无循环钻进工艺在易坍塌缩孔和卵砾石地层的应用-地质与勘探.PDF

第46卷摇 第5期 地质与勘探 Vol.46摇 No.5 2010年9 月 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 GEOLOGY AND EXPLORATION摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 September,2010 无无循环钻进工艺在易坍塌、缩孔和卵砾石地层的应用 刘家荣1,2 (1.中国地质大学工程技术学院,北京摇 100083;2.北京探矿工程研究所,北京摇 100083) [摘摇 要]无循环钻进工艺是我国现在和将来桩孔施工领域的主要施工工艺之一,通过对无循环钻 进工艺及器具的研究,解决了我国桩孔施工在无水地区和岩石层、卵砾石、淤泥、流沙层进行桩孔钻进的 难题,大大减少了孔内事故,提高了无循环钻进工艺在复杂地层中钻进的效率。 根据我国目前全套管施 工设备少,而旋挖钻机保用量已超过3000 多台的现状,通过新的钻具和工艺的结合,用旋挖钻进工艺与 全套管跟管钻进、全套管护壁钻进等特殊工法和特殊钻具的配套施工,解决了全套管钻进的成本问题, 推动了无循环钻进工艺、机具及全套管配套技术的研究。 [关键词]复杂地层摇 无循环钻进工艺摇 全套管护壁钻进工艺摇 卵砾石地层的钻进 [中图分类号]P634.5摇 [文献标识码]A摇 [文章编号]0495-5331(2010)05-0960-07 Liu Jia-rong.Application of no-circulation drilling technology to collapse prone,shrinkable and gravel strata[J].Geology and Exploration,2010,46(5):0960-0966. 另一方面需对无循环施工工艺进行研究,在无循环 0摇 前言 施工工艺对付复杂地层时的施工技术方面进行探 无循环旋挖钻机是一种基础工程成孔作业的桩 讨,主要研究在复杂地层内旋挖钻进工艺与全套管 工机械(吴时民,2002;刘伟,2004),以柴油机为动 钻进技术配套使用的钻具和钻进工艺。 力,液压驱动,履带行走(王平,2001),底盘可360毅 1摇 全套管钻进工作原理 回转,塔架可自行起落(董天亮,2005)。 采用4-5 层的伸缩钻杆和各种类型的钻头等(周红军, 全套管钻机一般均装有液压驱动的抱管、搓管 2003),具有施工效率高、扭矩大、多功能、成孔速度 (或回转)和压拔管机构、上下导向装置。 成孔过程 快、机动灵活、多种速度调节、环境污染小等特点,无 是将套管边来回搓管(或回转)边压入地层之中,配 循环钻进工艺主要适用于土层、沙层、风化岩石层等 合吊机或旋挖钻机使用锤式抓斗、旋挖钻斗以及螺 地层的桩孔施工(周红军,2009),已经成为我国青 旋钻头在套管中取土成孔(宋志彬等,2007),在灌 藏铁路、高速铁路、高速公路、城市轨道交通等大型 注混凝土后逐节拔出并拆除套管,最后将套管全部 重点工程基础桩孔钻进的主要施工方法(于好善, 取尽,用于下一孔钻进,套管的长度一般在3 ~6m 2007)。 间,套管之间的接头一般有以下两种连接方式,一是 常规的无循环旋挖钻进工艺使用的钻头在卵砾 由键定位而由锥销连接传扭;二是由键定位并传扭 石、漂石层钻进时钻齿消耗大,钻杆易折断,钻进时 而由卡块连接。 易孔斜,钻进效率低,成本高,甚至于无法钻进,在流 全套管施工工艺是在桩孔钻进时不再使用泥浆 沙层、淤泥层、回填土