旋挖钻机钻孔施工方案

第一节   工程概况

一、 工程设计概况

渝北区悦来新城道路工程会展大道桥梁工程位于重庆市渝北区悦来，会展大道与柑悦大道相交处。立交主线左线桥桥梁全长182米，会展立交D匝道桥桥梁全长95米。桥梁上部采用预应力钢筋混凝土连续箱梁，基础采用扩大基础和桩基相结合。桩基直径为2米，数量为10根。+1号桥台桩基深度H=16.7米，间距23.5米，桩底高程240.763；ZA0桩基深度H=15.7米，间距23.5米，桩底高程240.737；ZP1桩基深度H=15米，间距23.5米，桩底高程240.708；ZP2桩基深度H=21.1米，间距23.5米，桩底高程240.524。桩基上设置预应力横梁，横梁上设置桥梁墩柱。桩基砼采用C30，墩柱、横梁采用C40。桥梁沿线地层上部主要为砂岩，下部为页岩。砂岩、页岩单层分布较厚，完整性好；桥梁施工区域无断层、滑坡、崩塌危岩等不良地质情况。由于相邻车行通道基础开挖已经完成，桥梁区域桩基处于地势低洼处，易积水；桩基位于轨道交通6号线会展支线两侧，且在轨道交通保护范围内；考虑到本年10月会展开展的时间要求，综合考虑，本工程全部桩基采用旋挖钻机成孔。即加快了进度又安全且对隧道影响小。

二、 编制依据

1、施工图纸；

2、《重庆市轨道交通保护条例》；

3、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）

4、《公路桥涵地基与基础设计规范》

5、《工程测量规范》（GB50026-93）

第二节   旋挖钻机施工工艺原理

旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以

实现桅杆垂直的自动调节和钻孔深度的计量；旋挖钻孔施工是利用钻杆和钻头的旋转，以钻头自重并加液压作为钻进压力，使渣土装满钻斗后提升钻斗出土石。通过钻斗的旋转、钻进、提升、卸渣，反复循环而成孔。其特点是工作效率高、施工质量好、尘土污染少。

旋挖钻机依靠钻杆和钻头自重及钻杆旋转时斗齿切入土石层，斜

向斗齿在钻头回转时切下土石块并向斗内推进而完成钻取土。若遇岩石可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入岩石中，将岩石击碎。钻斗装满后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，钻斗内的渣土在旋转摆动钻斗时排出钻斗。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一循环作业。本工程流砂，钻孔主要针对岩层进行考虑。

第三节    旋挖钻机施工方案

一、 旋挖钻机工艺施工流程

钻机进场通道及钻机作业平台处理→孔桩放线定位→钻机入场就位→

钻机开挖→继续钻进、排查、成孔→清孔→成孔检验

二、 旋挖钻机施工操作步骤

1、 钻机进场通道及钻机作业场地平整

先平整场地、清除杂物、换出软土、夯打密实，钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。确保6m宽进出通道，用于运输进出及架安吊车。

2、  钻孔定位

首先对设计图纸提供的坐标、高程等有关数据进行认真复核，确认无误后采用全站仪进行桩位放样，桩中心放样完毕后，沿桩中心拉十字线至1.5m以外并作好桩标记。测量完成后核实轨道实体结构物与设计资料是否相符。如有不符，查找原因，不得下钻施工。应立即通知监理、业主、设计到现场。再次查找原因，核实设计图纸，必要时请轨道集团参与。无误后方可下钻施工作业。

3、开孔：

钻机设备就位、升举钻杆、安装钻斗、调整钻杆垂直度、对准桩孔中心，然后开机进行旋挖取土石开孔。开孔大小为设计桩径。

4、 高程标注：

在钻进2米后，在孔口标志出水准高程点用于钻孔深度及混凝土浇筑高度的辅助测定。

5、旋挖钻进成孔

旋挖钻机配备有电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两个侧面均设有垂直度仪，在钻进过程中，驾驶员随时调整钻杆垂直度，从而保证了成孔的质量。

6、 钻斗选择：

旋挖钻进成孔施工的钻斗因土质地层和岩质地层选择钻头。

7、钻进取土：

将钻机钻杆回转到桩孔位置后将钻斗垂直放下并开始转动取土

石，依据钻杆下降高度及检验判断钻斗装满土石多少，起斗卸土前应先反向旋转2周利用摩擦将活动底板关闭进料口，之后方可缓缓将钻斗提升并移出护筒卸土。升降速度不宜太快，应保持在0.4m/s左右。

8、终孔及清底：

该设备具有先进的电脑控制系统，能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度。当确定孔桩深度达到要求后，将钻斗更换成清孔斗并下降到底部，固定钻杆升降作水平旋转数周后反向旋转2周将孔底松散土体收入斗中。

第四节    人员、机械配置

1、施工人员配置

 施工指挥人员-------------2人

 旋挖钻机司机-------------4人

 吊 车 司 机 -------------2人

旋挖钻机辅工------------ 8人

杂     工  --------------4人

2、机械配置

第五节   施工进度计划

本工程桩基数量少，且全部为岩石地层。为保证时间进度，考虑2台钻机同时施工作业，每一天按钻进5~8米控制。总工期控制在15天内。

六、旋挖钻机施工操作注意事项及要点

1、进入施工现场的所有施工机械必须经过检查、测试不存在故障或安全隐患后才能进行施工作业。

2、钻机钻斗直径必须与设计桩径相匹配，钻斗外经为设计桩经+50mm，施工中必须经常检查钻斗直径及钻头磨损情况，随时对钻斗和钻头进行维修和更换。

3、钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度。

4、施工钻进过程中，由于钻斗外径与桩孔内径差不大，所以钻斗的提升速度一定不能太快。

5、钻机开钻后应分班连续施工，未出现特殊情况不应中断施工。在施工时应时时对施工过程进行检测。

6、钻孔过程中，必须设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、桩孔垂直、地质分布情况、开钻机终孔时间、机械设备维修保养、障碍物等情况。

7、终孔后桩径应不小于设计桩径，垂直度偏差在1%内，桩位偏差不得大于50mm，孔底不得高于设计桩底高程。

8、施工过程中，应与轨道相关单位建立沟通机制，及时汇报施工相关状况，以指导下一步施工。

第七节   旋挖钻机施工中出现的问题分析及处理措施

1、超径

旋挖钻机在软塑地层和松散地层钻孔过程中常遇到超经问题。钻孔超经不但浪费材料，影响成桩质量，严重会造成孔内事故，所以在成孔过程中，必须有效控制超经，才能高质量、高效率的完成桩基施工。

1.1造成成孔超径的原因

1.1.1操作原因。在软塑地层，由于钻感不明显，钻头往往是压入而不是钻入该地层，使钻头和四周的泥土粘连，形成泥包钻头现象，当提钻时出现活塞效应，使钻头周边的部分泥土吸到钻头下部，造成超径。

1.1.2地层原因。在软塑地层，由于钻具的搅动使该层趋于液化，使地层失去原有的稳定状态，孔壁部分泥土流入孔内造成超径。

1.1.3钻头和钻杆的连接问题。由于钻头和钻刚的连接卡方长时间的使用磨损，钻杆的公方磨损变小，而钻头上的母方磨损变大，使连接间隙变大，当旋转进时，钻头和钻杆形成一定的角度，是钻头的回转直径大于钻头直径，成孔大于设计成孔直径，造成超径。

1.2预防成孔超径的措施

1.2.1 保持钻头外表光滑，避免或减少糊钻。在软塑地层，每次提钻时，钻头与周围经常附着一些粘性土，要及时清除掉，减少钻头与周围粘性土的粘连，以免造成糊钻。

1.2.5减少钻头和钻杆的连接间隙，要经常检查钻头和钻杆的连接卡方，有磨损及时修补，减少连接间隙。

2、 斜孔

2.1 原因分析

钻杆不垂直，护筒中心和桩位中心不重合，操作手不熟练等。若遇到石芽时旋挖强行成孔，钻头被挤偏。很多岩面都呈现斜面，钻进不注意就很容易造成斜孔。有溶洞时，溶洞侧壁岩面凹凸不平也容易造成斜孔。

2.2预防、处理措施

   开孔前首先保证旋挖钻机摆放平整，钻杆垂直，下护筒前用十字交叉定位，设定开挖中心为标准；遇石芽、斜面岩层时减缓钻进压力，平稳钻进；遇溶洞时，埋设护筒或填入片石，然后正常钻进。

第八节   旋挖钻机施工安全、环保要求

钻孔现场各类施工设备很多，因此在施工组织中必须有明确的施工场地规划和现场布局，避免出现施工障碍和相互干扰，提高施工进度，保证施工安全。

1、旋挖钻机施工前必须对地下、地面及空中的管线、杆线、障碍物进行详细勘察，除在作业范围内并对施工构成安全隐患或无法施工的应进行改移或拆除。

2、施工现场的孔口应设置安全围栏并设置明显警示标志，夜间施工要有设置警示红灯。避免工作人员意外跌入造成人员伤害。进入施工现场的施工人员 必须佩带安全帽。

3、施工期间要设置专职安全员在现场进行安全巡查，监督安全防护用品的使用、杜绝瞎指挥、违章作业，保证施工现场施工安全。                                    拆装钻头时必须注意作人员之间的配合，以防造成机械伤害。

4、施工现场内的渣土及时清运出施工范围。