沖擊鉆進工程樁事故原因分析及預(yù)防處理方法

張國立

（遼寧省物測勘查院，遼寧 沈陽 110121）

與回旋鉆進工藝相比，沖擊鉆進工藝對復(fù)雜地層（如凍土層、卵礫石層、巖石層）具有更強的適應(yīng)性，更大的優(yōu)越性和較高的經(jīng)濟效益，但由于地層復(fù)雜，對鉆進技術(shù)要求高，容易出現(xiàn)孔內(nèi)事故，如處理不當，會造成很大的經(jīng)濟損失。我公司曾在省市內(nèi)多個重點工程中采用沖擊鉆進工藝，完成了不同直徑的鉆孔灌注樁，積累了一定的孔內(nèi)事故處理經(jīng)驗，現(xiàn)就沖擊鉆進常見事故的原因分析、預(yù)防措施及處理的方法進行探討。

1 鋼絲繩斷落

1.1 原因分析

1.1.1 鋼絲繩折斷的主要原因是鋼絲繩缺油，鋼絲繩缺油時泥漿中的細小砂石及巖石碎片會進入鋼絲繩內(nèi)部并在鋼絲之間來回摩擦，導(dǎo)致單根鋼絲直至大部分鋼絲折斷，遇到較大載荷時，造成鋼絲繩斷落孔內(nèi)。

1.1.2 鋼絲繩老化、折痕及意外磨損。

1.2 預(yù)防措施

1.2.1 鋼絲繩每個星期保養(yǎng)一次，首先用沾滿機油的抹布浸泡鋼絲繩，使鋼絲繩中麻芯上的機油得到補充，有利于潤滑鋼絲、減少摩擦、增強鋼絲繩的使用壽命。然后在鋼絲繩外表均勻涂抹一層黃油，防止泥漿中的巖石碎屑進入鋼絲繩的鋼絲之間。

1.2.2 不超期使用鋼絲繩，避免鋼絲繩打圈，另外在鉆頭頂部固定一直徑約0.7m的鋼絲繩圈。

1.3 事故處理方法

1.3.1 如鋼絲繩斷口在孔口以上，則用打撈直鉤撈出鋼絲繩，視鋼絲繩損壞情況，可重新接上繼續(xù)使用。

1.3.2 如鋼絲繩斷口在孔口以下，則用打撈直鉤鉤住固定在鉆頭頂部的鋼絲繩圈，緩慢地拉出沖擊鉆頭。

2 排渣管脫落

2.1 原因分析

2.1.1 控制排渣管升降的鋼絲繩過松，導(dǎo)致排渣管在孔內(nèi)傾斜，易被沖擊鉆頭內(nèi)的底內(nèi)邊緣擊中，導(dǎo)致排渣管脫落。

2.1.2 排渣管接箍內(nèi)的卡塊磨損過度，導(dǎo)致公接箍從母接箍中脫落。

2.2 預(yù)防措施

2.2.1 控制排渣管的鋼絲繩松緊適度，使排渣管距離孔底0.3m為宜。

2.2.2 經(jīng)常用游標卡尺檢查接箍內(nèi)的卡塊，磨損超過3mm不得使用。

2.3 處理方法

2.3.1 當發(fā)現(xiàn)排渣管脫落立即提鉆，檢查掉落孔內(nèi)的排渣管的根數(shù)和脫落的深度，可用吸力達0.5t以上的磁塊將孔內(nèi)排渣管撈出。

2.3.2 如根數(shù)較多使用磁鐵打撈無效，則用形狀如“9”的打撈鉤在孔內(nèi)排渣管脫落的深度下2-3m處旋轉(zhuǎn)打撈。

3 孔內(nèi)異物

3.1 原因分析

3.1.1 孔口工具等落物造成鉆進困難。

3.1.2 孔壁巖石塌落。

3.2 預(yù)防措施

3.2.1 嚴防孔口工具落入孔內(nèi)，可用繩索等拴住工具。

3.2.2 提鉆或下鉆速度盡量放緩，以免抽吸作用導(dǎo)致孔壁巖石坍塌。

3.3 處理方法

3.3.1 孔內(nèi)工具的脫落可用磁鐵吸取。

3.3.2 孔壁脫落的巖石可用小壓力短沖程慢慢地將巖石沖碎，以防卡鉆。

4 孔斜

4.1 原因分析

4.1.1 鉆頭的壓力未掌握好，導(dǎo)致鉆頭向較軟的一側(cè)跑，造成孔斜。

4.1.2 兩種地層交界時，由于巖層的傾角過大，易造成鉆頭順層跑，造成孔斜。

4.2 預(yù)防措施

4.2.1 適當掌握鉆頭的壓力，根據(jù)巖石的強度，鉆頭單位壓力宜大于巖石的抗壓強度20%為宜。

4.2.2 根據(jù)巖石的傾角和巖石的抗壓強度，采取合適的鉆進參數(shù)，既能破碎巖石又不導(dǎo)致順層跑的壓力為宜，一般采取低壓力、短沖程為宜。

4.3 處理方法

對于孔斜較大的鉆孔需立即停止鉆進，往孔內(nèi)填堅硬的塊石（塊石尺寸0.3m×0.3m）至開始傾斜的部位上1m，適當控制鉆壓，慢慢穿過造斜地層。

5 卡鉆

5.1 原因分析

5.1.1 鉆頭磨損過大，導(dǎo)致鉆頭底部小于鉆頭中上部，在孔壁和鉆頭摩擦力大于機械提升力時卡住鉆頭，這是卡鉆的主要原因。

5.1.2 孔口工具的脫落鋼絲繩的脫落、孔壁巖石的脫落等，導(dǎo)致鉆頭卡在孔壁巖石內(nèi)，使鉆頭無法動彈，從而形成卡鉆。

建立了以市長為組長、副市長為副組長，市委辦、市府辦以及21個職能部門主要領(lǐng)導(dǎo)為成員的試點工作領(lǐng)導(dǎo)小組。在水務(wù)局設(shè)立了日常事務(wù)工作辦公室，抽調(diào)了5名專職人員負責水資源管理制度試點工作。

5.2 預(yù)防措施

5.2.1 在破損巖層中鉆進用好泥漿，泥漿粘度宜在25S以上。

5.2.2 開孔前一定要對已磨損的鉆頭底部外切削刃進行加固，加大到鉆頭的設(shè)計參數(shù)。

5.3 處理方法

5.3.1 在清干孔底沉渣的前提下，強力起拔，集中沖鉆機上的所有卷揚和沖擊機構(gòu)的沖擊力，突然強力起拔鉆頭。

5.3.2 在上一種方法不奏效的前提下，集中沖擊鉆機上的所有卷揚提升力，同時采用25t以上吊機的最大提升力并配合鉆機沖擊機構(gòu)的沖擊力，強力提拔鉆頭。

5.3.3 在上兩種方法仍不奏效的前提下，清干孔底沉渣，集中沖擊鉆機上的所有卷揚機提升力全部施加在沖擊鉆頭上，派有資格證書的專職爆破員取乳膠炸藥（硝銨炸藥亦可，但須防水嚴密）50g，兩發(fā)電雷管，做成炸藥包并用粘土做成配套，送至沖擊鉆頭底部，做好200m安全警戒工作后起爆。這種利用爆破瞬間產(chǎn)生向上的巨大沖擊力托起被卡的沖擊鉆頭，是解決卡鉆的最有效的方法。

6 埋鉆

6.1 原因分析

6.1.1 泥漿粘度過小，攜帶巖石碎屑能力太強，造成孔壁坍塌埋住鉆頭。

6.1.3 卡鉆事故未及時處理，導(dǎo)致埋鉆。

6.2 預(yù)防措施

6.2.1 配置好泥漿，粘度在25S以上方可。

6.2.2 機械故障后，應(yīng)立即組織吊車停車將鉆頭埋離孔底2mm以上。

6.3 處理方法

6.3.1 清孔強力起拔法。在采用泵吸反循環(huán)清干孔底清渣的前提下，集中沖擊鉆機上的所有卷揚和沖擊機構(gòu)的沖擊力，突然強力提拔鉆頭。

6.3.2 人工挖孔法。如果地層適合人工挖孔樁施工，當埋鉆發(fā)生后，立即用黃砂回填鉆孔，采用人工挖孔樁施工，孔徑大于原孔徑0.6m左右，砼護壁，將孔深挖至鉆頭底部后，將鉆頭吊出孔外。