水利水电工程施工手册：水泥灌浆之钻孔

1<br />第四节 钻 孔<br />1 钻孔方法的选择<br />在灌浆工程中，钻孔是实现灌浆的手段，是首先的和必不可少的工序。钻孔工序的<br />质量直接影响灌浆工程的质量，钻孔工序的工时消耗和成本费用通常要占钻灌工程的三<br />分之一至二分之一，甚至二分之一以上。<br />不同的灌浆工程可以选择不同的钻孔机具和钻进方法。孔深较浅的坝基固结灌浆、<br />隧洞灌浆可采用风动凿岩机或潜孔锤钻进。帷幕灌浆、深孔固结灌浆可采用回转式钻机<br />和金刚石、硬质合金或钻粒钻头钻进，也可采用冲击回转式或冲击式钻机钻进。<br />选择钻孔方法的另一个重要因素地层特点、岩石可钻性等级或覆盖层性质等。常用<br />的钻进方法与适用的岩石可钻性见表 2-4-1。<br />表 2-4-1 常用钻进方法与岩石可钻性对应表<br />钻进方法 岩石可钻性等级和特点<br />表镶金刚石回转钻进 4～11 级，较完整均一岩层<br />孕镶金刚石回转钻进 4～12 级，较破碎不均一岩层<br />金刚石冲击回转钻进 9～12 级，坚硬打滑岩层<br />硬质合金钻进 1～7 级，软、中硬岩层<br />针状合金钻进 4～7，中硬岩层<br />硬质合金冲击回转钻进 5～8 级，中硬岩层<br />钢粒钻进 7～11 级，硬岩层<br />冲击钻进 1～5 级，松散地层<br />注：岩石可钻性等级见本书附录。<br />2 硬质合金钻进<br />2.1 钻头的选择<br />硬质合金钻头钢体应用 DZ40、DZ50、DZ55 号钢材制作，壁厚 7～7.5mm，高度均<br />为 85mm，连接丝扣长 40mm。内部上端带有锥度，唇部应有水口和水槽，水口高 10～<br />15mm，宽大于 10mm；水槽断面深 2mm，宽 6～8mm。钻头内、外、底出刃应对称、平<br />整，镶焊要牢固。硬质合金切削具的型号、规格、数量、镶焊角度和出刃量，应根据岩<br /> <br />2<br />石类别、钻头直径、地层特性等进行选择，见表 2-4-2、表 2-4-3。各类硬质合金钻头结构<br />型式见本章第三节。<br />表 2-4-2 硬质合金钻头及硬质合金选型表<br />表 2-4-3 硬质合金钻头切削具出刃规格表<br />岩石 内出刃（mm） 外出刃（mm） 底出刃（mm）<br />松软、塑性、弱研磨性岩石 1.5～2 1.5～2 3～5<br />中硬强研磨性岩石 1～2 1～2 2～4<br />2.2 钻进工艺<br />硬质合金钻进的要领：<br />（1）钻头下入孔内后，应慢速、轻压扫孔到底，然后逐渐加到正常参数；<br />（2）经常保持孔内清洁，由钻粒换合金及硬质合金崩落时，应进行打捞；<br />（3）保持压力均匀，不得随意提动钻具，遇有糊钻或岩芯堵塞孔内等异常情况时，<br />应立即提钻处理；<br />（4）取芯要选择合适的卡料或卡簧，因为硬质合金的磨损较快，卡簧在配置时要特<br />别注意。当采用干钻卡芯方法时，干钻时间不得超过 2min；<br />（5）合理掌握回次进尺长度，每次提钻后要检查钻头磨损情况，以改进下一回次的<br />钻进技术参数。<br />应根据岩性、孔径、钻头结构等因素合理选择钻进参数，表 2-4-4 可作参考。<br />钻 头 类 型<br />岩石<br />可钻性<br />岩 石 类 别 合 金 型 号<br />阶梯式肋骨钻头 3～5 页岩、砂页岩、胶结差的砂岩 T105、T107<br />肋骨薄片式钻头 1～4 塑性及水胀性岩层 T412<br />刮刀式钻头 1～4 塑性及水胀性岩层 T313<br />直角薄片式钻头 3～4 中研磨性岩层、泥质砂岩、大理石等 T007<br />单双粒钻头 4～5 弱研磨性铁质及钙质砂岩、软硬互层 T105<br />犁式密集钻头 4～6 石灰岩、砂岩 T105、T313、T107<br />大八角钻头 5～7 软硬不均互层、裂隙及研磨性强岩层、砾岩等 T110<br />针状合金钻头 4～7 中硬砂岩、砾岩等 胎块及 T313<br /> <br />3<br />表 2-4-4 硬质合金钻进技术参数表<br />钻 压<br />岩石级别<br />普通合金（kN/粒） 针状合金（kN/块）<br />转速<br />（r/min）<br />泵量<br />（L/min）<br />1～4 级 0.3～0.6 200～350 &gt;60<br />5～6 级、部分 8 级 0.5～1.0<br />1.5～2.0<br />150～250 &gt;60<br />2.3 全断面钻进<br /> 灌浆孔的钻进常常不需要采取岩心，这样在基岩的强度和完整性较低的情况下，就<br />可以进行全断面钻进。全断面钻进方式节省了许多非钻的时间，回次进尺不受限制，可<br />避免取芯钻进易产生的堵心等事故，从而可以加快施工进度，降低工程成本。全断面钻<br />进的缺点是孔斜控制的难度大于取心钻进。<br /> 全断面钻进孔底碎岩面积大，因此应尽量采用小口径钻孔和阶梯式钻头。现在使用<br />的全断面硬质合金钻头，大体可分为翼片...