南广岩溶钻孔.doc

南广铁路NGZQ-3标段岩溶地区桥基钻孔桩常见事故预防及处理措施指南中铁二十五局集团有限公司施工管理部中国 广州二OO九年五月三十日总策划：王汉林主 编：陈树登参与编制：陶石林 魏晓江 李勇良序 ？事故易发点1 设计有缺陷，没有逐桩钻探，到设计标高后与设计地质不符，需停工钻探易发生塌孔。应对措施：认真审图，审查是否逐桩钻探。若审图发现没有逐桩地质钻探，立即书面报告要求设计院进行逐桩钻探,根据每桩地质剖面图，采取针对性措施确保钻孔桩质量。 注意事项：加强与建设、设计、监理单位的联系，加快逐桩钻探进度，以免影响孔桩开工。事故易发点2 没有备用钻头，长时间停工修补焊接导致塌孔。应对措施：要有备用钻头，钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补，确保钻孔连续施工。 注意事项：一个墩至少备用一个钻头。事故易发点3 钢丝绳断绳发生掉钻头。应对措施：钢丝绳安全系数不应小于12。吊钻的钢丝绳必须选用软性、优质、无死弯和无断丝的钢丝绳；钢丝绳与钻头的联结必须牢固；主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径要相同，捻扭方向必须一致。注意事项：定期检查，发现破损及时更换。事故易发点4 振动锤功率偏小钢护筒无法跟进。应对措施：根据设计规范规定，溶洞高度大于2m的需钢护筒跟进施工，应根据计算摩擦力及下沉深度，选择振动锤功率及型号。注意事项：护筒采用A3钢板卷制而成，焊接采用坡口双面焊，所有焊缝必须连续，以保证护筒承受水压力不漏水。为加强护筒的整体刚度，间距4m在焊接接头焊缝处加设厚16mm宽200mm的钢带补强，护筒底脚处加设厚16mm宽300或500mm的钢带作为刃脚（刃脚底口向钢管上错2cm，刃角与钢管采用12mm角焊缝满焊）。无钢带处的护筒横断接缝，除采用坡口双面满焊外，还应采用812块20010016mm钢板焊接补强，焊缝高不小于12mm，补强板与护筒焊缝在与护筒主焊缝交叉处断开。事故易发点5 钢护筒壁厚偏小容易变形。应对措施：一般钻孔桩钢护筒壁厚应为48mm的钢板；需钢护筒跟进施工的，钢护筒壁厚不应小于12mm。注意事项：根据钻孔桩孔径、埋设方法和深度通过计算确定。事故易发点6 无备用发电机，发生突然停电导致钻孔时埋钻头或灌注孔桩时断桩。应对措施：开钻前必须配备120kw发电机一台，一旦停电可以立即可以发电送上，防止埋钻头或灌孔时发生断桩。注意事项：检查发电机处于良好工作状态，电线路接通，确保双电路随时送电。事故易发点7 当护筒漏水、漏浆时，会使护筒底口周围坍塌，导致护筒倾斜和沉陷，从而发生坍孔，无法保证钻孔工作的正常进行。应对措施：在进行深水桩基作业时，应有防止护筒漏水与漏浆的有效措施。措施一般有：增加护筒的埋置深度，使护筒刃口进入不透水层；在护筒外填砂砾石加注水泥浆，形成稳定覆盖层，以增强防渗和防冲能力；控制水压，选择适当泥浆浓度和粘度。事故易发点8 开钻前没有备用片石，遇到溶洞时没有片石等回填料。应对措施：孔桩开钻前要备有片石、块石、粘土砖及适当数量的袋装水泥，及备有补浆设备（如大功率泥浆泵等），保证桩基施工一旦遇到溶洞出现漏浆，可以马上给予足够的填料和补浆。注意事项：根据逐桩钻探地质资料，提前备好片石、块石、粘土砖等材料及泥浆泵等设备。事故易发点9 溶洞底板倾斜或遇到半边溶洞，施工时容易造成斜孔、卡锤等现象。应对措施： 遇到半边岩及斜面岩时，应在正常进尺前，先用块石及粘土回填至正常孔深以上约1米，再压实冲进，反复直至孔径正常后再进尺，施工中若出现梅花孔亦如此处理。在接近溶洞顶板及溶洞中冲进时，应严格控制冲程，以免不慎掉锤。事故易发点10 由于溶洞范围较大，一旦打穿漏浆严重时，孔内泥浆液面迅速下降，泥浆护壁无法抵抗漏浆时产生的内外水头差所产生的压力，会导致塌孔埋钻等恶性事故发生。应对措施：方法一：采用“超前钻”技术。对于地质资料显示存在溶洞或土洞的桩孔，先用回旋钻机(SJP300型)配小型钻头钻穿溶洞顶板直至终孔标高，根据钻探地质资料分析溶洞大小及高度，然后补充优质泥浆以及用锯末和粘土加水拌成软塑状的混合物，使其填满溶洞，观察24小时后，若情况正常，再正式开始钻孔或冲孔。若溶洞漏浆较严重，则可抛填袋装粘土、片石的办法处理。方法二：采用“全护筒”法。即先按常规方法将钢护筒打至一定深度，进行成孔施工，施工一定深度（610m）后，移走钻机，接长护筒并在振动锤的配合下进行跟进，如此反复，直至将护筒跟进至基岩面，然后进行入岩施工至终孔。事故易发点11 泥浆性能指标不符合规定，导致塌孔。应对措施：对照施工规范中钻孔桩施工规定，泥浆性能指标应符合下列规定：（1）冲击成孔时孔底泥浆比重，黏土和粉土层不宜大于1.3，大漂石和卵石层不宜大于1.4，岩石层不宜大于1.2；（2）入孔泥浆黏度，松散易坍地层为1928s；（3）胶体率：不应小于95%。现场也根本没有做该指标。（4）pH值：应大于6.5。（5）泥浆原料宜选用优质黏土，有条件的可采用膨润土造浆。（6）为了提高泥浆的黏度和胶体率，可在泥浆中投入适量的烧碱或碳酸钠，其掺量由试验决定。注意事项：造浆后应试验全部性能指标，钻进过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并作好记录。事故易发点12 停机时若将钻头留在孔内，在很短的时间内钻渣、粘土、砂等会形成沉淀物，淤积于孔底将钻头埋住。若强行提钻，由于钻渣沉淀太多，泥浆粘度大，会使钢丝绳断裂；时间长了会造成坍孔、埋钻等事故。应对措施：开钻前要制定严格的钻机操作规程，在钻孔到位后或停机时，立即将钻头提出孔外。事故易发点13 钻孔达到设计标高后，清孔未达到标准就灌孔，会造成灌注困难甚至断桩。应对措施：清孔后掏到用手摸泥浆无23mm大的颗粒且其比重在规定指标之内时为止。为保证柱桩质量，在安放钢筋笼后下导管前再用吸泥机清孔。清孔时应及时向孔内注入清水或纯泥浆，保持孔内水头，避免坍孔。清孔后的泥浆性能指标：含砂率不大于2%，相对密度为1.031.10，粘度为17s20s，胶体率98%。清孔标准：设计为摩擦桩，其沉碴厚度不应大于10cm；设计为柱桩，其沉碴厚度不应大于5cm。事故易发点14 水下混凝土的灌注必须连续。如果准备工作不充分、混凝土供应不及时、灌注设备不配套、组织不严密等，均会导致断桩、夹泥等质量事故。应对措施：做好钻孔直径和孔形检查的准备工作，在检查变直径孔时应注意使用切实可行的方法。取样盒等检查仪具已配备齐全。各截面的钢筋骨架吊放完好。灌注和处理故障所需的机械设备准备齐全，如导管的连接拼装、升降机械设备、隔水栓阀、漏斗溜槽等。储料斗满足首批混凝土的施工要求，并进行了吊装操作和可行性试验。混凝土生产能力满足连续灌注需要。电源可靠或备用电源就位。 注意事项 清孔工作时对于嵌岩桩孔底至少要换置三次新鲜优质泥浆，确保沉渣厚度较小；准备工作应有专人负责逐项落实，记录核实。事故易发点15 因溶洞护壁塌陷，桩孔内砼充填了溶洞，引起砼面急剧下降而使导管口露出砼面，将会产生断桩事故。应对措施：一是灌注时适当加大溶洞区埋管深度（埋管深度取610m为宜），以避免浇注砼时；二是为减少灌注过程砼的流失，可在钢筋笼相应的位置周围包裹薄铁皮；三是应大力加强砼浇注过程的监控力度，及时发现出现的问题及时解决。事故易发点16 混凝土灌注临近结束时，桩内表层混凝土流动性大为降低，孔内泥浆也沉淀变得粘稠，混凝土顶升困难，需要较大的灌注度才能使混凝土拌合物从导管内下落，并顺利流向桩身边缘。否则，可能在桩顶部出现缩径和泥包桩的现象。应对措施：灌注快完成时，应使漏斗底口距设计桩顶有一定的高度，一般大直径桩要求灌注漏斗的高度距桩顶或水面有6m以上。注意事项 灌注速度应结合灌注结束时泥浆稠度而定。常见事故17 溶洞处理过程中发生漏浆、坍孔事故。处理措施：认真研究地质资料，尽可能摸清溶洞的分布情况及特点，并根据溶洞具体情况进行处理，保护桩孔、人员及钻机的安全。一是迅速往孔内灌内或灌浆，保持水头，防止再次塌孔；二是塌孔严重，发生作业平台发生倾斜，则把钻机吊离，加固恢复作业平台，重新定位钢护筒，回填片石、粘土、粘土砖等后重新钻孔；三是若作业平台钢护筒没有发生倾斜，塌孔不严重者则加大泥浆比重继续钻孔。注意事项：对作业平台进行定期观测，一旦有异常立即采取措施。常见事故18 施工时由于碰到溶洞或与桩位外溶洞相通的裂隙，引起的突然间大量泥浆漏失，发生塌孔埋钻等事故。处理措施：一是及时摸清情况，查明原因和钻头位置；二是采取措施清除塌孔的泥砂，再进行打捞。注意事项：保持水头防止再次塌孔；施工过程中严格控制孔内泥浆质量，利用泥浆堵塞微小裂隙，尽量减少泥浆漏失量。常见事故19 进尺时遇到大溶洞，且填充物为软塑性土质或空洞时，冲锤一下进尺数米，发生掉锤或卡锤等事故。处理措施：发生掉锤或卡锤等事故后不宜强提，应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳或钻头以及其它措施，使钻头松动后再提起。 注意事项：施工过程中应严格控制进尺，防止掉锤或卡锤。常见事故20 钻孔过程中出现流砂。处理措施：一是应增大泥浆比重，提高孔内压力；二是用黏土做成大泥块或泥砖投下，用冲击钻头冲击黏土块挤入流砂层，加强孔壁，堵住流砂。常见事故21 钻孔过程中发生弯孔、梅花孔、探头石。处理措施：弯孔不严重时，可重新调整钻机继续钻孔；发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应回填修孔，必要时反复几次修孔；冲击钻修孔时，应回填硬质带角棱的石块，并多填0.5m。常见事故22 钻孔过程中出现缩孔。处理措施：提高孔内泥浆比重或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。常见事故