化学泥浆旋挖施工中的事故与原因和预防措施

一、化学泥浆塌孔

    孔壁土与原生土脱离掉入成孔内的现象称为塌孔。钻进过程中，如发现孔口泥浆面有密气泡不断出现或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。

1、塌孔主要包括：

①泥浆塌孔。其原因一般为泥浆相对密度、胶体率低，孔壁支撑压不足塌孔；泥浆相对密度过大，扩散速度快，地层遇水松散、剥落塌孔；泥浆PH值大约11，泥浆胶体变为悬浮液而分层起不到护壁作用塌孔；泥浆位偏低塌孔；泥浆材料不对塌孔；护筒周边土松动漏浆塌孔；地下洞穴造成漏浆塌孔；地层漏浆严重而塌孔；泥浆补充不及时塌孔。

②涌水塌孔。其原因一般为承压水压力被释放而造成涌水塌孔；涨潮造成涌水塌孔。

③支撑破坏塌孔。其原因一般为墓穴朽木折断支撑破坏塌孔；孔壁大块石、漂石被刮下支撑破坏塌孔。

④地下河冲塌孔壁。

⑤大型机械对有振动流动性地层的振动造成塌孔。

⑥操作塌孔。其原因一般为提放钻速度过快塌孔；钻进速度过快塌孔；钻机转速过高塌孔；泥浆扰动塌孔；冒钻塌孔；形成抽吸活塞塌孔；对不准孔心撞击塌孔。

2、化学泥浆塌孔的预防措施主要包括：

    正确选择泥浆相对密度；正确选用泥浆PH值；预测并保证泥浆位；预测并观察漏浆，及时补充泥浆；针对性选择不同层深的护壁方法；预测承压水和涨潮，采取合理的钻进工艺；预测朽木和漂石，采取相应的钻具和钻进速度；有地下河时选好钻进工艺；避开与大型机械同时作业，钻孔灌注后桩孔5m、8h内不准大型机械通过；针对土质选择合理的操作方法。

二、化学泥浆吸钻

1、吸钻的种类主要包括：

①流塑黏土吸钻；

②膨胀土吸钻；

③钻孔冒钻吸钻；

④钻头在黏土中静止时间太长吸钻；

⑤钻具结构不合理吸钻。

2、吸钻的预防措施主要有：

①选好或改造钻具；

②扫孔；

③不准冒钻，不准在黏土中停留时间过长；

④有流塑黏土和膨胀土时，提钻速度不宜过快。

三、缩径:桩身缩颈是指桩形成后，桩身的局部直径小于设计要求。

1、缩径事故原因

①地层因素，即在软性土质中，由于套管在土层中的振荡作用，

致使混凝土不能顺利灌入，使软土（流质泥土）填充进来，形成桩的缩颈。

②孔隙压力的作用。所谓孔隙压力是指套管在强力振动下迅速把基土挤压开后进入土层中，而局部套管周围土颗粒之间的水及空气不能很快向外扩散而形成的一种压力。当套管拔出后，这种压力在混凝土还没有柱体强度的时候，将柱体挤成缩颈。

2、缩径预防措施

  因土体有向低势能区流动的趋势，钻进到该地层时应放慢钻进速度，提高水头达到孔壁内外压力平衡，防止缩径。

3、缩径处理方法

①当发生缩孔时可在缩孔部位吊住钻头上下反复扫孔，扫孔完成后及时灌注混凝土，防止二次缩孔。

②遇到缩颈后可以对其进行补强。补强方法是对于需要补强的桩钻一个进浆孔和一个出浆孔。孔深达到补强位置下1m，然后用高压水泵向孔内压入清水，将夹泥及松散的混凝土水渣从另一孔冲洗出来直到排除清水为止，随后用压浆泵压浆。压浆结束后，待水泥硬化后再取芯检查。

四、卡钻

⑴产生原因

    卡钻是指在旋挖钻进过程中，钻具被孔壁卡住，使提钻或旋转无法正常进行。在碎石土层钻进进行卡钻的原因有以下几种。

①当钻头转速过快带动泥浆冲刷孔壁或一次钻进超深，钻斗内的碎石从排水口挤出甩至孔壁间隙造成卡钻；

②孔壁探头石导致径向卡钻；

③钻齿磨损导致卡钻；

④孔斜导致卡钻；

⑤塌孔埋钻；

⑥缩径导致卡钻。

2、当遇到特殊地层时，如何造作才能避免卡钻。

    ①一次钻进深度进行严格控制，不应太深，一般不超过钻斗高度的三分之一为宜，这样可避免石块从钻斗上方孔口出掉落和避免钻屑挤在钻斗筒壁和孔壁之间形成较大的摩阻力。

②在碎石土层的钻进过程中，转速不宜过快，旋转速度快，则会带动孔内泥浆高速冲刷孔壁，导致孔壁掉块（孤石块等）卡住钻斗。

③提钻过程中，提速不宜太快，同时要低速转动，防止孔壁有探出的异物卡住钻机。

④制作钻头时应注意钻筒尺寸，钻筒直径一般应小于孔直径6cm以上。在使用过程中，对钻头要及时修复，钻头侧齿、边齿磨损后要及时更换或补焊，保证成孔尺寸。对钻斗外侧的耐磨块一旦磨损后要及时修复或者焊上钢筋替代，保证钻斗和钻孔孔壁的间隙。同时，应保证钻头挂勾有效，避免意外脱勾。

⑤预防孔壁上凸出的探头石块，在提钻的过程中，要尽量慢提，同时反转钻斗。遇到孔壁探头石在径向卡钻，则要先用螺旋钻头扫孔把探头石松动后，再钻进。如果遇到较大的探头石，必须用岩石筒钻，反复旋转来切断孔壁探头石。

3、发生卡钻后如何进行处理

    ①卡钻事故发生后，不要加大提拔力快速大力的提钻，有效的处理方式是在事故初始位置上下反复的提放钻斗，同时正反循环转到钻斗使异物脱离松动掉落后在提起钻斗。

②直接起吊法，采用吊车直接向上起吊即可。

③钻斗周围疏通法，即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。

卡钻是旋挖钻机施工中危害较大的事故，应从预防入手，尽量避免出现。这就要求管理人员和机组人员切实认识到卡钻的危害，针对各种地层，事先制订好预防措施，并在施工中坚决执行；同时对卡钻处理事故作适当的人力、物力方面的准备，根据各种情况提前拟定多种抢救方案，做到未雨绸缪。

五、超方

1、化学泥浆超方产生的原因主要有：

①主机晃动严重；

②钻具选用不合理；

③泥浆配比与土质不符造成孔壁泥皮脱落；

④泥浆相对密度过大造成局部塌孔；

⑤操作原因：提放钻速度过快水流冲掉泥皮；钻速过快，破坏了泥浆与孔壁土的结合而脱落；没有采取减少泥浆对孔壁扰动的措施而使泥皮脱落。

2、超方预防措施主要包括：

①选择稳定的主机；

②在砂性大的土质，钻杆要用动力头和随动架来导向；

③在砂性大的土质，要增加泥浆粘度。

④操作方式要因土质而异。

六、断钻杆

1、造成钻杆断裂的主要原因

①钻杆与主机扭矩不匹配；

②在松散漂石、块石层钻进方法不得当；

③卸土方法不得当；

④使用小扭矩钻杆钻进时转速过高。

2、如何避免钻杆断裂

    ①注意钻杆与主机扭矩匹配；

②注意钻杆与主机转速匹配；

③钻进松散漂石、块石层时要两步进行，先用螺旋钻松动漂石、块石，再用钻斗取土；

④甩土时，要先开底甩土，再合底甩土，再开底甩土；

⑤使用小扭矩钻杆时钻进转速不可过高。

断齿

在松散型碎石土层中，骨架颗粒排列混乱，结构复杂，质地非常不均匀，石块粒径大小不均，更无规律分布，因此钻齿在强冲击和摩擦下非常容易发生磨损和断裂。

七、漏浆

漏浆即在钻孔内的泥浆发生泄漏，产生泥浆液面下降的现象。

1、漏浆事故原因

①在透水性强的砂砾层中，稀泥浆向孔壁外漏失；

②护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆，护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆；

③水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆；

④钻孔穿过溶洞。

2、漏浆预防措施

①使用较黏稠或高质量的泥浆钻孔。

②埋设护筒时，护筒四周土要分层夯实，土质量选择含水量适合的黏土。

③在旱地上埋设外护筒一般采用挖埋法。埋置深度以进入好土1m以上为宜，并在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的黏土（最好选用黄土），

要分层回填夯实，以达到最佳密实度。在水中埋设外护筒可采用振动加压下沉法，护筒底一定要下沉至硬土1m左右。

3、漏浆的处理方法

①应及时向孔内抛填片石，红黏土及稻草，并降低转速通过钻头的挤压作用利用红黏土和片石将溶洞从新填充。

②减小水头高度。

③按有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝；如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。

④较为严重的情况的处理对策是往孔内大量投放黏土快和小片石，加大泥浆浓度，同时以正循环冲击钻大冲程冲击，将黏土快和小片石挤入孔壁，漏浆现象基本消失后再采用旋挖钻继续钻进。对于较轻微的漏浆可采用加大孔内水头高度，增加护筒下口压力来控制。