1、新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程MHTJ-17 标段桥梁工程编号：MHTJ-17-QLZY01冲 击 钻 钻 孔 作 业 指 导 书单位：中铁六局集团有限公司蒙华铁路MHTJ-17 标段项目经理部 编制： 审核： 批准： 2015 年 10 月 15 日 发 布 2015 年 10 月 16 日 实 施目 录1适用范围 12作业准备 13技术要求 24施工程序与工艺流程 25. 施工要求 36劳动组织 .127设备机具配置 .138质量控制及检验 .139安全及环保要求 .1410. 钻孔事故的预防和处理 1511适用范围适用新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程 MHTJ-17 标段冲击钻钻孔
2、施工。2作业准备2.1 内业技术准备在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计及专项方案，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉下列技术规程和验收标准。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程项目管理规定、蒙西至华中铁路晋豫指挥部工程技术管理交底、质量安全管理交底。铁路桥涵工程施工安全技术规程 TB10303-2009铁路混凝土工程施工质量验收标准 TB10424-2010铁路混凝土工程施工技术指南 铁建设2010241号客货共线铁路桥涵施工技术指南 TZ203-2008铁路桥梁钻孔桩施工技术规程 Q/CR 9212-2015对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培2训，考核合
3、格后上岗。2.2 外业技术准备收集工程地质、水文地质、工程数量、测量放样、钻孔桩施工参数、工序验收情况。由作业队长确认人员、设备、材料、机具、作业环境满足作业要求。3技术要求 3.1 钻孔桩桩位偏差、桩身倾斜度、桩径及桩长符合设计要求。3.2 钻孔桩检孔器满足铁路桥梁钻孔桩施工技术规程，并通过监理检验。3.3 钻孔过程中配制好泥浆，泥浆比重、粘度适当，避免塌孔。3.4 对于设计图纸有扩孔要求的钻孔桩，施工时按图纸要求施做。3.5 在大面积桩基施工前，对首件工程进行评估，通过评估的工艺、工法及管理措施进行总结提炼，并进行持续改进和提升，用以指导标段内同类工程的施工。4施工程序与工艺流程34.1
4、施工程序施工程序为：施工准备测量定位埋设钢护筒配制泥浆安装钻机钻进终孔清孔三检合格监理验收施工过程中，每道工序必须按“三检（自检、复检、专检）”制度执行。4.2 工艺流程5. 施工要求5.1 施工准备4施工前根据墩台位置及现场实际情况，综合考虑钻机移动方便，钻进时不偏沉，有利于材料运输堆放，利于混凝土灌注等因素，合理布置，平整场地。铲除表层松轻厚土，夯打密实。钻孔场地在陡坡时，应挖成平坡。钻孔场地在浅水中时，采用筑岛法。岛顶面通常高于施工期间可能出现的最高水位的 0.5m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。5.2 施工工艺5.2.1 测量放线场地平整后放线定桩位，测量采用全站仪或 GPS 测
5、定桩孔位置，定位后根据地质情况，要在每个桩位中心点打入一根 16 钢筋或木质方桩打钢钉做桩位标记，埋设必须牢固。护桩使用 4 根 16 钢筋或木质方桩打钉子纵横十字形埋设孔位护桩，护桩必须牢固，施工过程中不得扰动护桩，必要时用混凝土进行固定，如护桩松动重新进行校核埋设。桩位放线后，由现场监理见证合格后，方可进行埋设护筒。5.2.2 埋设护筒护筒采用 6-12厚钢板制作，并在顶部焊加强筋和吊耳,内径比桩径大 3040cm.护筒的入土深度应根据水文地质情况确定，陆5泥 浆 面夯 实 粘 土夯 实 普 通 土 夯 实 粘 土夯 实 粘 土 夯 实 普 通 土吊 耳护 筒 埋 设 示 意 图地钢护筒的
6、顶标高应高出地下水位 2m，并高出地面 0.5m。钢护筒的埋深为护筒外径的 1-1.5 倍，但不得小于 1m。对于砂土和粉土等透水地层埋深深度同上，但宜用不透水土换填至护筒刃脚下不少于0.5m，换填直径超出护筒直径 0.5m1.0m 。钢护筒采用挖埋法埋设，人工配合机械挖坑埋设就位，回填黏土并夯打坚实（详见护筒埋设示意图）护筒埋设完成后，由测量人员进行护筒位置及标高校核，并在护筒上用红油漆做标记，校核完成后向现场施工人员下测量交底。护筒顶面偏差不大于 5cm（尺量），竖向的倾斜度不得大于 1（锤球）。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并要及时处理。65.2.3 钻机就位钻机就位前,对
7、钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。安装时钻机底座平稳，保证在钻孔过程中不发生位移和沉陷。钻机钻架中心与钻盘中心的连线与钻盘垂直，并与钻孔中心的偏差不大于 2cm。5.2.4 泥浆制备根据现场地形，平地处钻孔桩泥浆沉淀池设在两个墩中间供两个墩使用，泥浆沉淀池大小不小于每两根钻孔桩的排渣量设定，几何尺寸一般情况下为 10*6*2.5m,泥浆池与沉淀池体积比例按 1:2 设置，边坡 1:1.5，四面及坑底采用塑料布铺设，泥浆池的沉积物采用挖掘机进行清除。河道内为防止泥浆污染，采用砖砌池壁。泥浆池四周设置安全围栏：采用外径 48mm、壁厚 3.0mm 的钢管搭设，钢管上刷红白
8、相间油漆，间隔长度为 30cm,围栏从地面起高度 1.3m,顶7部及中间各设一道横杆，立柱间距 2m。在泥浆排放过程中，必须注意环境保护，泥浆排放一律进入沉淀池，沉淀后的泥浆循环使用。钻孔桩浇筑完成后，使用泥浆运输车倒运泥浆至附近指定地点，同时要注意环保要求，运输时泥浆运输车车厢需封闭不得遗洒。（2）黏土原料选用优质黏土，或采用膨润土造浆。造浆后全部性能指标符合要求，钻进中随时检测，并填写泥浆检测记录。泥浆性能指标：比重：冲击钻使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重可为 1.1-1.3；冲击钻使用实心钻头时，孔底泥浆比重不大于：黏土、粉土1.3；大漂石、卵石层 1.4；岩石 1.2。黏度：入孔泥浆黏
9、度一般地层为 1622s；松散易坍地层为19s28s。含砂率：新制泥浆不大于 4%胶体率：不小于 95%。PH 值：大于 6.5。85.2.5钻进冲击钻机钻孔在碎石类土、岩层中用十字形钻头，在黏性土、砂砾土层中采用管形钻头。卷扬机的起重能力满足钻头、钢丝绳和吊具重量以及泥浆吸附作用的要求。钻孔工地必须有备用钻头，在岩石地层中钻进钻头直径磨损超过15mm时，及时更换补修；更换新钻头前，先验孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯、无断丝者，安全系数不小于12，钢丝绳与钻头间设转向装置并连接牢固，主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径必须相同，捻扭方向必
10、须一致。（1）冲击钻开孔施工符合下列规定：冲击钻开孔过程中，按照“小冲程、勤松绳”原则进行。初始底锤密击，当钻孔深度超过钻头全高加正常冲程后，放可进行正9常的冲击钻孔。为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响已浇筑混凝土强度，采用隔孔钻孔。（2）冲击钻钻进过程中符合下列规定：钻进过程中根据地质情况、钻头形式及重量等确定松绳量，均匀松放钢丝绳。每次松绳长度控制在3cm-8cm内，严禁打空锤和松绳过多。钻进过程中采用泥浆循环法排渣，定时测定泥浆密度，并严格控制泥浆的性能指标，及时清理沉渣；钻进中钻头起吊平稳，不得撞击孔壁和护筒，起吊过程中孔口严禁站人。发生卡钻时，不要强提，查明原因和钻头位置，采取晃大
11、绳及其他措施，使钻头松动后再提起。在有倾斜的岩层钻进时，采用小冲程低速钻进，必要时回填片石、卵石或混凝土冲平后再进行钻进。（3）桩基础施工过程中从桩顶标高位置处开始向下， 原则上每2m取样并记录一次，对地质变化点深度要仔细量测，加密取样，力求准确不得缺漏。判断地质的类型，记入记录，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣用渣样盒存放，渣样洗净、按取样时间10（深度）分隔存放于取样盒中晾干，后存放在渣样袋中，一次不小200g，并标识此类土（岩）所在位置，渣样袋贴防水纸条，在上面用碳素墨水书写注明桥梁名称、墩号、桩号、深度、岩性初步判断、取样人、取样时间等内容。应编号保存，以便分析备查，以便设计地质确
12、认时备查。钻孔过程记录随时填写，要详细记录地质情况，交接班时应交接清楚。(4)冲击钻钻孔注意事项钻机就位前，对钻孔前的各项准备工作再进行检查。钻机就位后，平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于 2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录。因故停钻时，将钻头提出孔外，孔口加护盖。经常对钻孔泥浆进行检测和试验，泥浆指标不能满足钻孔泥浆要求时，随时采取措施进行处理。因故停止钻孔时，保持孔内水头和泥浆指标符合要求。为正确提升钻锥的冲程，在钢丝绳上做明显标记。冲击锥起吊平稳，防止冲撞护筒和孔壁，进出孔口时，严禁孔口附近站
13、人，防止发生钻锥撞击人员事故，因故停钻时，孔口加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。115.2.6 终孔（1）钻孔达到设计标高后进行成孔检查，内容包括：孔位中心、孔径、孔深、倾斜度，并填写终孔检查证，由质量工程师报验经现场监理检查合格后，再进行清孔工作，否则重新进行扫孔。成孔孔径不小于设计孔径，成孔深度不得小于设计孔深，成孔倾斜度不大于 1%。（2）成孔检查方法：成孔孔位中心位置检测恢复孔位中心点，采用尺量测定沿线路方向和垂直线路方向位置偏差。成孔孔径、倾斜度检测采用笼式检孔器，以检孔器顺利通过为准。成孔深度检测采用测绳直接量测。孔深沿孔周进行量测。（3）检孔器有足够的刚度，外径与设计桩径相同
14、，长度为 4-5倍的设计桩径，不小于 6m，两端制成锥形，锥形高度不小于检孔器半径。检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器的长度判断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。125.2.7 清孔（1）清孔泥浆采用换浆法，达到以下要求，孔内排出的泥浆手摸无 23mm 颗粒，泥浆比重不大于 1.1，含砂率小于 2%，粘度1720s；严禁采用加大钻孔深度的方法代替清孔。（2）浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度：柱
15、桩不大于 5cm，摩擦桩不大于 20cm。测量方法：在成孔后测量一次孔深，在混凝土浇筑前再测一次孔深，两次深度相减为沉渣厚度。孔底沉渣厚度采用刻度精度为 2cm 的无收缩测绳悬挂 4kg-6kg 的圆柱形测锤进行测量。（3）在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，再次检查沉渣厚度，沉渣厚度不符合要求时进行二次清孔，清孔完成后立即浇筑水下混凝土。136劳动组织6.1 劳动力组织方式：采用作业队组织模式。6.2 施工人员应结合已经确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。表 1 每个作业工地人员配备表负 责 人 1 人技术主管 1 人质检工程师 1 人人专职安全员 1
16、 人工 班 长 3 人技术、质检、测量及试验人员6 人机械工、普工 13 人其中负责人、技术主管、工班长、技术人员、质检工程师、专职安全员必须由正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。7设备机具配置表 2 主要施工机械设备配置表机械种类 机械数量冲击钻机 1 台装载机 1 台挖掘机 1 台14自卸汽车 1 台根据现场作业面情况，相应增加机械设备数量。8质量控制及检验8.1 质量控制（1）施工过程中，每道工序必须按“三检（自检、复检、专检）”制度执行。（2）护筒埋设：护筒既保护孔口壁，又是钻孔的导向，则护筒的垂直度要保证。为防止跑浆，护筒周围土要夯实，粘土封口。在上层土质较差时，将护
17、筒加长至 46m，提高护壁效果。在松散的杂填土层和流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，以便形成较好的孔壁。（3）泥浆：为保证成孔质量和最终能将孔底清理干净，对泥浆的比重与粘度必须严格控制。泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一，配制高质量的泥浆，此外，优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可防止孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头降低的速度，这也是使孔壁稳定的有效措施。8.2 检验标准表 3 钻孔桩钻孔允许偏差159安全及环保要求9.1 安全要求9.1.1 特殊工种人员持证上岗。9.1.2 钻机、钻具、起吊设备、卡具等均符合施工要求，并有专人进行检查维修。9.1.3 泥浆池周
18、围设置安全防护栏杆，并作醒目警示。9.1.4 凡不进行施工的孔口，均张挂安全网或加盖脚手板，防止人员或物件掉入孔内。9.1.5 进入施工现场人员必须戴好安全帽，穿好防滑鞋，不准穿高跟皮鞋、拖鞋进入施工现场。9.1.6 夜间施工有足够的照明设施，所有电器设备符合施工现场安全用电规定。9.1.7 施工用电要由专业电工接、拆，一机一闸一箱一漏一锁。169.2 环保要求9.2.1 施工场地经常洒水，保持工地清洁，控制扬尘，杜绝漏洒材料。9.2.2 钻孔桩钻碴采用泥浆车外运。9.2.3 外运土均要按要求做防护，不得沿途漏、洒，造成路面污染。9.2.4 施工和生活中产生的废弃物及时集中处理、运至指定地点弃
19、置。9.2.5 对施工及生活中产生的污水或废水，集中处理，排放到污水排放系统。10. 钻孔事故的预防和处理10.1 坍孔 孔口坍塌容易发现，而孔内坍塌则需仔细观察，如孔内水位突然下降，孔口水面冒细密的水泡；出土量显著增加，没有进尺或进尺甚小；孔深突然变浅，钻头达不到原来的孔深，钻机负荷显著增加等，均表明孔内已有坍塌。 坍孔原因:（1）泥浆比重或粘度太小，未形成坚实的护壁。（2）施工场地夯、填土质量不良。（3）冲击钻机和钻架未支承好，17支承面受过大的压力。（4）护筒埋置太浅。（5）埋置护筒不符合要求，护筒周围或底部未用优质粘土分层夯实填筑。（6）开孔时，护筒脚下 23m 范围内未作好造壁处理。
20、（7）护筒直径过小或护筒埋置不够平正垂直，开孔时钻头左右晃动冲击护筒，钻进中钻头碰撞护筒。（8）孔内规定的水位高度不够或未保持好规定的水位。（9）护筒高度不够，孔内涌出承压水，降低水的静压力。（10）在松软砂层中进尺太快。（11）提住桩锤冲进时，提升高度过高。（12）遇易坍孔的流砂层，未及时采取措施。（13）清孔方法不当。（14）补水时水流冲塌孔壁。 （15）钻头或钢筋笼碰撞孔壁。（16）补水量过大，经常溢出孔口，浸泡孔口土壤，以致松软坍塌。（17）从终孔至灌注水下混凝土，延误时间过久等。 10.2 坍孔的预防和处理 （1）在松散的粉砂土、淤泥层或流砂中钻进时，控制进尺，选用较大比重、粘度、
21、胶体率的优质泥浆（或投入粘土、片石低锤冲击使粘土膏、片石等挤入孔壁）。（2）根据现场实际地质情况，护筒埋设深度及位置符合铁路桥梁钻孔桩施工技术规程。（3）护筒埋设完成后对四周进行夯实。（4）如孔口坍塌可回填重新埋设护筒再钻。或下钢护筒至未坍处以下至少 1.0m。（5）孔内坍塌不严重者，可加大泥浆比重继续钻进。较严重者，可回填砂石和粘土 混18合物到坍塌位置以上 12m，甚至全部回填再钻。若坍塌埋住钻头，先清孔，后提起钻头。（6）严格控制冲程高度。（7）吊入钢筋骨架对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。 10.3 冲孔漏浆 在透水性强或有地下水流动的地层中，泥浆会向孔外漏失，一般有护筒底漏浆和护筒
22、接缝漏浆两种情况，严重漏浆为坍孔的先兆，及时处理。漏浆的主要原因是；护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，或水头过高等等。补救的办法是：加稠泥浆或回填土掺卵石、片石反复冲击增加护壁，护筒本身漏浆则可用棉絮堵塞。此外护筒内有掉落物也会造成漏浆。 10.4 弯孔出现弯孔，由于钻孔方向偏斜产生弯孔，严重者影响钢筋笼的安装和桩质量。 A.弯孔原因 （1）钻机座落在软硬不同的土层上，钻进中发生位移和偏沉。（2）钻孔时遇到较大孤石、探头石或倾斜的岩层。（3）在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或在粒径大小悬殊的砂卵石 层中钻进，钻头所受阻力不匀。B.弯孔处理方法 弯孔不严重时，可重新调整钻机
23、继续钻进。严重时，钻孔回填砂粘土，冲击钻孔回填粘土夹砂卵石或小片石至弯19孔以上 0.5m，待沉积或用低冲程冲击密实后再钻进。不得用冲击钻头直接修孔，以免卡钻。10.5 缩孔 地层中夹有塑性土壤（俗称橡皮土） ，遇水膨胀后使孔径缩小。或钻头磨耗严重未及时焊补，钻出小于设计桩径的孔。遇到这种情况时，可采用上下反复扫孔的方法扩大，或回填砂粘土，待密实后重钻。10.6 梅花孔 梅花孔或探头石（即孔形不圆有局部孔壁凸进）是冲击钻孔经常遇见的事故，其原因是：泥浆太稠，妨碍钻头转动；转向装置失灵，钻头总在一个方向上下冲击；操作时钢丝绳太松，或冲程太低，钻头得不到充分转向时间，这样就容易在基岩中形成梅花孔。
24、在非均质地层如漂、卵石层、堆积层等易出现探头石。当出现以上情况时，一般用强度高于基岩或探头石的碎石或片石回填重钻。10.7 卡钻 钻头在距孔底一定高度卡住，提不上来，但向下可活动为上卡。在孔底卡住，无法活动为下卡。卡钻原因：（1）不规则孔形未处理。(2）坍孔落石、工具掉进孔内。（3）长护筒倾斜，下端为钻头撞击变形。（4）钻头尺寸不20一，或焊补超限。（5）下钻太猛，钻头撞碰在孔内倾倒。（6）发生卡钻，不宜强提，不可盲动以免愈卡愈紧或造成坍孔埋钻。处理方法 （1）上下提动钻头，使之旋转，并用撬棍配合，左右反复拨动大绳，使钻头能沿下 落的原道提出。 （2）用小钻头冲击卡钻一边孔壁或钻头，使钻头松动
25、后，再起吊。（3）先探准障碍物的位置，收紧钻头大绳，可用冲、吸的方法将卡钻处松动后提出。（4）在无活动余地的情况下，可用强提法。强提的支撑枕木垛位置要离孔口范围稍远，以免孔口坍塌，并加保险绳，以免拉断大绳而掉钻。具体可用滑车组、杠杆、千斤顶等办法施力拉拔钻头。 在处理过程中，要继续搅拌泥浆，以防沉淀埋钻。10.8 掉钻 掉钻的原因：（1）卡钻时强提强扭。（2）冲击钻头合金套焊接质量差，钢丝绳拔出。（3）钢丝绳与钻头连接处，钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。 （4）钢丝绳断丝大多，未及时更换。打捞方法：掉钻后，及时摸清情况，如孔深、钻头是否偏斜、有无坍孔等，若钻头被埋住，首先清孔，使打捞工具能接触钻头，打捞一般采用下述方法。（1）打捞叉法：当冲击钻头钢丝绳折断或钢丝绳卡松脱，在钻头上留下不少于 2m 钢丝绳时，可采用叉式捞针在孔内上下提动，将短钢丝绳卡住提出钻头。（2）钩取法；钻头21上预先焊有钢筋环或打捞横梁等，可用钩子挂取。（3）套绳法：将单绳套（或双绳套）套住冲击钻顶端。有困难时可把带有套绳的导圈，而导圈固定在有刚度的杆上或抽渣筒下端，送到预先探准的位置上，将钻头顶端套住，收紧套绳取出。（4）当孔内掉进零星落物或工具时，可用电磁铁吸取。
