水利水电工程施工手册水泥灌浆之钻孔.doc
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1、第四节 钻 孔1 钻孔方法的选择在灌浆工程中,钻孔是实现灌浆的手段,是首先的和必不可少的工序。钻孔工序的质量直接影响灌浆工程的质量,钻孔工序的工时消耗和成本费用通常要占钻灌工程的三分之一至二分之一,甚至二分之一以上。不同的灌浆工程可以选择不同的钻孔机具和钻进方法。孔深较浅的坝基固结灌浆、隧洞灌浆可采用风动凿岩机或潜孔锤钻进。帷幕灌浆、深孔固结灌浆可采用回转式钻机和金刚石、硬质合金或钻粒钻头钻进,也可采用冲击回转式或冲击式钻机钻进。选择钻孔方法的另一个重要因素地层特点、岩石可钻性等级或覆盖层性质等。常用的钻进方法与适用的岩石可钻性见表2-4-1。表2-4-1 常用钻进方法与岩石可钻性对应表钻进方
2、法岩石可钻性等级和特点表镶金刚石回转钻进411级,较完整均一岩层孕镶金刚石回转钻进412级,较破碎不均一岩层金刚石冲击回转钻进912级,坚硬打滑岩层硬质合金钻进17级,软、中硬岩层针状合金钻进47,中硬岩层硬质合金冲击回转钻进58级,中硬岩层钢粒钻进711级,硬岩层冲击钻进15级,松散地层注:岩石可钻性等级见本书附录。2 硬质合金钻进2.1 钻头的选择硬质合金钻头钢体应用DZ40、DZ50、DZ55号钢材制作,壁厚77.5mm,高度均为85mm,连接丝扣长40mm。内部上端带有锥度,唇部应有水口和水槽,水口高1015mm,宽大于10mm;水槽断面深2mm,宽68mm。钻头内、外、底出刃应对称、
3、平整,镶焊要牢固。硬质合金切削具的型号、规格、数量、镶焊角度和出刃量,应根据岩石类别、钻头直径、地层特性等进行选择,见表2-4-2、表2-4-3。各类硬质合金钻头结构型式见本章第三节。表2-4-2 硬质合金钻头及硬质合金选型表钻 头 类 型岩石可钻性岩 石 类 别合 金 型 号阶梯式肋骨钻头35页岩、砂页岩、胶结差的砂岩T105、T107肋骨薄片式钻头14塑性及水胀性岩层T412刮刀式钻头14塑性及水胀性岩层T313直角薄片式钻头34中研磨性岩层、泥质砂岩、大理石等T007单双粒钻头45弱研磨性铁质及钙质砂岩、软硬互层T105犁式密集钻头46石灰岩、砂岩T105、T313、T107大八角钻头5
4、7软硬不均互层、裂隙及研磨性强岩层、砾岩等T110针状合金钻头47中硬砂岩、砾岩等胎块及T313表2-4-3 硬质合金钻头切削具出刃规格表岩石内出刃(mm)外出刃(mm)底出刃(mm)松软、塑性、弱研磨性岩石1.521.5235中硬强研磨性岩石1212242.2 钻进工艺硬质合金钻进的要领:(1)钻头下入孔内后,应慢速、轻压扫孔到底,然后逐渐加到正常参数;(2)经常保持孔内清洁,由钻粒换合金及硬质合金崩落时,应进行打捞;(3)保持压力均匀,不得随意提动钻具,遇有糊钻或岩芯堵塞孔内等异常情况时,应立即提钻处理;(4)取芯要选择合适的卡料或卡簧,因为硬质合金的磨损较快,卡簧在配置时要特别注意。当采
5、用干钻卡芯方法时,干钻时间不得超过2min;(5)合理掌握回次进尺长度,每次提钻后要检查钻头磨损情况,以改进下一回次的钻进技术参数。应根据岩性、孔径、钻头结构等因素合理选择钻进参数,表2-4-4可作参考。表2-4-4 硬质合金钻进技术参数表岩石级别钻 压转速(r/min)泵量(L/min)普通合金(kN/粒)针状合金(kN/块)14级0.30.61.52.02003506056级、部分8级0.51.0150250602.3 全断面钻进 灌浆孔的钻进常常不需要采取岩心,这样在基岩的强度和完整性较低的情况下,就可以进行全断面钻进。全断面钻进方式节省了许多非钻的时间,回次进尺不受限制,可避免取芯钻进
6、易产生的堵心等事故,从而可以加快施工进度,降低工程成本。全断面钻进的缺点是孔斜控制的难度大于取心钻进。 全断面钻进孔底碎岩面积大,因此应尽量采用小口径钻孔和阶梯式钻头。现在使用的全断面硬质合金钻头,大体可分为翼片钻头、矛式钻头和环翼钻头三类。应根据岩石类别、钻头直径、地层特性等进行选择,见表2-4-5。各类全断面硬质合金钻头结构形式见本章第三节。表2-4-5 全断面硬质合金钻头及硬质合金选型表钻头类型岩石可钻性岩石名称合金型号翼片钻头35页岩、砂页岩、石灰岩S306或T313矛式钻头14松散黏土、红色砂岩及塑性强化层T310环翼钻头47页岩、粉砂岩、石灰岩T105和T3083 金刚石钻进3.1
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