三一旋挖钻机工法讲堂(八)

旋挖钻机若要在砂质地层顺利施工，一般必须采用泥浆护壁施工工艺。当桩孔深度较大时，成孔过程中孔内泥浆含砂率经常会超标，护壁效果降低，容易诱发塌孔等事故。成孔后，孔底沉渣厚度往往偏大，需要特殊处理才能保证钢筋笼下放和混凝土灌注正常施工，降低了施工效率，增加了施工成本。

2011年6月，河南三灵快速通道弘农涧特大桥工程，设计桩径1.8 m，最大成孔深度86.5 m，地质条件主要是硬塑黏土层和细砂土交互，其中细砂层累计厚度超过40 m。地下水埋深只有2 m左右。成孔采用三一SR280型旋挖钻机，配置508-6×15摩擦钻杆，直筒截齿捞砂斗。遇到的主要问题是：表层地层塌方，增加了下护筒难度。成孔过程中孔内泥浆含砂率迅速升高，达10%以上，大大超出标准要求。沉渣厚度大，造成钢筋笼最后几米下放困难。孔内侧壁塌方，混凝土灌注超方近30 m3。

问题分析

泥浆质量不佳，护壁效果差

现场实测了泥浆池内泥浆的比重和黏度，分别只有1.06和16s，明显低于该类地层对泥浆参数的要求。泥浆比重和黏度偏低会影响泥皮厚度和孔内侧壁泥浆压力，容易引发侧壁塌方和冲刷，砂土进入孔内泥浆后进一步降低了泥浆质量，形成恶性循环。

三一旋挖钻机施工中

池内泥浆黏度检测

钻具提升速率过快，侧壁高速水流冲刷砂土

钻具提升时，顶部和底部形成一定程度的负压，提升速度越快，压差越大，水流速度越快。当钻具内部设置的流水通道不足以满足泄水要求时，水流将倾向于通过冲刷侧壁形成更大的流水通道，削减压差。在遇到不密实砂土层或内聚力低的粉质土或细砂土时容易将颗粒冲刷入泥浆，为沉渣增加了物料来源。

单次进尺深度过大

单次进尺深度过大，斗内满满的砂土在由孔底提往地面过程中易随泥浆的流动流入孔内。尤其是深孔，往往有几分钟的时间，在泥浆压差的作用下，渗流破坏了钻斗内上层侧壁留水口以上的土，土随泥浆自流水口进入孔内泥浆中。

过度孔底扰动

过度的孔底扰动，如关闭斗门时过多的反转，将造成孔底砂层的剧烈扰动，形成钻进过程孔底浮浆。孔底浮浆在下次钻进时被压入到钻斗上部，提升过程中进入泥浆，成为沉渣来源。

钻具选用不合理

现场使用了直筒钻斗，且保径条厚度只有1 cm左右，钻斗侧壁同孔壁近乎直接接触，在有颈缩的地层将会亲密接触，粘连或负压将增加该层的损失，进而影响到相邻地层。钻具上开设的流水口位置过低，也增加了斗体内土的流失。

其他可能原因

在该类地层施工时，造成沉渣厚度偏大还可能的原因是：孔底活动底板与固定底板结合不紧密，将造成钻斗内渣土流失。成孔后静置时间过长，使本来可以悬浮在泥浆中的细颗粒沉淀到孔底，造成孔底沉渣过厚。

版权声明：本稿件为《工程机械与维修》杂志独家向第一工程机械网供稿，如需转载请务必标明原稿出处及作者，违者必究！