冲击反循环钻机施工方案.docx

竖井施工开挖方案一、工程概况本合同工程主要位于辽宁省抚顺市清原县和铁岭市开原市境内，合同主体工程为输水隧洞工程。输水隧洞长35078.18m，桩号为95+806130+884.18；纵坡i=0.3115；根据施工要求对本工程主洞钻爆段施工上部设置通风投料竖井，通风投料竖井直径2.2米；竖井施工采用三一重工冲击反循环钻机施工。二、SP280型冲击反循环钻机参数2.1、技术性能最大钻孔直径m3动力头最大扭矩kNm280最大回转速度rpm25最大钻组重量ton90最大推进力KN900最大提拉力KN1500液压站功率hp /Kw371/273钻机重量ton28液压泵站重量ton6.5液压夹持器重量ton11钻管数据NW(通径)mm300/330每节钻杆长度(max) m3每节钻杆重量kg480/678BHA-稳定器/颈管数据标准法兰直径mm1400标准长度m3颈管的重量kg31400空压机排量m3/min2025工作压力bar13循环水泵排量m3/h2600扬程压力bar5钻孔效率：土层、砂层0.52.0 m/h，漂卵石层：0.20.5 m/h，岩石层：0.10.3 m/h；2.2、工作原理见图1-1，从钻机同步卷筒出来的两根受力相等的正反转钢丝绳，经冲击梁和桅杆的导向滑轮，提引冲击钻头。同步卷筒工作原理如图2所示。电动机通过传动机构驱动冲击机构，拉动钢丝绳带动钻头作上下冲击运动，形成瞬时冲击力破碎地层。在两根主钢丝绳之间放置由副卷扬机提引的排碴系统，排碴管的下端在钻头中心管内，钻头作上下冲击运动时，排碴管除了随着钻孔进尺间歇下放外一般保持不动，并在冲击的同时，连续排出钻碴，获得较高的钻进效率。图1-1 钻机传动原理图1-2 同步卷筒原理三、施工工艺 3.1工艺流程3.2操作要点1施工准备。 (1)陆地上钻孔，要把场地平整好，以便钻机安装和移位。水上钻孔，要搭设工作平台。场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以上排碴量的需要。 (2)根据地质情况准备一定数量的造浆粘土。 2桩位测量放线。准确测量桩位并做好标记。测好的桩位必须复测，误差控制在5mm以内。 3埋设护筒。护筒的作用主要是保持孔口稳定和定位，如在陆地上钻孔，护筒周围一定要夯实，如在水上钻孔，护筒下沉应有导向装置，严防护筒倾斜、漏水、变形。施工中一般采用挖坑法埋设。开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，作4个标记点，保持到成孔后，埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心与桩中心重合。 护筒周围土回填的好坏，对冲击钻孔非常重要，对于土质较差的孔口，可以在护筒下部灌注30cm的C20级混凝土，上部用红粘土夯填密实，以防冲击成孔时护筒底部塌孔。 4，钻机就位和试机。 (1)延长桩位前后中心线，用100kN吊车将主机放在孔口边预定位置上，使钻机底盘前后中心线与桩位中心线重合，主机就位时，需在底盘下部垫89根枕木，并用水平仪将底盘调平。 (2)安装井口装置、桅杆和前支撑。 (3)用吊车将冲击钻头放在孔口附近。将同步卷筒上引出的2根钢丝绳，通过各导向滑轮与冲击钻头连接。 (4)检查主机上各传动齿轮副啮合间隙，调试主轴上冲击离合器和卷筒离合器间隙，使之能正常工作。 (5)用吊车将配电柜、电缆卷筒放在底盘一侧，操纵机构附近，接通配电柜电源，接通配电柜与主机、电缆卷筒、潜水砂石泵三者之间的联线。 (6)打开主机电源，操纵钻机卷筒离合器，提引冲击钻头放入孔内。调节前支撑长度，使钻头中心与护筒中心重合，误差控制在2mm以内，支撑角度符合支撑要求。之后，锁定支撑丝杆位置，用道钉在枕木上固定底盘，防止冲击钻进时，支撑丝杆松动，底盘移位。 (7)在泥浆池上架设泥浆泵。连接排碴系统，用副卷扬机将其提引至孔口，将排碴管下端放入冲击钻头中心管内，待钻至一定深度后，再在排碴管之间安装潜水砂石泵。 (8)开动钻机进行试冲击，检查各部位运转是否正常，电流是否正常，接通潜水砂石泵电源，检查其接线方式是否正确，发现问题及时处理。 5冲孔作业。 (1)造浆、开孔。往护筒内填制浆粘土约0.5m，分别往护筒和泥浆池内注足水。开动钻机，使冲击钻头上下运动，将护筒粘土冲成泥浆，启动泥浆泵，循环泥浆，直至护筒内与泥浆池内泥浆浓度一致。开始正循环钻进，钻进时勤观察孔内浮出的钻碴，在石质地层中，如果从孔口浮出的钻碴粒径在58mm之间，表明泥浆浓度合适，如果浮出的钻碴粒径小又少，表明泥浆浓度不够，需往孔内添加粘土。加粘土时要停开泥浆泵，形成泥浆后再开泥浆泵。正循环钻进至泵吸反循环系统可以正常工作的时候开始反循环钻进。 (2)反循环钻进。当潜水砂石泵潜入孔内泥浆后，若孔壁比较稳定，停止正循环钻进，泥浆循环约2min后停泵，解除排碴胶管与泥浆泵的连接，启动泵吸反循环系统，开动钻机，进行反循环钻进。钻进过程中，操作者要随着进尺快慢及时放主钢丝绳，放绳时应使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能少放，也不能多放。放少了，钻头落不到孔底，打空锤，此时冲击梁上的缓冲弹簧在一次冲击中响两声，不仅不能获得进尺，反而会对钻机和钢丝绳造成极大的损害；放多了，钻头落到孔底后处于自由状态，可能向孔壁倾斜撞击孔壁，造成扩孔，再提升时，钻头突然受力，在这种突然的冲击作用下提升装置会降低寿命甚至损坏。 当排碴弯头下降到离孔口1m时，需要接换排碴管。此时，钻机停止冲击，泥浆继续循环约13min，待排碴管内钻碴排完后，停泵，拆除弯头与排碴管的联接螺栓，提升弯头至一定高度，将要接换的排碴管下端与原排碴管联接，上端与弯头联接。 反循环钻进时应及时补水，始终保持孔内水位高于地下水位或河水位2m左右。 冲击反循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁的稳定。砂卵石地层泥浆比重为1.2左右，岩石层泥浆比重为1.051.15。 (3)砂样的提取。提取砂样的目的是随时掌握地质的变化情况。一般每钻进0.5m提取样一次，从出碴口捞取砂样用清水冲洗干净，每次提取量为100g，编号保存，以便成孔时交接。 (4)勤检查钻机、钻头是否偏移，防止出现斜孔。 6清孔。 (1)桩深达到设计深度后，停止钻进，进行清孔，用较好的泥浆将孔内含有钻碴的泥浆置换出来，具体操作方法是：将钻头提离孔底0.5m，开启砂石泵，反循环清孔，清孔时间视孔径、孔深和钻碴含量而定，一般30m深、直径1.5m