有大量坚硬孤石。

同时，为保证紧邻项目场地的黑坝水库不受泥浆污染，项目建构筑物桩基采用大直径潜孔锤碎岩、结合全护筒跟管钻进技术，达到了缩短工期、成桩优良、环境友好等效果。

论文介绍了项目采用的大直径潜孔锤全护筒跟管钻进技术的施工工艺、参数及设备选择等。

【Abstract 】Changsha municipal solid waste deep comprehensive treatment (clean incineration)project site is built by mountain filling.The siteis filled with deep granite residual soil,with a large number of hard boulders,and there is no mud pollution permitted in the adjacent Heiba reservoir.The project uses large diameter DTH hammer to break the rock,combined with full casing and pipe following drilling technology,and achieves the effect of shortening the construction period,excellent pile forming and friendly environment.This paper introduces the construction technology,parametersand equipment selection oflarge-diameter DTHhammer fullcasingdrilling.【关键词】大直径潜孔锤；全护筒跟管钻进技术；灌注桩；钻孔【Keywords 】largediameterDTHhammer;full casingdrillingwith pipe;cast-in-place pile;drill hole 【中图分类号】TU473.1【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2022）04-0162-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2022.04.0481引言随着城市建设和社会发展，越来越多的工程项目在山地削填方而成的场地上进行，而较厚的填石层使得桩基础施工变得更加困难，新型钻孔技术如潜孔锤受到了关注[1，2]。

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。