旋挖鉆機鉆孔施工技術(shù)課件

旋挖鉆機鉆孔施工技術(shù)旋挖鉆機鉆孔施工技術(shù)一、工程概況南京大勝關(guān)長江大橋工程是京滬高速鐵路全線重點控制工程，也是滬漢蓉鐵路在南京跨越長江的越江通道，同時搭載南京市雙線地鐵過江。由于施工工期緊迫，旋挖鉆機具有成孔速度較快，鉆孔中孔壁形成泥皮較薄，有利于提高成樁后受力性能的特點，因此北引橋N1、N2、N30、N31、N32、N33#墩采用NR2206DR型旋挖鉆機施工樁基礎(chǔ)。鉆孔樁直徑為2.0m，深度達75m以上，其中N2墩孔深度達86m，N2墩需另加鉆桿才能鉆至設(shè)計深度。引橋地質(zhì)情況復(fù)雜，上部主要為砂層，砂層下為20～30m厚的巖層。N1、N2#墩巖層主要為破碎安山巖、砂巖。N30～N33#墩巖層為泥巖，且上部砂層中都夾有卵石。一、工程概況南京大勝關(guān)長江大橋工程是京滬高速鐵路全線重點控制三、選題理由業(yè)主要求所有樁均為Ⅰ類樁。采用旋挖鉆機施工引橋鉆孔樁，樁徑為2.0m,最大鉆孔深度為86m。下部巖層較復(fù)雜，主要有泥巖，砂巖，安山巖，厚度約為20～30m，飽和抗壓強度達14.1MPa。此類施工國內(nèi)無成功經(jīng)驗。確保鉆孔樁按時完成，保證成孔質(zhì)量。業(yè)主要求鉆孔樁按計劃完成，施工時間較短。難度系數(shù)大質(zhì)量要求嚴工期時間緊三、選題理由業(yè)主要求所有樁均為Ⅰ類樁。采用旋挖鉆機施工引橋鉆四、現(xiàn)狀調(diào)查

因采用旋挖鉆機施工如此大直徑和深度的鉆孔樁，無類似經(jīng)驗可尋，前期施工中施工方法及控制指標同以往直徑為1.0～1.5m,深度為50m左右的鉆孔樁施工。根據(jù)對N32#墩已完成6根樁和N1、N2鉆進的施工跟蹤調(diào)查，根據(jù)成孔質(zhì)量檢測報告等有關(guān)資料總結(jié)出：四、現(xiàn)狀調(diào)查因采用旋挖鉆機施工如此大直徑和深度的鉆孔樁，無注：其中N32-11和N32-6成孔傾斜度初次檢測不合格（檢測時按1%控制），經(jīng)下鉆掃孔后滿足要求；沉渣厚度為負時記為0。通過統(tǒng)計、分析鉆進中實際情況，旋挖鉆機施工中主要問題有：1、成孔后的傾斜度雖能滿足規(guī)范要求，但不能達到內(nèi)控指標。2、沉渣控制雖滿足要求，但出現(xiàn)了負沉渣情況，終孔測量時誤差較大。3、N1、N2鉆進中出現(xiàn)鉆進困難，成孔速度慢，鉆頭磨損嚴重。質(zhì)量缺陷調(diào)查表注：其中N32-11和N32-6成孔傾斜度初次檢測不合格（檢五、設(shè)定目標

1、鉆進中要保證成孔質(zhì)量，成孔傾斜度控制在0.8%以下。2、解決在復(fù)雜地層中鉆進困難、進尺緩慢的問題。3、實現(xiàn)終孔標高的準確測量，防止出現(xiàn)以超鉆孔深代替沉渣的情況。目標可行性論證：管理技術(shù)技術(shù)力量強，編制了完善的施工工藝。有專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場控制，確保鉆孔樁順利施工。項目部建立了完善的質(zhì)量保證體系和質(zhì)量責(zé)任體系，責(zé)任落實到個人。經(jīng)驗現(xiàn)場工人和技術(shù)員有著豐富的鉆孔經(jīng)驗。通過QC活動可以實現(xiàn)目標五、設(shè)定目標1、鉆進中要保證成孔質(zhì)量，成孔傾斜度控制在0.六、原因分析及要因確認

為更好發(fā)現(xiàn)問題產(chǎn)生原因，QC小組對旋挖機成孔的特殊之處進行分析：1、旋挖鉆機自動化程度很高，雖然可以自動調(diào)節(jié)鉆桿傾斜度和反映鉆孔深度，但精度不能滿足施工要求。2、旋挖機鉆進中泥漿不循環(huán)，只需鉆進中補充泥漿保持水壓。鉆進中形成的泥皮比普通旋轉(zhuǎn)鉆機的要薄。3、旋挖鉆機由鉆斗底部斗齒將土體切碎，并壓入鉆斗內(nèi)，然后由鉆桿提出，如此循環(huán)作業(yè)比旋轉(zhuǎn)鉆由泥漿循環(huán)出渣的工作效率高。但是孔內(nèi)部分鉆渣不能帶出孔外，造成孔底有較多沉渣。4、旋挖鉆機成孔后經(jīng)檢孔合格下放鋼筋籠，然后下導(dǎo)管清孔，缺少下放鋼筋籠前的一次清孔。

六、原因分析及要因確認為更好發(fā)現(xiàn)問題產(chǎn)生設(shè)備材料環(huán)境方法人員成孔質(zhì)量不合格入巖時鉆壓大、轉(zhuǎn)速快，造成斜孔。旋挖鉆機取土方式造成鉆斗與孔之間存在間隙。終孔測量時，孔靜置時間較長，沉淀較多。鉆孔人員專業(yè)知識缺乏，質(zhì)量意識不強，責(zé)任落實不到位，造成斜孔。鉆孔平臺土質(zhì)較差，易沉陷，造成斜孔。旋挖鉆機履帶底盤下地面不平，造成斜孔。測繩在使用中發(fā)生收縮變形造成測量不準。鉆頭磨損嚴重造成斜孔。泥漿質(zhì)量不達標，泥砂沉淀快。旋挖機鉆桿垂直度控制器誤差大，需重新標定。確定末端因數(shù)：設(shè)備材料環(huán)境方法人員成孔質(zhì)量不合格入巖時鉆壓大、轉(zhuǎn)人員方法環(huán)境材料鉆進困難鉆進中鉆壓不夠?qū)嶋H地質(zhì)情況和鉆孔地質(zhì)圖有差異，造成鉆進參數(shù)不符合，鉆斗選取不合適。設(shè)備鉆進方法采取不合適鉆進中入巖后仍采用大鉆頭鉆孔，阻力太大。對機械性能不熟悉鉆孔人員專業(yè)知識缺乏。鉆頭質(zhì)量不滿足要求。泥巖、卵石層、安山巖強度高。人員方法環(huán)境材料鉆進困難鉆進中鉆壓不夠?qū)嶋H地質(zhì)情

對末端因素進行分析，確定要因：對末端因素進行分析，確定要因：七、制定對策針對各項問題的主要因素，我們QC小組制訂了相應(yīng)對策。

成孔傾斜度較大原因及解決辦法

七、制定對策針對各項問題的主要因素，我們QC小組制訂了相應(yīng)對負沉渣出現(xiàn)原因及解決方法負沉渣出現(xiàn)原因及解決方法鉆進困難問題及解決方法鉆進困難問題及解決方法八、組織實施（D）加強對作業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)和責(zé)任意識教育：1、組織鉆孔施工人員學(xué)習(xí)《旋挖鉆機鉆孔工藝》和相應(yīng)規(guī)范，提高鉆孔人員專業(yè)知識和技能。2、對鉆孔施工人員職責(zé)進行詳細分工，責(zé)任落實到個人。

實施一效果1：提高了鉆孔施工人員鉆孔知識水平和責(zé)任意識。八、組織實施（D）加強對作業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)和責(zé)任意識教育：

實施二1、旋挖機履帶下鋪設(shè)跑板，保證了旋挖機在鉆進中加壓開鉆和提升鉆斗瞬間履帶前支點有較結(jié)實的支撐點，不會沉陷。效果2：解決了旋挖機履帶下土體沉陷引起的鉆桿傾斜。實施二1、旋挖機履帶下鋪設(shè)跑板，保證了旋挖機在鉆進中加壓開1、定期用經(jīng)緯儀檢查旋挖機桅桿垂直度，對鉆機垂直檢測系統(tǒng)進行標定。2、保證成孔質(zhì)量，降低成孔的傾斜度。鉆進中要求鉆機操作手，在軟硬地層變化處和巖層傾斜時要減壓減速。遇到巖層較硬和鉆進困難時要減壓，減小鉆桿搖晃，提高成孔質(zhì)量。

實施三效果3：1、減小了鉆機垂直檢測系統(tǒng)的誤差。

2、降低了鉆進中鉆進方式不正確造成的成孔傾斜。1、定期用經(jīng)緯儀檢查旋挖機桅桿垂直度，對鉆機垂直檢測系統(tǒng)進行

實施四1、鉆孔結(jié)束后盡塊進行終孔測量，若停鉆時間較長后應(yīng)在終孔前用鉆斗將底部沉渣取出。終孔測量時要細致，發(fā)現(xiàn)沉渣較厚需重新下鉆斗清孔。2、鉆機鉆至設(shè)計標高時，加大用鉆斗清孔次數(shù)，盡量控制留在底部的鉆渣最少。防止出現(xiàn)用孔深代替沉渣。效果4：減小了終孔測量時孔底沉渣厚度，使孔深測量更準確。實施四1、鉆孔結(jié)束后盡塊進行終孔測量，若停鉆時間較長后應(yīng)在

實施五1、經(jīng)常校核測繩，新測繩最初要做到隔兩天校核一次。使用過的測繩做到5天校核一次。測繩誤差過大時應(yīng)更換新測繩。

效果4：減小了終孔測量時孔底沉渣厚度，使孔深測量更準確。

實施六1、鉆孔人員每隔4小時檢測泥漿指標，發(fā)現(xiàn)泥漿不合格時及時調(diào)漿。2、項目部隨時抽查，若泥漿出現(xiàn)連續(xù)三次不合格時，項目部對作業(yè)隊進行罰款處理。

效果6：確保了泥漿質(zhì)量合格，終孔時孔底泥砂沉淀較少。實施五1、經(jīng)常校核測繩，新測繩最初要做到隔兩天校核一次。使

實施七1、對鉆斗提出的鉆渣進行取樣，與地質(zhì)資料對比，以便及時調(diào)整鉆進參數(shù)。效果7：避免了盲目鉆進造成的鉆進參數(shù)選取不正確，從而造成的鉆進困難。

實施八1、N1、N2施工進入安山巖巖層后先采用直徑為1.0或1.5m的小鉆頭掏孔，待鉆至設(shè)計標高后再用直徑為2.0m的鉆頭成孔。效果8：采用小鉆頭后鉆進較快。實施七1、對鉆斗提出的鉆渣進行取樣，與地質(zhì)資料對比，以便及

實施九1、根據(jù)鉆渣分析若遇到較大直徑的卵石時用帶有截齒鉆頭的底板更換下適宜在砂層和粘土中鉆進的斗齒底板。2、遇到較厚膠結(jié)層時建議換用短螺旋鉆頭更換斗齒鉆斗，當鉆穿這一較硬地層后再用鉆斗掏渣。效果9：解決了卵石和膠結(jié)層中鉆進難的問題。

實施九1、根據(jù)鉆渣分析若遇到較大直徑的卵石時用帶有截齒鉆頭九、檢查效果

制定相關(guān)措施并落實后，經(jīng)過PDCA循環(huán)后,QC小組結(jié)合南京南大檢測評估有限公司出具的超聲波檢測報告和施工日志，列出了效果對照表：1、實施PDCA循環(huán)后成孔傾斜度和沉渣厚度情況對比：QC實施前鉆孔施工情況QC實施后鉆孔施工情況注：灌注混凝土前泥漿指標按比重1.06～1.10，粘度17-22s，含砂率≯1%控制,沉渣為負時記為0。成孔的傾斜度得到有效控制，沉渣測量更加準確，避免了負沉渣的出現(xiàn)。

九、檢查效果制定相關(guān)措施并落實后，經(jīng)過PDC（1）、對于夾有較大卵石層的粗砂和礫砂層，換用截齒鉆頭后可以有效的將卵石壓碎，鉆進速度明顯加快，鉆頭磨損也減少，節(jié)約了時間和成本。在N1-1中遇到較厚礫砂膠結(jié)層在斗齒很難鉆進情況下，換用短螺旋鉆頭最終將這一較硬地層鉆穿。（2）、N1墩進入安山巖巖層后換用小直徑鉆頭后鉆桿所受阻力較小，鉆孔速度明顯加快。采用小鉆頭和沒有采用兩種情況下鉆孔時間比較如下表：2、實施PDCA循環(huán)后在巖層中鉆進情況：

注：1、以上時間統(tǒng)計根據(jù)N1墩孔深為68至78m時相鄰兩樁采用不同直徑的鉆斗得到的平均值。

2、直徑為1.5m的鉆頭，高1.5m,按每斗裝渣高度為1.2m計算可得，每一次取渣量為2.1m3，直徑為2.0m的鉆頭，高1.0m,按每斗裝渣高度為0.7m計算可得，每一次取渣量為2.2m3。

可見采用小直徑鉆頭不但沒有減少取土量，而且一個循環(huán)的鉆進時間比使用大直徑的要少，加快了鉆進速度。（1）、對于夾有較大卵石層的粗砂和礫砂層，換用截齒鉆頭后可以

經(jīng)過該階段PDCA循環(huán)，旋挖鉆機鉆孔樁質(zhì)量得到保證，成孔傾斜度明顯降低；終孔時孔底標高測量更加準確；解決了旋挖機在較大直徑的卵石層和膠結(jié)層及安山巖中遇到的鉆進速度慢和鉆頭磨損厲害的問題。QC小組在PDCA循環(huán)前的預(yù)定目標得以實現(xiàn)，并取得了良好效果，并在各方面取得了較大收益：1、經(jīng)濟效益實踐證明采用旋挖鉆機后單樁成孔時間是普通旋轉(zhuǎn)鉆機的1/4～1/3，節(jié)約了鉆孔樁施工時間，帶來了良好經(jīng)濟效益。經(jīng)PDCA循環(huán)后一根樁可節(jié)約3個小時鉆進時間，帶來直接的經(jīng)濟效益：節(jié)約能源消耗：150×3+37×3=561元減少鉆頭消耗：40×3=120元減少人工：6×100×3/8=225元單樁總計節(jié)約資金=561+120+225=906元經(jīng)過該階段PDCA循環(huán)，旋挖鉆機鉆孔樁2、技術(shù)效益通過PDCA循環(huán)，我們實現(xiàn)了旋挖鉆機在直徑為2.0m，最大鉆進深度達86m的長大鉆孔樁施工；達到了對旋挖鉆機成孔質(zhì)量的有效控制；解決了旋挖鉆機在卵石層、泥巖、砂巖、安山巖中的鉆進難題；填補了國內(nèi)旋挖鉆機在此類地質(zhì)條件下的施工空白，為今后同類施工提供了經(jīng)驗。為旋挖鉆機在高速鐵路建設(shè)中推廣使用起到了重要作用。3、社會效益采用旋挖鉆機施工，不僅縮短了鉆孔樁施工時間，而且成孔質(zhì)量得到保證，獲得了上級部門的一致好評。在鐵道部信譽評估、局指、業(yè)主、監(jiān)理單位等多次檢查中，各級領(lǐng)導(dǎo)都給予了很高的評價。2、技術(shù)效益十、鞏固措施和標準化

通過此次的QC活動，我們對旋挖鉆機的施工技術(shù)有了更好的發(fā)展。根據(jù)此次活動，我們對旋挖鉆機的施工技術(shù)進行總結(jié)：

鉆進前鉆進中成孔后確保旋挖機有穩(wěn)定鉆孔平臺，旋挖機下鋪設(shè)跑板。終孔要及時，測量要細致，確保終孔標高準確。鉆進中時刻注意鉆壓鉆速，防止斜孔和鉆孔事故。對不同地層更換相應(yīng)鉆頭，提高鉆進速度。對鉆渣采樣分析，以便確定旋挖機鉆進參數(shù)。檢查旋挖機設(shè)備，確保鉆機性能。控制泥漿指標，確保泥漿質(zhì)量。鉆進中往孔中注入泥漿，保持孔內(nèi)壓力。十、鞏固措施和標準化通過此次的QC活動十一、遺留問題及今后打算1、打破了旋挖鉆機施工的局限性。通過這次展開的QC活動，我們有效的解決了用旋挖鉆機在卵石層、泥巖、砂巖、安山巖中施工長大鉆孔樁的技術(shù)難題。在保證成孔質(zhì)量的前提下，