旋挖钻机在卵石地层中施工的工法探讨(组图)

新型“钻齿”的布置原则类似土层捞砂斗，但是由于焊接工人没有及时听取指导意见，在钢轨做成的“钻齿”还没有削尖的情况下即被投入使用，导致这种改造方案在实际钻进过程中并没有明显改善钻进效率，甚至出现了一个边齿被掰掉的情况，使得操作手对这种改造方案也极不信任。

经过与现场焊接工人和管理人员的耐心沟通后，他们再次接受了我们的意见，将钻具严格按照我们提出的方案进行重新改造，这种方案仍是采用钢轨“钻齿”，但是钻齿头部要适当地削尖，这样把钻齿做成了类似“耙型”，可使钻齿有效嵌入卵石缝隙，把石块耙入筒内，这样不仅减少了钻机的跳动，还提高了钻进效率。

改造完成后，在一个孔深30 m的桩孔中钻进，在0～13 m黏土层的钻进中，采用新改造的钻具可以高效平稳的钻进，效率不比土层双底捞砂斗及嵌岩双底捞砂斗低，且并未见“钻齿”有磨损的现象；当进入埋深12 ～18 m的卵石层后，这种改制钻具的优势便开始凸显：钻机平稳，进齿较快，钻渣颗粒完整，并顺利通过了极易造成耗齿的砂岩夹层。之后，三一工法工程师又建议用户在“钻齿”尖部的两侧加上耐磨焊缝，可以使“钻齿”更加耐磨；现场最好改制出2套类似的钻具，可以交替使用，这种改造方案保证了钻进效率，又不消耗截齿和斗齿。

对卵石层泥浆渗漏事故的处理  碎卵石层在密实度和填充介质的影响下，特别是当密实度低或者填充物为砂介质时，较容易出现泥浆渗漏甚至于孔壁坍塌的事故。其原因在于，泥浆在压力作用下会不断地渗入孔壁边缘的岩石缝隙，造成泥浆损失，从而影响孔壁稳定。这种事故是碎卵石层钻进的常见事故，在该案例中，钻进到卵石层时也出现了泥浆大量渗漏的情况。现场采取的解决措施是快速向孔中抛填大量钻渣（粉质粘土），再加入适量的CMC，待沉浸后，使用钻具在钻孔中慢速地进行正反旋转，以将黏土及CMC挤入到卵石缝隙中，这样就阻止了泥浆向卵石缝隙中的渗漏并能形成稳定孔壁。

解决效果

通过较厚卵石层及砂岩夹层钻进的试验，证明改制的钻斗是成功的，不仅解决了先前截齿消耗过快的问题，而且在整个成孔过程中没有更换钻斗、钻齿，为用户节约了宝贵时间，钻机操作手和现场施工管理人员均对改制结果表示满意。因地制宜地利用现场有限的条件，以较低的成本就解决了该工程中泥浆渗漏的问题，最终良好的综合解决效果赢得了用户的信任。用户除了表示愿意按照三一工法研究院出具的方案进行钻具的改制和钻进工艺的优化之外，也对三一桩机的服务模式和技术水平给出了较高的评价。

工法小结

旋挖钻机在碎卵石地层施工时应该首选双层筒钻，如果采用普通的土层捞砂斗或者嵌岩锥螺旋等其他型式的钻具，也要对钻齿的材料和样式以及斗底整体的布齿进行合理改制，以使得钻具能够和碎卵石层地质的钻进特质有良好的适配性。在对作业地质的性质有了科学认知的基础上，因地制宜地利用现场条件对钻具进行灵活的改制是一项能够提高钻机施工效益的重要工作。

■   北京市三一重机有限公司  张冰   康长春   程大丹