KTY4000型钻机的钻孔技术控制
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【摘要】为了保证在建工程质量，着重控制基础施工，关键在于对现场施工技术严格控制；现场关键施工人员应全面了解工程机械性能，加强规范操作能力；技术管理人员应加强技术控制能力。
【关键词】全液压钻机钻孔灌注桩控制技术要求
一、KTY型钻机介绍
KTY4000型钻机全名KTY4000全液压动力头钻机；是铁路和公路桥梁、煤矿通风井、港口码头及高层建筑等大型基础工程钻孔施工机械。
该型钻机主要由动力头、滑移横梁、钻机结构（含底盘、钻架、封口盘等）、钻具、司机室、液压站、电器控制系统等组成。主机外形长*宽*高为7380mm*8670mm*8160mm；工作原理为动力头驱动钻杆，钻杆带动钻头回转钻进，采用气举反循环○1的排渣方式，整体为全液压电气化控制。
该型钻机优点概括如下：钻机能在岩石平均单轴抗压强度σc≤120MPa的基岩中钻进，钻孔直径可达4.0m，钻进深度可达130m。动力头功能完善，钻机的技术性能高，其升降系统和进给系统合一，起重量大，速度快，升降平稳，已达国际同类型钻机先进水平。
二、钻孔灌注桩○2说明
福州琅岐闽江大桥及接线工程为在建项目，主跨为680m的特大斜拉桥，3#主墩为主要分部工程，3-6#为第一个钻孔灌注桩，开钻日期为2011年4月15日，终孔日期为2011年5月13日，由于期间各种非钻机因素影响，时间延误8天，净钻时间21天，与计划进度相符。3-6#孔设计桩径2800mm，设计桩长76m。
三、准备要求
钻机准备要求：钻机钻具包括钻头、风包、配重、导正、钻杆，总重达90t，钻头、风包重13t，长1.63m，配重46t，长5.63m，导正器重5t，长3m，加25节钻杆，标准节段3m/节，共75m。在钻进前，检查空气压缩机、液压站、泥浆循环系统及性能，做到电路通畅；该型钻机配备空气压缩机额定功率150KW，排气压1.2MPa，实际排气压达1.1 MPa，排气量18.5m3/min；泥浆循环系统要通畅，工作面要大，合理安排各部件的位置，避免液压管与输气管缠绕，由于空气压缩机具有一定的危险因素，所以此部件摆设的位置应与工作区域有一定的距离；泥浆循环池应与河流、庄稼隔离，以免污染；并及时处理钻渣，以做到文明、环保施工。现场机械操作人员必须熟练操作控制器，必须熟悉钻孔全过程程序，必须具备应急素质，在钻机运转过程中，操作人员必须提高警惕，以免造成不必要的塌孔、漏浆等现象。做到轮换班次，经常检查钻机部件性能等。
四、钻进过程控制
主墩3-6#孔施工地复杂、地质多变，该孔难度在桩径大,深度,上部淤泥层厚，下部岩石强度高，岩面起伏程度大，所以成孔困难度加大。地质状况从上至下为淤泥层、细砂层、淤泥层、粉质粘土层、细砂层、强风化辉绿岩层、卵石土层、强风化辉绿岩层、中风化辉绿岩层，钻进微风化岩层4.2m终孔。该桩顶标高+0.00m,入岩标高-71.81m，终孔标高-76.00m。
在淤泥层、粘土层、细砂层，钻机转速达10-14r/min，钻压控制在全压的70%-80%，合计6.3MPa-7.2MPa,63t-72t重力，在上述三类地层中，重点控制泥浆比重，适当加大泥浆比重，防止缩孔、塌孔现象；在进入岩层时，钻机转速应减小，钻压应降低，转速应达5-8r/min为宜，由于该孔岩面起伏幅度大，所以钻压应降至全压的50%-60%，合计4.5MPa-5.4MPa,45t-54t重力；为了保证该孔垂直度满足JTJ041-2000要求, 由于钻机施工地层情况复杂，负载多变，该孔钻进应采用减压钻进的方式，以免钻进压力过大，扰动孔壁。在减压钻进过程中，操作人员应严格控制钻压、转速，切勿盲目求快；现场技术员应严格督导、指挥。
钻进过程中，按照《公路桥涵施工技术规范》严格控制泥浆性能指标。钻孔作业过程中每间隔4小时对孔内泥浆性能指标进行检测，例如酸碱度不符合要求，PH偏小，应及时调整，中和酸性物质，以保证不污染水源、土地，维护孔壁。钻孔施工记录填写必须真实、及时跟进，每间隔两小时测量一次钻进尺寸，以达到有据可依。及时取渣样进行查看，注意地层变化，尤其是在地层变化处，加强观测，及时与地质图进行核对，判明后，记入记录表中。
KTY4000型钻机能够利用最少的液压元件来实现钻机所具备的各种动作，降低了工人劳动强度，但是在钻进过程中仍存在故障发生的可能性；所以在钻进过程中重点控制人为因素；例如该孔位于闽江之中，江水潮涨潮退，很难确定常水位，所以现场技术人员应频繁观测江水水位和护筒内水位，保证孔内水位高出江水水位2m以上。在钻孔排渣、提钻头修理或因故停钻时，孔内水头必须保持高于孔外水面高度2米以上，维护孔壁
在钻进的同时，确保电力的供应，确保钻机底座稳定，确保液压系统、泥浆循环系统、电气控制系统正常，确保人员精神饱满，确保周边人员安全，确保文明施工、安全施工、环保施工；最终以确保孔身质量为目的。
五、技术说明
钻孔泥浆性能技术要求：使用丙烯酰胺PHP泥浆○3；性能指标要求相对密度1.06~1.10，粘度18~28Pa.s，含砂率≤4%，酸碱度8~10。清孔后泥浆指标技术要求：相对密度1.03~1.1，粘度17~20Pa.s，含砂率≤2%，胶体率＞98%。
钻孔灌注桩成孔质量要求：孔径、孔深不小于设计值，利用钻具量取孔深；钻孔倾斜度不大于1%桩长，且不大于500mm。
六、成孔质量检测报告
2011年5月14日，中交二航局福州琅岐闽江大桥项目经理部质检部质量检测人员对主墩3-6#桩成孔检测，使用仪器为JJC-1D灌注桩孔径检测仪。最终报告显示孔径最大值3032mm，孔径最小值2818mm，孔径平均值2964.1mm，垂直度0.98%，均满足《公路桥涵施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》的要求。成孔质量合格。
综上所述，在严格有序的技术控制之下，严格的管理之下，强制的条件保证之下，是能够安全、环保、顺利地完成钻孔施工的。
术语名词解释：
○1气举反循环钻进―指将压缩空气沿双壁钻具输气管道送入井
内一定深度经混合器注入管内与循环液体混合，由于混合液的密
度小于冲洗液的密度，在井筒内与排渣管间产生压差，并在井筒
液柱压力作用下使排浆管内混合的气液以较高的速度向上流动，
从而将孔底的岩心或岩屑连续不断的排出地表。带上来的气、液、
固三相流经反循环振动筛，排人沉淀池。沉淀后的泥浆再流回孔
内，补充循环液的空间，如此不断循环形成连续钻进的过程。
○2钻孔灌注桩―在工程现场通过机械钻孔，在地基土中形成桩
孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，钻孔灌注桩
是按成桩方法而定义的一种桩型。
○3PHP泥浆―中文名称为丙烯酰胺泥浆，其组分为膨润土Na2CO3、
聚丙烯酰胺水解物，锯木屑，将其遇水搅拌具有一定粘度的混合
物。
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