NB/T 35114-2018 水电岩土工程及岩体测试造孔规程

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    1.0.1为统一水电岩土工程及岩体测试造孔方法、工艺、技术 要求,保障造孔质量和作业安全,制定本规程。 1.0.2本规程适用于水电工程地基与基础处理、边坡治理、岩 土体监测与岩体测试等造孔。

    1.0.2本规程适用于水电工程地基与基础处理、边坡治理、岩 土体监测与岩体测试等造孔。 1.0.3水电岩土工程及岩体测试造孔,除应符合本规程外,尚 应符合国家现行有关标准的规定

    应符合国家现行有关标准的规定

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    采用钻头或其他辅助手段钻入地层形成柱状圆孔的过程

    用于安装位移观测垂线的垂直钻孔,分为倒垂线孔和 线孔

    钻孔轴线上某点沿轴线延伸方向的切线与铅垂线之 夹角。

    钻孔轴线上某点沿轴线延伸方向的切线与其水平投影间的 夹角

    在水平面上,自正北向开始,沿顺时针方向与钻孔轴线水平 投影上某点的切线之间的夹角。

    2.0.6冲击反循环钻进

    在采用冲击钻进时,携带岩屑的冲洗介质由钻头和排渣管内 管返回地面的钻进技术。与之相反称为正循环钻进

    利用锥形抓斗、借助抓斗张开闭合机构,在一定的冲程高度 内,周期性地张开、收拢抓取孔底岩样的钻进。 2.0.8泵吸反循环回转钻进 suctionpumpreversecirculation

    2.0.8泵吸反循环回转钻进

    rotary drilling

    利用泵的抽吸力和大气压力,使钻杆内部液体上升的反循环 钻进技术。

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    压缩空气在一定深度的钻杆内孔与冲洗液混合,利用钻杆内 外液体密度差进行反循环的钻进技术

    利用螺旋钻具碎岩输送岩样的钻进

    2.0.11潜孔锤钻进

    钻进中用来冷却钻头、排除岩粉、保护岩芯及平衡地层 的流体

    通过造孔达到预定深度,并在孔内注入混凝土而筑成的基础 工程,

    2.0.14地下连续墙

    undergrounddiaphragm wal

    undergrounddiaphragmwall

    采用钻、冲、抓、振钻进方法,借助于泥浆的护壁作用,形 成预定深度的沟槽,分段浇筑混凝土而形成的一道具有防渗、挡 土和承重功能的连续的地下墙体。适用于地下铁路、地下公路 输水涵洞、水库、油库的挡土墙、防水墙、防渗墙等

    安装在钻孔底部,能确保传感器和钻孔的径向、底部、上部 三方向良好接触,且便于传感器的安装与回收装置。

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    3.0.1施工单位应收集下列资

    1施工区域内工程地质和水文地质资料。 2工程设计文件、钻孔平面布置图、工程工作量及工程进 度要求。 3造孔目的、施工质量标准及检验方法。 4施工区内重要的环境因素和危险源以及电缆线、排污管 道、自来水及煤气管道等资料。 3.0.2 施工单位应编制施工组织设计,并应包括下列内容: 1 工程概况。 施工区内正常供水、供风、供电及交通条件。 钻孔结构和造孔工艺技术方法。 造孔机具选择。 5 施工现场布置。 6 工程质量管理体系。 7 资源配置及生产计划进度编制要求。 8 安全技术操作和职业健康及环境保护措施。 3.0.3 施工单位应建立健全质量管理体系与管理制度,实施质 量自标管理,设置专职质量检查人员。 3.0.4施工单位应建立健全职业健康安全管理体系与管理制度, 实施职业健康安全目标管理,设置专职安全人员,制定专项施工 方案及安全防护措施。施工作业前应分专业对施工人员进行安全 技术交底。

    实施职业健康安全目标管理,设置专职安全人员,制定专项 方案及安全防护措施。施工作业前应分专业对施工人员进行 技术交底

    境目标管理,并制定水土保持及环境保护专项方案, (注引作业过程由宫及时兰以±纯代化于共和主注

    境目标管理,并制定水土保持及环境保护专项方案

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    3.0.7在井巷洞、管道内作业时,对不同工序产生的有害气体 及粉尘含量应分别进行检测和分析,并根据检测结果制定相应预 防措施,选择适宜的通风方法、风筒直径、风机功率,排除或降 低有害气体及粉尘浓度。

    3.0.8造孔作业人员应进行岗前培训,经考核合格后

    培训内容应主要包括工艺流程、操作规程、事故预防及处理

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    4.1.1岩土工程施工造孔可采用冲击钻进、回转钻进、冲击回 转钻进和螺旋钻钻进等方法。 4.1.2应根据地层岩性、技术要求及施工条件等因素确定相应 的钻孔工艺流程。造孔设备、工艺选择应符合本规程附录A的 录卫的规定

    4.1.3钻进准备工作应符合下列要求:

    1清除施工场地内所有地面障碍物,查明并避开地下管线, 对附近有隔震要求的建筑物和危房采取保护措施 2平整场地,固化处理松软土;敷设排水设施。 3 完成施工供水、供电、运输道路及临时设施。 4复核测量控制点,准确测放孔位并标记 5钻机安装应稳固、周正、水平,钻孔中心、立轴中心和 天车前沿应在同一条直线上,安装完成后应检查设备运行安全 可靠。

    4.1.4施工区的规划布置应符合下列要求

    1应考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安装设置;在循 环作业时,保证冲洗液循环通畅、污水排放彻底、钻渣清除 顺利。 2废浆、废渣、废水应排放至指定地点并做要善处理。 3在松散地基上修建钻机平台时,应先采取打桩或注浆等 加固措施。 4.1.5开孔护孔管应安放稳固,当钻孔停工时,孔口应设置相 应的防护设施。

    4.1.6 造孔过程中应进行孔斜控制和泥浆性能控制 4.1.7 钻孔护壁方法应符合本规程附录C的规定。 4.1.8 钻进记录应详细、真实、及时、准确。 4. 1. 9 钻孔完成后,应及时进行钻孔验收。

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    4.2.1冲击钻进造孔机具的选择及安装应符合下列规定:

    1造孔设备主要包括钻机、卷扬机、水泵,应根据地质条 件、钻机的适用条件和施工要求进行钻机和配套设备选型。 2冲击钻头应用硫磷含量小于0.05%的35号~45号钢铸 成。钻头重量宜为1.0t、1.2t、1.5t等,其形状为一字形或十 字形。 3钻头直径应根据设计孔深和墙厚选择。孔深10m~30m 时,钻头直径宜为600mm800mm;孔深大于30m时,开孔钻 头直径宜为800mm~1000mm。 4砂卵石地层宜采用十字弧形钻头,刃尖角宜为60°~80° 底刃角宜为150°~170°;在混凝土接头处宜采用十字形钻头,刃 尖角宜为80°,底刃角宜为170°~175°;在坚硬岩层或砂砾石层 中十字形钻头冲击刃尖角宜为80°~90°,底刃角宜为175°~180° 5冲击钻具总长度应大于钻头圆周长度。 4.2.2 冲击钻进造孔应符合下列规定: 1活门抽砂筒直径应小于钻孔直径300mm。 2在孔口护简下部2m~3m钻进时,宜采用小冲程、低冲 次。泥浆比重宜为1.35~1.50,并加入适量的黏土块和碎石: 钻进中宜不捞渣或少捞渣。 3在黏性土层中钻进时,可加清水或稀泥浆,采用中、小 冲程钻进,应及时清除钻头上的泥块。 4在粉砂层或中粗砂层中钻进时,宜采用中、小冲程钻进: 泥浆比重宜为1.20~1.35,并应勤投放黏土块、勤冲击、勤

    1活门抽砂筒直径应小于钻孔直径300mm。 2在孔口护简下部2m~3m钻进时,宜采用小冲程、低冲 次。泥浆比重宜为1.35~1.50,并加入适量的黏土块和碎石, 钻进中宜不捞渣或少捞渣。 3在黏性土层中钻进时,可加清水或稀泥浆,采用中、小 冲程钻进,应及时清除钻头上的泥块。 4在粉砂层或中粗砂层中钻进时,宜采用中、小冲程钻进, 泥浆比重宜为1.20~1.35,并应勤投放黏土块、勤冲击、勤

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    捞渣。 5在砂卵石层中钻进时,宜采用中、高冲程钻进,勤捞渣, 泥浆比重宜为1.35~1.50。 6在基岩中钻进时,宜采用高冲程钻进,泥浆比重宜 为1.20。 7钻孔因故回填后重新钻孔时,宜采用小于1m冲程反复 冲击,并加人黏土、碎石,泥浆比重宜为1.35

    3冲击正循环造孔应符合下列

    1应在孔口位置理设护筒,并根据地层情况确定护筒下入 深度。开钻前应在孔内投入适量的黏土、碎石等,并应小冲程高 频次锤击,超出护筒底口2m~3m后,方可采用正常冲程钻进 在孔口护筒下部2m~3m钻进时,宜采用小冲程、低冲次。泥 浆比重宜为1.35~1.50,并加人适量的黏土块和碎石,钻进中 宜不捞渣或少捞渣。 2正常冲击钻进时,应勤送绳,每次少松绳,应经常检测 钻头的磨损情况,并及时补焊修复。 3出现孔形不规则、孔径大小不一、孔斜超标等质量事敌 时,应立即停钻,然后用黏主和碎石回填事故孔段,并采用小冲 程、低冲次钻进,重新成孔。 4每钻进4m~5m,应测量钻孔孔径和钻孔形状,如遇缩 径孔段时应加密测量。每次停钻或捞渣后钻进时,应由小冲程逐 渐增大至正常钻进冲程,以避免卡钻。 5钻进过程中,应坚持勤捞渣,每次捞渣后,应向孔内 充泥浆或黏土,使泥浆高度保持在孔口位置。 6冲击钻进防渗墙槽孔:钻机应牢固安装在可沿轨道轴线 纵横移动的轨道车上,轨道应平行于防渗墙中心线,轨枕间应填 充道渣碎石。孔位、孔深、孔斜、槽宽及嵌入基岩深度应符合设 计要求。一期、二期槽孔间接头应清理干净,套接厚度应符合设 计要求孔底沉渣厚度不应超过0.2m。

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    4.2.4冲击反循环造孔应符合下列规定:

    、4冲击反循环造孔应符合下列

    1黏性土宜采用0.5m小冲程钻进,排渣管底口应距离孔 底0.6m~0.8m,若地层塑性较大可加入适量碎石。 2硬性土宜采用0.5m小冲程钻进,排渣管底口应距离孔 底0.5m~0.7m。 3砂卵砾石层宜采用中小冲程钻进,并提高泥浆的比重 孔壁不稳定时,可投入适量黏土球,必要时改用正循环钻进,将 投入的黏土挤入孔壁,待孔壁稳定,再恢复反循环钻进并及时跟 进排渣管。 4基岩宜采用中冲程钻进,排渣管底口距离孔底0.3m~ 0.5m。风化基岩层钻进时,冲击行程应天于1.5m,并宜采用较 大泵量。 5手动和自动冲击钻进应控制好松绳量,做到勤放绳、少 放绳。 6应经常检查提引器、钢丝绳等,并根据磨损情况及时更 换或修理。 7冲击反循环钻进防渗墙槽孔过程中,地层严重漏浆时, 应迅速填入堵漏材料,调整泥浆性能,必要时回填槽孔;导墙发 生严重变形或底部塌时,应采取安全措施,重新修筑导墙。槽 孔质量应符合本规程第4.2.3条第6款的规定

    4.2.5冲抓锥造孔应符合下列规定

    1粒径较大的卵石和漂石宜采用小冲程钻进,并用外套绳 提起冲锥连续冲击,冲击时内套绳要慢放,利于抓取。 2钻进时将冲抓锥提起并呈闭合状,检查锥中心是否与钻 孔中心一致,并检查冲抓锥开闭是否灵活自如。 3采用双绳冲抓锥时,应防止钢丝绳缠绕,冲抓时内套绳 放松长度应比冲程多1m~2m。 4冲抓锥提出孔口1.5m时应停止提升,将出渣车推至冲 抓锥下端,然后缓慢放松内套绳,使抓瓣张开卸渣。

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    5冲抓锥钻进中若遇不可抓取的卵石、漂石、探头石时, 应及时改用冲击钻头破碎钻进,防止损坏抓瓣。 6密实的黏性土宜采用中冲程钻进,应防止抓瓣嵌入过深, 难以闭合和提升。 7硬、较密实的黏土宜采用高冲程钻进,若用双绳冲抓时, 可用外套绳提锥连续冲击数次,使土松动,再收内套绳,团合折 瓣抓土。 8散砂土宜采用小冲程钻进,应使用较大比重的泥浆,并 投人黏土护壁。 9卵石层宜采用中冲程钻进。若地层较密实时,冲程可加 大至2m~3m,且落锥快速,若地层稳定性差,可提高泥浆比重 或投人黏土球挤入护壁。

    4.2.6冲击钻进过程中,应使用具有良好的流变性和稳定性的

    1钻进及清孔的污浆和地表水应排放至指定地点,防止流 入储浆池。

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    2钻进及清孔的污浆应采用旋流器或化学法进行处理 3采用循环沉淀净化方法时,应设置数个沉淀池和长度为 10m~15m、坡度小于1%的循环槽:并在孔口设置筛网,除去 较大颗粒的钻渣。 4泥浆净化处理后,经测定达到规定指标方可继续使用。 5应做好施工现场废浆处理,排放标准应符合有关法规要 求,不应经地下水道直接排放。 4.2.8冲击钻进常见事故预防和处理应符合表4.2.8的规定

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    表 4.2.8冲击钻进常见事故预防和处理

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    4.3.1正循环回转钻进适用于回填土、黏性土、砂性土、砂层 以及砂砾石含量小于20%和粒径小于15mm的砂砾石层及基岩 中成孔,钻孔直径不宜大于1000mm。 4.3.2应根据钻孔直径、地层、钻机性能等条件选择具有足够 强度和较大过流量断面的钻杆,其外径不应小于89mm,钻塔的 提升载荷应大于100kN,有效提升高度应能满足升降钻具的 要求。

    强度和较大过流量断面的钻杆,其外径不应小于89mm,钻塔的 提升载荷应大于100kN,有效提升高度应能满足升降钻具的 要求。

    1较软或均质土层钻头的转速宜为40r/min~80r/min,较 硬或非均质地层,钻头转速范围宜为20r/min~40r/min。 2黏土层、硬土层钻进压力宜为10kN~25kN;砂土层钻进压 力宜为5kN~15kN;砂层、砂砾石层钻进压力宜为3kN~10kN。 3在中硬以下基岩、风化等硬质岩层钻进,可通过配置加 重钻链或配重块提高钻压,钻进压力宜为20kN~40kN。 4冲洗液的上返流速不应小于0.25m/s,冲洗液量可按下 式计算:

    Q=60X103Az L/min):

    式中:Q 冲洗液量(L/min); A一一钻孔环状空间截面积(m); U一冲洗液在环状空间中的上返流速(m/s)。 5若冲洗液在环状空间中的上返流速低于0.20m/s时,应 在钻具组合中增加取粉管。

    1开钻前应对设备进行试运行,并向孔口护筒管注入泥浆。 钻进时应轻压、慢转,防止碰撞和挤压护筒管,待钻头穿过护筒 管底口1m后,逐渐按正常参数钻进

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    2正常钻进时,不应随意变动钻进参数。 3钻进操作时如遇钻其跳动、钻进阻力增大、憨泵、孔内 漏水、涌水和钻孔偏斜等现象时,应查明原因,及时调整钻进参 数或采取更换钻头等措施,使之恢复正常。 4升降钻具之前,应检查升降机的制动装置、离合器、提 引器、天车、滑车等是否安全可靠,操作升降机要平稳,起下钻 时钻具要扶正、对准,不应碰撞孔口护筒管。

    表4.3.5造孔允许偏差及检测方法

    2桩径充许偏差正值指平均断面,负值仅指个别断面; H一施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离(m); 大口径基岩监测并钻孔,孔位、孔深、孔径、终孔垂直度及孔底沉渣应满 足设计规定要求,

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    4.3.6正循环回转钻进常见事故的预防和处理方法应符合表

    4.3.6正循环回转钻进常见事故的预防和处理方法应符合表 4. 3. 6 的规定,

    表4.3.6正循环回转钻进常见事故的预防和处理方法

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    性填土、黏土、砂层、砂卵砾石层和基岩地层中,宜采用泵吸反 循环回转钻进成孔。填土、黏土、砂性土、砂层、砂卵砾石及较 软基岩地层中,宜采用气举反循环回转钻进成孔。 4.3.8泵吸反循环回转钻进成孔直径宜大于600mm,孔深宜在 50m~90m.

    循环回转钻进成托。王 箱工、生工、 层、 砂卵石及牧 软基岩地层中,宜采用气举反循环回转钻进成孔。 4.3.8泵吸反循环回转钻进成孔直径宜大于600mm,孔深宜在 50m~90m。 4.3.9泵吸反循环回转钻进钻杆内径应与砂石泵内径一致,并 与地层卵砾石粒径相适应。钻杆连接可采用插接式或法兰盘式: 且应保证连接对中、平直,连接处应设置“O”形密封圈。单根 钻杆长度不宜大于3m。

    4.3.9泵吸反循环回转钻进钻杆内径应与砂石泵内径一致

    与地层卵砾石粒径相适应。钻杆连接可采用插接式或法兰盘式 且应保证连接对中、平直,连接处应设置“O”形密封圈。单根 钻杆长度不宜大于3m。

    断面积应为砂石泵出水管断面积的3倍~4倍,循环槽的坡度不 宜小于1/100。沉淀池容积应根据桩孔直径合理确定。应采用多 级振动筛和旋流除砂器进行除砂,及时清除沉淀池、循环池、循 环槽中的沉渣。

    液面宜与孔口齐平。采用自流式供水时,孔内冲洗液下流速度应 小于0.2m/s;采用水泵供水时,应设缓冲装置,使冲洗液下流 速度小于0.2m/s

    12泵吸反循环回转钻头应符

    14 钻头上端应设置导正环,导正环与钻头不应产生偏心、 偏重。 2 钻头翼片应均布焊接,底面上的切削具应呈梳齿状交错 排列。 3钻头进水吸渣口应圆滑,流阻要小,其直径应略小于钻 杆内径,距钻头端面0.20m0.25m

    1应检查泵组运转部位的密封性和润滑是否良好,检查良 好后向气水分离器和灌注泵加人足够的清水,不得加人污水 脏水。

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    2保持孔内冲洗液液面与护筒管管口相平,并将钻头提离 f孔底0.15m~0.20m。 3启动砂石泵组时首先开动真空泵,待系统的真空度达 0.6MPa、气水分离器中的液面观察窗的水位上升到一半以上时, 关闭真空泵及真空系统。 4启动已加满水的灌注泵,向砂石泵和系统内注水,直至 孔口返水无气泡时,开动砂石泵,关闭灌注泵及其系统。 5砂石泵开动后,逐渐打开砂石泵出水阀门,使冲洗液形 成反循环,并调节出水阀直至所需排量。 4.3.14泉吸反循环回转钻进技术参数应符合表4.3.14的规定

    4.3.14泵吸反循环回转钻进技术参数应符合表4.3.14的规定

    泵吸反循环回转钻进应符合下孕

    1砂石泵启动后,待反循环正常时,再将钻头下到孔底, 并由低钻压、慢转速钻进,逐渐达到正常参数钻进。 2钻进过程中,应随时观察和检测反循环运行情况和钻进 速度,并随着钻孔深度增加,逐渐降低钻速,防止因冲洗液密度 加大,使反循环终止。 3在砂卵砾石层中钻进时,降低钻压或采取间断给进方法 控制钻进速度。 4加接钻杆时,应先停钻,将钻具提离孔底0.20m,维持 反循环1min2min,将钻具内岩渣排净后停泵,再加接钻杆

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    5如孔内出现涌砂、塌孔现象,应及时将钻具提离孔底 0.5m~1.0m,保持冲洗液循环排渣,并调整泥浆性能,使孔内 泥浆液面不低于孔口。 6钻进至设计孔深后,以低泵量维持反循环进行排渣,直 至达到清孔要求为止

    4.3.16气举反循环回转钻进机具选择应符合下列规定:

    1宜选用转盘式和动力头式钻机,空气压缩机风量应为 9m/min~12m/min、风压应为0.7MPa~1MPa。 2钻杆应与钻机、孔径和孔深相适应。选用单壁钻杆或双 壁钻杆内壁要平整,要有足够的强度,连接对中性要好。 3混合器分外供气和内供气两种形式。外供气式混合器安 置在双壁钻杆内外管之间,内供气式混合器安置在风管与中心钻 杆(排液管)之间。混合器的安置位置应随孔深增加而下降,宜 每25m~30m调整一次。

    2m/s~3m/s.

    混合器的沉没系数可按下式计算:

    式中:k. 沉没系数; 5 混合器没入孔内水位以下的深度(m); hr 气举钻进时的气举高度(m); H 混合器的沉没深度(m),即混合器没入钻孔的 深度。

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    4.3.18 造孔充许偏差及检测方法应符合本规程表4.3.5的 规定。 4.3.19 反循环回转钻进常见事故及处理方法应符合表4.3.19 的规定

    4.3.19反循环回转钻进常见事故及处理方法应符合表4.3.19

    19反循环回转钻进常见事故及处理

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    续表 4. 3. 19

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    4.4.1基岩地层宜采用潜孔锤钻进造孔。大口径桩孔施工宜采 用气动潜孔锤钻进。深孔、超深孔钻进宜采用液动潜孔锤。取芯 钻进时宜采用硬质合金钻头,全断面钻进可采用金刚石钻头、牙 轮钻头。

    4.4.2潜孔锤钻进应根据钻孔深度、孔径等选择相适应

    锤钻机规格型号及相应的钻具

    4.4.3潜孔锤钻进排渣可采用泵吸反循环、气举反循环

    循环方法。钻孔直径大于800mm的桩孔宜采用泵吸反循环、 气举反循环方法,钻孔直径小于800mm的桩孔宜采用正循环 方法。

    4.4.4潜孔锤钻进技术参数应符合下列规定:

    4.4.4潜孔锤钻进技术参数应符合

    ....
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