高速铁路路基回旋钻作业指导书

1、新建铁路哈尔滨至齐齐哈尔客运专线工程项目HQTJ-5标回旋钻灌注桩作业指导书编制：复核：审核：施工单位：中铁十三局集团哈齐客专项目部一分部日期：2009年12月 目 录1.编制依据12.适用范围13.施工准备13.1技术准备13.2场地布置14.施工工艺流程图25.施工工艺26.技术要求26.1护筒设置26.2泥浆的调制和使用技术要求36.3钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求36.4水下混凝土配制36.5清孔要求47.质量标准48.质量控制要点及措施58.1钻机钻进要求58.2灌注水下混凝土的质量控制59营运线内施工安全操作规程69.1营业线机械施工作业安全规定69.2营业线人员施工作业

2、安全规定610.安全控制要点及措施710.1钻孔灌注桩钻进的注意事项710.2几种常见钻孔事故发生的原因及预防和处理71回旋钻灌注桩施工作业指导书1.编制依据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收标准客运专线铁路桥涵工程施工技术指南施工图设计文件2.适用范围本作业指导书适用适用于哈齐客运专线HQTJ-5标（DK218+000DK256+680）回旋钻灌注桩施工。回旋钻适用于黏性土、砂类土、碎石类土。3.施工准备3.1技术准备采用全站仪进行桩位放样，水准仪测量桩位原地面标高；与设计图纸、地质资料进行对比，确定相应的钻进方案3.2场地布置钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，在浅水中，宜用筑

3、岛围堰法施工，筑岛面积应按钻孔方法、设备大小等决定；钻孔场地在深水中或淤泥较厚时，可搭设工作平台进行施工，平台须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活何在，同时应考虑施工设备能安全进、退场，如水流平稳时，钻机可设在船或浮箱上进行钻孔作业，但必须锚固稳定保证桩位准确。4.施工工艺流程图5.施工工艺钻孔施工时首先采用全站仪进行桩位放样，埋设护筒；合理布置配套设施，比如泥浆池、沉淀池等。钻机就位，检验泥浆各项指标合格后进行钻进；钢筋笼采用在加工厂分节预制、现场采用吊车分节吊装，整体入孔方式施工；钻进到位时，进行清孔，检查合格后，进行钢筋笼吊装，再进行二次清孔，合格后进行混凝土施工；混凝土采用水下混凝土

4、，砼运输车运输，采用水下灌注方式进行混凝土施工。6.技术要求6.1护筒设置6.1.1护筒内径比桩径大200mm。6.1.2护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%，干处可实测定位，水域可依靠导向定位。6.1.3旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。6.1.4水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜和两节护筒的连接质量，沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的方法。6.1.5护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。钻孔时，孔内水位宜高于

5、护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5-2.0m，孔口护筒应高出地面20-30cm。6.1.6护筒埋置深度应符合下列规定：（1）岸滩上，黏性土应不小于1m，砂类土应不小于2m。当表面土层松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。（2）水中筑岛上，护筒宜埋入河床以下1m；水中平台上可按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层。6.1.7护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压、不漏水。6.2泥浆的调制和使用技术要求6.2.1钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按适当配

6、合比配制而成，其性能指标应符合如下规定：泥浆比重：正循环旋转钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为1.1-1.3；孔底泥浆比重砂黏土不宜大于1.3，大漂石、卵石层不宜大于1.4，岩石不宜大于1.2。反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.05-1.15。黏度：一般地层16-22s，松散易坍地层19-28s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。pH值：应大于6.5。6.3钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求6.3.1长桩骨架分段制作，分段长度应根据吊装条件决定，应确保不变形，接头应错开。同一截面接头数量不超过主筋总根数的50%，相邻接头纵向间距应大于35d，并不得小于50cm。6.3

7、.2应在钢筋骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块4/m2，骨架顶端应设置吊环。6.3.3骨架入孔采用吊机，起吊应按骨架长度的编号入孔。6.3.4钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距±0.5d；箍筋间距±20mm；骨架外径±20mm；骨架倾斜度±1%；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。6.4水下混凝土配制6.4.1采用普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥的强度等级根据设计要求而定。6.4.2粗集料采用碎石，适当增加混凝土配合比的含砂率。集料的最大粒径不应大于导管内径的1/61/8

8、和钢筋最不净距的1/4，同时不应大于40mm。6.4.3细集料采用级配良好的中砂。6.4.4混凝土配合比严格按照试验室出具的数据掺配。6.4.5混凝土拌合物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象。灌注时应保持足够的流动性。6.5清孔要求6.5.1钻孔深度达到设计标高后，经对孔深、孔位、孔径、竖直度进行检查确认钻孔合格后应即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求，设计无要求时：摩擦桩不大于20cm。6.5.2清孔方法：根据反循环钻机钻孔，利用钻机反循环系统的泥石泵持续吸渣515min左右，使孔底钻渣清除干净。6.5.3在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次

9、检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，符合要求后方可灌注水下混凝土。6.5.4清孔应达到以下要求：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17-20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。7.质量标准7.1孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。钻孔桩钻孔允许偏差序号项目允许偏差1孔径不小于设计孔径2孔深摩擦桩不小于设计孔深柱桩不小于设计孔深并进入设计土层3孔位中心偏心50mm4倾斜度1%孔深5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度摩擦桩200mm柱桩50mm钢筋加工允许偏差和检验方法序号名 称允许偏差（mm）检验方法1受

10、力钢筋全长±10尺量3箍筋内净尺寸±36分部钢筋间距±20尺量，连续3处7箍筋间距绑扎骨架±20焊接骨架±108弯起钢筋的弯折位置20尺量9钢筋保护层厚度cc35mm+10 -5尺量，两端、中间各2处25c35mm+5 -2c25mm+3 -1钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项目允许偏差检验方法1钢筋骨架在承台底以下长度±100mm尺量2钢筋骨架直径±20mm3主钢筋间距±0.5d尺量，不少于5处4加强筋间距±20mm5箍筋间距或螺旋筋间距±20mm6钢筋骨架垂直度骨架长度1%吊线尺量注：d为钢筋直径

11、（mm）。8.质量控制要点及措施8.1钻机钻进要求8.1.1钻机就位前，应对包括场地布置与钻机坐落处的平整和加固，主要机具的安装、配备设备的就位及水电供应的接通等钻孔各项准备工作进行检查。8.1.2钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应该产生位移或沉陷，否则应及时处理。8.1.3钻孔作业应分班连续进行，填写的钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应随时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。8.2灌注水下混凝土的质量控制8.2.1首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（1.

12、0m）和填充导管底部的需要。8.2.2混凝土拌合物运至灌注地点时应检查其均匀性和坍落度等。如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。8.2.3首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。8.2.4在灌注过程中，特别是潮汐专区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头。8.2.5在灌注过程中，导管的埋置深度控制在24m。8.2.6在灌注过程中，应经常测探孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。8.2.7为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢

13、复正常灌注速度。8.2.8灌注的桩顶标高比设计高出一定高度，一般为0.51.0m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。 在灌注将近节结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。8.2.9在灌注过程中，应将孔内溢出的水或泥浆引流至适当地点处理，不得随意排放，污染环境及河流。9营运线内施工安全操作规程9.1营业线机械施工作业安全规定9.1.1在营业线邻近、并行地段进行机械施工时，不论是作业或停留，施工机械均不得侵入铁路界限。机械施工作业时，工地必须设置安全防护员。列车通过施工地段时，必须停止机械施工作业。9.1.2为防止机械侵限，在新线与营业线接近

14、等高地段，在靠营业线一侧距离钢轨外侧2米处应设置明显的限界桩和防护绳，限界桩高出地面不得少于1000，每10m设置一根，并选择地形较宽阔的地点作会车和转头地点，以防止机械转头或交会时侵限。9.1.3自卸汽车不准将翻斗升起在营业线旁运行。9.1.4严禁在电缆、管线路径2m之内使用挖掘机、推土机、履带式拖拉机作业。9.1.5严格禁止挖掘机、推土机、履带式拖拉机等机械在地下管线径路2米以内动土及运行。人工作业时应做到逐层轻插浅挖，并请维修单位派人协助处置暴露的管线。9.2营业线人员施工作业安全规定9.2.1各施工队应经常对工人进行人身安全教育，组织学习安全规章及有关操作记住。新工人、临时工必须提前进

15、行安全技术教育，并经考试合格，未经安全技术教育或经教育但考试不合格者，不得上道作业。9.2.2在线内施工的作业人员按要求穿防护服，步行上下班时，区间应在路肩或路旁走行；在双线区间，应面迎列车方向；通过桥梁、道口或横越线路时，应做到“一停、二看、三通过”，严禁来车时抢越。在站内如必须走道心时，应在其前后设置专人防护。进路信号辨认不清时，应及时下道避车。9.2.3作业人员下道避车时应遵守以下规定：距钢轨头部外侧距离:Vmax120km/h时，一般应满足2m；120km/hVmax160km/h时，不小于2.5m；160km/hVmax200km/h时，不小于3.0m。 本线来车按下列距离下道完毕：

16、Vmax60km/h时，不小于500m；60km/hVmax120km/h时，不小于800m；120km/hVmax160km/h时,不小于1400m；160km/hVmax200km/h时,不小于2000m；邻线（线间距小于6.5m）来车下道规定：本线不封锁时邻线速度Vmax60km/h时，本线可不下道；60km/h邻线速度Vmax120km/h时，来车可不下道，但本线必须停止作业；邻线速度Vmax120km/h时，下道距离不小于1400m；瞭望条件不良，邻线来车时本线必须下道。本线封锁时邻线速度Vmax120km/h时，本线可不下道； 120km/h邻线速度Vmax160km/h时，本线可

17、不下道，但本线必须停止作业；邻线速度Vmax160km/h时，本线必须下道，距离不小于2000m。9.2.4在站内其他线路作业，躲避本线列车时，下道距离不小于500m；邻线来车时，与正线相邻的站线按本条第一项和第三项办理，其他站线可不下道，但必须停止作业。列车进路不明时必须下道避车。9.2.5速度小于120km/h区段，瞭望条件大于2000m以上时，钢轨探伤小车、轨道检查小车作业，邻线来车可不下道。9.2.6人员下道避车时应面向列车认真瞭望，防止列车上的抛落、坠落物或绳索伤人。9.2.7人员下道避车的同时，必须将作业机具、材料移出线路，放置、堆码牢固，不得侵入界限，两线间不得停留人员和放置机具

18、、材料。9.2.8严禁作业人员跳车、钻车、扒车和由车底下、车钩上传递工具材料。休息时不准坐在钢轨、轨枕头及道床边坡上。绕行停留车辆时其距离应不小于5m，并注意车辆动态和邻线上开来的列车。9.2.9遇有降雾、暴风雨（雪）、扬沙等恶劣天气影响瞭望时，应停止线上作业和上道检查，必须作业时，应采取特殊安全措施，保证来车之前按规定的距离及时下道。9.2.10线路允许速度Vmax120km/h的区段，遇有降雾、暴风雨（雪）、扬沙等恶劣天气及瞭望困难地段，巡道、巡守人员应在路肩上行走，并注意察看线路状态。10.安全控制要点及措施10.1钻孔灌注桩钻进的注意事项10.1.1开孔的孔位必须准确。开钻前应在护筒内

19、存进适量泥浆，开钻时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。10.1.2钻头钻进速度应于泥浆排量相适应。在易坍孔的砂土、软土等土层钻孔时，宜采用低速、轻压推进，同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。10.1.3在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。10.1.4使用反循环钻机钻孔，应将钻头提离孔底约20cm，待泥浆循环顺畅方可开始钻进。在钻进过程中应保持护筒内应有的水头，对不同土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。10.2几种常见钻孔事故发生的原因及预防和处理10.2.1坍孔坍孔的

20、表观特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的气泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。10.2.1.1坍孔的原因a、泥浆相对密度不够及其他泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。b、由于出渣后未及时补充泥浆或水，或孔内出现承压水、或钻孔通过沙砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。c、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近河床松软、或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。d、在松软沙层中钻进尺太快。e、提出钻锥钻劲，回转速度过快，空转时间太长。f、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。g、清孔后泥浆相对密度、黏度等指标降低，清孔、泥浆吸走后未及时

21、补浆，使孔内水位低于地下水位。h、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。i、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。10.2.1.2 坍孔的预防和处理a、在松散粉沙土或流沙中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。b、汛期水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。c、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。d、如发生孔内坍塌，判明坍塌为止，回填沙和粘制土混合物到坍孔处以上1m2m,如坍孔严重时应该全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。e、清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。

22、10.2.2钻孔偏斜10.2.2.1偏斜原因a、钻孔中遇有较大的孤石或探头石。b、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒径大小悬殊的沙卵石层中钻进，钻头受力不均。c、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。d、钻机底座未安装水平或产生不均匀沉陷、位移。e、钻杆弯曲，接头不正。10.2.2.2预防和处理a、安装钻机时要使转盘、底座水平，其中滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。b、由于主动钻杆较长，转动是上部摆动较大。必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。c、钻杆接头应逐个检查，及时调整，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调整。d、在

23、有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻劲，或回填片、卵石冲平后再钻进。10.2.3掉钻落物10.2.3.1掉钻落物的原因a、卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。b、钻杆接头不良或滑丝。c、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。d、转向环、转向套等焊接处断开。e、钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。f、钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。g、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。10.2.3.2预防措施a、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。b、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接装置。c、为便于打

24、捞落锥，可在冲击锥或其他类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杠，或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。10.2.4糊钻和埋钻原因：糊钻和埋钻常出现于正、反循环回转钻进，正反循环回转钻进中，糊钻的表征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象，在粘土层中冲击成孔时，由于冲程太大、泥浆粘度过高、钻渣量大、钻杆内径过小，出浆口堵塞以至钻头被糊住火被埋住。预防和处理办法：对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用挂板齿小、出浆口大的钻锥；如果严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。10.2.5扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水成运动状态、土质松散地层出或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往