专利名称：在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法
技术领域：
本发明涉及工程技术领域，具体的说是一种在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法。
背景技术：
钻进成孔效率的主要影响因素为成孔深度、地层的物理力学特性、地下水。钻进成孔过程中的主要难点为钻杆穿过两种不同地层的交界面，不同地层的物理力学性质、 地质特性存在较大的差异，钻杆由一种地层进入到另外一种地层的过程中，钻杆钻压、给进风压、跟管钻压等指标都会发生不同程度变化，如果控制不好就会发生卡钻、钻头断裂等事故，严重影响钻进效率。这就要求在施工过程中，能够根据仪表读数准确的判断出钻头所在的地层性质，并根据实际情况调整给进风压、泵压，保证钻杆正常钻进。
发明内容
本发明的目的是研制一种提高工作效率、降低成本，不局限于滑坡工程，在基坑、 地锚、隧道等工程中都能广泛应用的在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法。本发明在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法，其步骤如下
①成孔设备选择及其准备在正式施工前，根据地勘报告、设计要求、试验孔的钻进情况选择合适的空压力、钻机及其配套钻具；
②先裸眼导孔，直到返风量小或塌孔，改用跟管钻进技术；
③钻进过程中，空气排气压力要稳定，在土层、碎石土层给进风压0.83 0. 95MPa、钻具钻压2. 5 3. 5MPa、泵压控制3. 5 5. 0 MPa ；
④遇到孤石等障碍物时给进风压要降低0.3 0. 5 MPa，泵压降低0. 1 0. 3 MPa,防止钻头在强压下受到损坏；
⑤地下水丰富时钻进速度不易过快控制为3.Om/t,关风时要缓慢，防止冲击器吸入泥
砂；
⑥每钻进0.3 0. 5m时应强风(风压调高到1. 5MPa)排渣一次；对于湿土不易排出的情况，约0. an左右排渣一次，保持孔内通畅，排渣时将钻具提升离孔口 50cm，禁止在钻进过程中(跟管时)向上提升钻具或反复反转，容易卡死钻具或导致钻杆转升；
⑦提钻时，偏心钻头若被石块卡住不能回位，应提升风压让偏心钻具短时间工作一下之后再试提，当偏心钻头被泥土裹住不能回位时，应提升风压钻进、反转1 2圈再次提升；
⑧重复③ ⑦步骤，钻进至设计孔深。本发明在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法的优点是解决了在各种复杂条件下钻进成孔的难题(1)卡钻后的处理方法；(2)遇到孤石处理方法；(3)地下水丰富条件下的操作方法。根据在阳春新钢铁3#滑坡治理工程、阳春新钢铁人工卸车槽及双翻车系统深基坑支护等工程中实践情况，该项技术采用后，每个钻孔每延米平均使用时间减少约为0. 28小时，每个钻孔每延米损耗平均减少20元，每个钻孔每延米平均消耗工时较少2. 06工时。
具体实施例方式实施例一
阳春新钢铁3#滑坡治理工程MSP7P8-22号孔实践案例本发明在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法，其步骤如下 根据地勘报告、设计要求、试验孔的钻进情况选择21. 7m3/min空压力机、YG-60锚杆钻机及其配套钻具。开钻前准备工作(1)空压机尽量布置在平坦、安全的位置，并能够满足各个平台的施工要求；(2)送风管道采用镀锌铝管；(3)开孔前对钻机进行调试定位，把塔架前面升起约6cm，调整至要求的角度；(4)检查冲击器下接口处的孔销磨损是否严重，小竖销弹簧回位性能是否良好，冲击器是否正常，下接口内花键是否损坏；(5)检查钻头花键是否严重磨损，偏心钻头钻具上的孔销是否焊接牢固，钻头回位是否顺利，导正器磨损是否严重，如果严重要用打磨机打磨至与管靴内接触面的弧度一致，否则在钻进过程中会破坏管靴，引起卡钻；(6)检查管靴是否磨损严重，如果不能满足要求，要及时更换。检查导正器、钻头和管靴是否配套。导孔先裸眼成孔，直到返风量小或塌孔，改用跟管钻进技术(套管要旋到位)。钻进过程中空气排气压力稳定在1.4MPa，在土层、碎石土层给进风压控制在 0. 85Mpa左右、钻具钻压控制在2. 0 3. OMpa、扭矩压力控制在3 7MPa。
遇到孤石等障碍物时给进风压降低至0.80 MI^a左右，泵压略微降低(泵压降低0. 1 0.3 MPa)，防止钻头在强压下受到损坏。每钻进0. 3 0. 5m时应强风(将风压提高到1. 5MPa)排渣一次，对于湿土不易排出的情况，约0. an左右排渣一次，保持孔内通畅，排渣时将钻具提升离孔口 50cm，禁止在钻进过程中(跟管时)向上提升钻具或反复反转，容易卡死钻具或导致钻杆转升。地下水丰富时钻进速度不易过快控制为3. Om/t，关风时要缓慢，防止冲击器吸入泥砂；
钻杆卡钻钻具不能转动时，尽量停止前进，防止钻头卡死。提钻时，偏心钻头若被石块卡住不能回位，应提升风压至1. OMPa,让偏心钻具短时间工作一下之后再试提，当偏心钻头被泥土护住不能回位时，应提升风压至1.2MI^钻进、反转1 2圈再次提升。实施例二
阳春新钢铁3#滑坡治理工程MSP5P6-25号孔实践案例本发明在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法，其步骤如下 根据地勘报告、设计要求、试验孔的钻进情况选择21. 7m3/min空压力机、YG-60锚杆钻机及其配套钻具。开钻前准备工作(1)空压机尽量布置在平坦、安全的位置，并能够满足各个平台的施工要求；(2)送风管道采用镀锌铝管；(3)开孔前对钻机进行调试定位，把塔架前面升起约6cm，调整至要求的角度；(4)检查冲击器下接口处的孔销磨损是否严重，小竖销弹簧回位性能是否良好，冲击器是否正常，下接口内花键是否损坏；(5)检查钻头花键是否严重磨损，偏心钻头钻具上的孔销是否焊接牢固，钻头回位是否顺利，导正器磨损是否严重，如果严重要用打磨机打磨至与管靴内接触面的弧度一致，否则在钻进过程中会破坏管靴，引起卡钻；(6)检查管靴是否磨损严重，如果不能满足要求，要及时更换。检查导正器、钻头和管靴是否配套。导孔使用和套管外径相同大小的或稍大的钻头及配套的冲击器裸眼钻进，至返风量小或者塌孔时0Π地层硬，可反复提升，钻进尽可能钻过硬地层后)改用跟管钻进。钻进过程中空气排气压力稳定在1.4MPa，在土层、碎石土层给进风压控制在 0. 85Mpa左右、钻具钻压控制在1. 5 2. 5Mpa、扭矩压力控制在3 7MPa。
遇到孤石等障碍物时给进风压降低至0. 75 MI^a左右，泵压略微降低(泵压降低0. 1 0.3 MPa)，防止钻头在强压下受到损坏。每钻进0. 3 0. 5m时应强风(将风压提高到1. 5MPa)排渣一次，对于湿土不易排出的情况，约0. an左右排渣一次，保持孔内通畅，排渣时将钻具提升离孔口 50cm，禁止在钻进过程中(跟管时)向上提升钻具或反复反转，容易卡死钻具或导致钻杆转升。地下水丰富时钻进速度不易过快控制为3. Om/t，关风时要缓慢，防止冲击器吸入泥砂；
钻杆卡钻钻具不能转动时，尽量停止前进，防止钻头卡死。提钻时，偏心钻头若被石块卡住不能回位，应提升风压至1. OMPa,让偏心钻具短时间工作一下之后再试提，当偏心钻头被泥土护住不能回位时，应提升风压至1.2MI^钻进、反转1 2圈再次提升。本发明不限于上述实施例，根据不同地质、参数的要求，可组成多个实施例，且均落入本发明要求保护的范围之内。
权利要求
1. 一种在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法，其特征在于其步骤如下①成孔设备选择及其准备在正式施工前，根据地勘报告、设计要求、试验孔的钻进情况选择合适的空压力、钻机及其配套钻具；②先裸眼导孔，直到返风量小或塌孔，改用跟管钻进技术；③钻进过程中，空气排气压力要稳定，给进风压0.83 0. 95MPa、钻具钻压2. 5 3. 5MPa、泵压控制 3. 5 5. 0 MPa ；④遇到孤石等障碍物时给进风压要降低0.3 0. 5 MPa,泵压降低0. 1 0. 3 MPa,防止钻头在强压下受到损坏；⑤地下水丰富时钻进速度不易过快控制为3.Om/t,关风时要缓慢，防止冲击器吸入泥砂；⑥每钻进0.3 0. 5m时应强风排渣一次，所述强风是指风压调高到1. 5MPa ；对于湿土不易排出的情况，约0. an左右排渣一次，保持孔内通畅，排渣时将钻具提升离孔口 50cm， 禁止在钻进过程中跟管时向上提升钻具或反复反转，容易卡死钻具或导致钻杆转升；⑦提钻时，偏心钻头若被石块卡住不能回位，应提升风压让偏心钻具短时间工作一下之后再试提，当偏心钻头被泥土裹住不能回位时，应提升风压钻进、反转1 2圈再次提升；⑧重复③ ⑦步骤，钻进至设计孔深。
全文摘要
一种在松散堆积体及破碎岩土层中的超深锚索成孔方法，其步骤如下1)成孔设备选择；2)开钻前准备工作；3)导孔；4)钻进成孔。其优点在于解决了在各种复杂条件下钻进成孔的难题(1)卡钻后的处理方法；(2)遇到孤石处理方法；(3)地下水丰富条件下的操作方法。根据在阳春新钢铁3#滑坡治理工程、阳春新钢铁人工卸车槽及双翻车系统深基坑支护等工程中实践情况，该项技术采用后，每个钻孔每延米平均使用时间减少约为0.28小时，每个钻孔每延米损耗平均减少20元，每个钻孔每延米平均消耗工时较少2.06工时。
文档编号E21B44/00GK102230357SQ20111014328
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者卢进道, 张艳军, 张 荣, 王超雄, 肖玉成 申请人:中冶集团武汉勘察研究院有限公司