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图 4.3.1-1 主墩钻孔桩施工流程图
4.3.2钻机选型及机具配置
主墩桩基采用KTY－3000型反循环钻机钻孔。KTY－3000型钻机为全液压钻机（见下图1），钻孔时，将配备钻机减压自控和给进量、给进时间自动控制仪（自动给进钻压仪）进行钻孔，自动给进钻压仪可直观显示钻具重量、钻压及钻盘扭矩。可根据地层情况，桩基孔径大小、钻孔工况及排碴能力等因素合理选择，使给进及时、均匀、平衡，能大大提高钻进效率，极大地减轻操作人员
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的劳动强度。采用滚刀钻头，能将岩石破碎后成为钻碴，再用气举反循环排出孔外。
（1）钻头配备
潭江特大桥每台钻机根据实际情况配备φ3m刮刀钻头（见下图2）和φ3m楔齿滚刀钻头（见下图3），在覆盖层中采用刮刀钻头钻进，在岩层中采用滚刀钻头钻进。
图1 KTY-3000型全液压动力头回转钻机
图2楔齿滚刀钻头 图3刮刀钻头
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KTY3000型钻机技术参数表
钻机型号 驱动形式 最大输出扭矩（KN.M） 转速0～6rpm 300 转速0～15rpm 120 底盘最大通 孔直径（m） 4.0 KTY3000 全液压动力头 （2）泥浆分离器
ZX-500型泥浆分离器，泥浆净化能力500m3/h，分筛粒度≤74μm，可将钻碴从泥浆中分离，便于处理，处理后的泥浆可循环回入孔内，不需要泥浆池沉淀。清孔1小时可将孔内700m3泥浆的含砂率降低到0.2%～0.5%.
（3）超声波测壁测定仪
超声波大孔径检测仪（图2.6.2-42），用于成孔质量检测，检测孔径、孔斜率、孔底沉碴。
（4）压风机
由于钻机的排碴方式为气举反循环，每台钻机配备一台20m3/min、1.2MPa的空气压缩机。
4.3.3泥浆拌制
桩基施工采用优质PHP泥浆，平台集中制浆、分散净化排渣并循环使用，采用二次清孔、选用优质泥浆并控制终孔含砂率等措施确保零沉淀。废泥浆沉淀硬化后与钻渣一同排入泥浆船或储浆池装车并运往指定地点排除，确保不污染环境。
PHP泥浆性能指标
粘度 （Pa·S） 20—25 容重 (g/cm3) 1.02-1.06 含砂率 （%） ≤1 PH值 胶体率失水量 （%） (ml/30min) ≤15 泥皮厚度 （mm） ≤2 8—10 ≥95
4.3.4钻孔施工
(1)开钻前进行技术交底、安全双交底交底：指挥部技术部门根据设计图纸、地质勘查报告等编制符合现场实际情况的施工方案，进行技术交底。对现场施工人员进行技术交底。安质部编制专项安全施工方案，并进行安全技术交底。安排专人对旋转钻机钻孔作业区域进行管理，确保非施工人员不得进入钻孔作
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业区域；并提前检查设备和临时电线等安全防护设施，经检查确认齐全完好；夜间旋转钻机钻孔作业必须配置足够的照明。
（2）场地处理：施工平台应平坦坚实，满足钻机正常工作和移动的要求。 （3）设备安装：对主要钻孔机具及配套设备进行检查、维修，底架应平整和保持稳定，不得产生位移或沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，钻头中心与护筒中心的偏差不得大于5厘米。钻机的钢丝绳应配置适当，使用时应有专人检查维修；钢丝绳应无死弯、无断丝，且安全系数不应小于12；钢丝绳松弛度应适宜，并制动良好；钢丝绳卡数量与钢丝绳直径相匹配。钻机下铺垫枕木或方木以保证钻机在钻孔过程中不产生倾斜和位移。钻机就位后其底座平稳、水平，钻架竖直，且保持钻机顶部的起重滑轮槽、钻头、桩位中心在同一铅垂线上，保证钻孔垂直度。孔口处钻杆中心与桩位中心水平偏差不大于5cm （4）钻孔步骤：
①低速启动，逐步增加钻速。
②连续进行，中间不得随意停钻。
③随时检查泥浆比重和含砂率，并记录土层变化情况。
④钻孔达到设计深度后，检查孔位、孔径、孔深、孔型和倾斜度。 （5）施工要求
1）为防止基岩表面不平而造成入岩处桩孔偏斜、移位，在钻孔接近岩面时，应将钻压减至5～10t，转速亦降至2～3rpm，待桩孔入岩2.0m左右时，再恢复至正常的钻压、转速；
2）为保证钻孔的垂直度，施工过程必须采用减压钻进，使加在孔底的钻压小于钻具总重（扣除泥浆浮力）的80%。
3）钻进过程中注意往孔内及时补充泥浆量，维持护筒内的水头高度，护筒内泥浆面的高度应始终高于孔外水位2.0m左右，以保证孔壁稳定。
4）当钻进至接近钢护筒底口位置1～2m左右时，须采用低钻压、低转速钻进，并控制进尺，以确保护筒底口部位地层的稳定；当钻头钻出护筒底口2～3m后，将钻头试着提进护筒，判断钻头能否顺利提进护筒，再恢复正常钻进状态。
5）升降钻具应平稳，尤其是钻头处于护筒底口位置时，必须防止钻头钩挂
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护筒。
6）加接钻杆或停钻时，应先停止钻进，将钻具提离孔底8—10cm，维持泥浆循环5分钟以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后再停风。在加接钻杆时必须确保钻杆连接符合要求，同时每接一次钻杆后下放时都要采用磁力线坠检查钻杆垂直度变化，若钻杆垂直度变化偏差过大则要进行扫孔纠偏，钻杆加接完毕必须由现场技术员检查合格后才可进入下道工序。
7）钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水漏气，使反循环无法正常工作。
8）为避免由于钻杆连接螺栓松动而造成掉钻头，应经常观察孔内泥浆面，如果空压机送气时，孔内泥浆面翻动气泡，表明某一节钻杆的连接螺栓松动，需要停机并逐节检查拧紧钻杆螺栓； 钻具的各个构件一旦掉在孔内，其打捞难度比钻杆螺栓松动造成的掉钻头要大得多，在任何情况下钻具的构件皆不能掉在孔内。为此，在钻具组合时，除将钻具构件之间的连接螺栓上满拧紧外，还需要用钢板制成的卡板将钻具构件之间的连接法兰焊接在一起，见图4-5，这样，即使螺栓松动，由于有卡板的连接，钻具构件也不会掉在孔内。
钢卡板连接示意
钻 具钢卡板钻 具钢卡板
9）钻进过程中应保证孔口安全，孔内严禁掉入铁件（如扳手、螺栓等）物品，以保证钻孔施工正常顺利进行。
10）定时检测钻机底座的水平度（底座四角差不得大于3mm）及钻塔的垂直
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