空气潜孔锤取心跟管钻进技术
潜孔锤跟管钻进法
潜孔锤跟管钻进法一、施工工法潜孔垂跟管钻进法采用φ60mm—φ127mm钻杆为钻具，钻进时潜孔冲击器振动、冲击中心钻头，中心钻头传递冲击给套管钻头并带动套管钻头钻进，套管与回转动力头无连接。
冲击器与内钻杆连接，内钻杆通过连接头的内螺纹与回转动力头连接，回转动力头通过连接头传递扭矩给套管和钻杆，将管棚钢管依次打入土层。
当钻进到设计长度时，反向旋转内钻杆90度即可将中心钻头与套管钻头分离，然后把内钻杆全部提到孔外，将套管（管棚钢管）留在孔内。
每打设一根进行封孔注浆，最终在隧道拱部形成一个环形拱架。
二、适用条件适用于卵石、碎石、塌方等不易成孔的地层中隧道开挖的超前支护，常用管径为φ108mm、φ133mm。
三、施工实例北京市轨道交通首都国际机场东直门站下穿二号线人行通道隧道工程，该段为沙卵石地层。
为了控制沉降，保证二号线人行通道的正常运行，设计要求在该处施工φ127mm超大管棚预支护。
如果采用普通钻进法，在钻进过程中容易塌孔，无法保证管棚质量达到设计要求。
2006年5月我公司在该隧道管棚施工中，采取了潜孔锤跟管钻进成管法施工，成功控制了地表沉降，最大沉降为3mm，确保了隧道开挖的施工安全。
四、施工方案1、工艺流程2、施工步骤2.1、桩位测放2.2、机具组装调试2.2.1、安装钻机前，要对轨道进行铺设，要求H型钢轨找平误差<3mm，底盘对角线找平误差±3mm，四柱对角误差±5mm，斜拉筋需绷紧，交叉拉力基本相等；2.2.2、卡瓦及所有螺母必须拧紧，丝杠、顶杠要顶紧，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。
2.2.3、钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，确认正常后方可进行试钻；2.2.4、.空压机使用前要经过全面检修,通气管连接要严密，在通气管的端头另外安装一小气管,随时清理钻杆内孔;2.2.5、钻具前部的潜孔冲击器，必须经检验，保证质量合格，性能可靠，以下为钻具连接示意图。
气动潜孔锤技术
1.1 研究现状
4、空气钻进用泡沫剂和钻进工艺 共研制成功四种泡沫剂（ADF－1、CDT－182、
CDT－183）和一种清泡剂（DX），其性能达到 或超过国外同类产品水平。
5、多功能空气钻进用钻机和各类监测系统，为 发展多工艺空气钻进技术装备创造了条件。
1.2 研究的主要内容
（一）根据潜孔锤的工作原理及发展动态， 拓展其在复杂地层（地层松散、钻进困难、 孔壁稳定性差）钻进时的跟管及拔管应用， 同时提出对潜孔锤的改进措施。
2.1.2 冲击器的结构及其工作原理
冲击器是一个能产生冲击作用的气功装置，其 基本结构一般由配气机构，内外缸、活塞几部 分组成。
其基本结构见下图。
1 上接头 6 阀垫
11 半圆卡
2 密封圈 7 内缸 12 胶圈
3 逆止阀 8 活塞 13 外管
4 弹簧 9 外缸 14 花键套
5 配气座 10 缓冲圈
气动潜孔锤技术
湖北省地质环境总站 工程中心2019培训
讲课人：罗会军 邮箱：lzyzxdny126
1 概述
岩土钻凿工程在当前我国经济建设中已占有愈来愈 重要的地位，其应用领域已不仅涉及矿产的勘探与 开发，而愈来愈多地涉及建筑、供水、市政、交通、 环境等方面。而随着我国经济建设的进一步改革开 放和建设步伐的加快，这类工程的国际国内市场越 来越大，要求也越来越高。因此，岩土钻掘技术及 工艺水平的发展对我国的各类工程建设及经济发展 起着愈来愈重要的影响，空气潜孔锤钻进以其能够 大幅度提高钻进效率，保证工程质量，降低施工成 本，具有显著的技术经济效益而视为现代钻探技术 与衡量钻探技术的标志之一，受到国内外钻探行业 的重视。
1 概述
空气潜孔钻进技术因其如下的一些特点，是它 拓展应用领域的有利条件：
潜孔锤偏心跟管钻进技术
及城市基础设施等建设工程中， 遇到了大量 的 地 质 灾 害 防 治 、基 础 加 固 等 复 杂 地 层 的 工 程施工， 使潜孔锤跟管钻进技术得到了空前 的发展。国际上已经有的潜孔锤偏心跟管钻 进技术基本上在国内都得到了广泛的应用。
中国地质科学院探矿工艺研究所在潜孔 锤跟管钻进技术领域内研究起步较早， 自“七 五”开始研究以来， 特别是“九五”期间的进一 步开发、完善， 已经形成了与潜孔锤偏心跟管 钻进技术相配套的数十种单偏心、双偏心、三 偏心等潜孔锤跟管钻具产品， 不仅服务于地 质 勘 察 、地 质 灾 害 治 理 领 域 ， 还 满 足 了 水 电 站、高速公路、铁路及城市基础设施等建设工 程的需要。其中， ＳＰ 系列潜孔锤偏心跟管钻 具是专利产品， 专利号是： ＺＬ２００３２０１１５２０２．８。 其 产 品 规 格 有 ： ＳＰ１０８、 ＳＰ１２７、ＳＰ１４０、ＳＰ１４６、ＳＰ１６８、ＳＰ１７８、ＳＰ１９４、 ＳＰ２１９、ＳＰ２４５ 等。ＳＰ 系列跟管钻具可与常用 的冲击器相配套。
图 ２ 是单偏心三件套跟管钻进系统示意 图， 单偏心三件套跟管钻具由中心钻头、偏心 扩孔钻头、导正器、联接销系统等组成。 ２．２ 潜孔锤偏心跟管钻进工作原理
单偏心三件套潜孔锤偏心跟管钻具工作 时由钻机提供回转扭矩及推进动力。正常钻 进时， 由空气压缩机提供的压气， 经钻机、钻
凿岩机械气动工具， ２００７（ １）
潜孔锤偏心跟管钻进技术
赵建勤
（ 中国地质科学院 探矿工艺研究所， 四川 成都 ６１００８１）
摘要： 主要介绍潜孔锤偏心跟管钻进技术、ＳＰ 系列偏心跟管钻具的特点以及潜
孔 锤 偏 心 跟 管 钻 进 技 术 用 于 解 决 地 质 灾 害 、水 电 建 设 、城 市 高 层 建 筑 地 基 处 理 、公
空气潜孔锤钻进工艺
空气潜孔锤钻进工艺嘿，咱今天就聊聊这空气潜孔锤钻进工艺。
这玩意儿可厉害啦！就像个超级战士，在地下世界冲锋陷阵。
空气潜孔锤钻进，那可是个充满挑战和惊喜的过程。
想象一下，一个巨大的钻头，像一头凶猛的野兽，狠狠地咬进大地的怀抱。
而空气潜孔锤呢，就像是这野兽的心脏，不断地跳动，为钻头提供强大的动力。
它的工作原理其实并不复杂。
压缩空气通过钻杆进入潜孔锤，推动锤头高速冲击岩石。
这冲击的力量，那可真是惊人！就好像无数个小锤子，不停地敲打，把坚硬的岩石一点点地打碎。
这过程，不就像一个勇敢的战士，拿着武器，与敌人展开激烈的战斗吗？在实际应用中，空气潜孔锤钻进工艺有很多优势。
首先，它钻进速度快。
那速度，简直就像火箭一样，嗖的一下就钻进了地下。
相比传统的钻进方法，它能节省大量的时间。
这对于那些着急完成工程的人来说，可真是个大宝贝。
其次，它对地层的适应性强。
不管是硬岩还是软岩，它都能轻松应对。
就像一个万能的工具，不管遇到什么难题，都能找到解决办法。
这一点，可让很多工程师们省了不少心。
而且，空气潜孔锤钻进工艺还能提高钻孔的质量。
钻出的孔壁光滑，直径均匀，就像用尺子量过一样。
这对于后续的工程施工来说，可是非常重要的。
不过，空气潜孔锤钻进工艺也不是完美无缺的。
它对压缩空气的要求比较高。
如果压缩空气的压力不够，或者质量不好，就会影响钻进的效果。
这就像一个运动员，如果没有足够的氧气供应，就无法发挥出自己的最佳水平。
还有啊，操作空气潜孔锤钻进设备也需要一定的技术和经验。
如果操作人员不熟练，就容易出现问题。
这就像开车一样，新手司机和老司机的水平肯定不一样。
但是，这些问题都不能阻挡空气潜孔锤钻进工艺的发展。
随着技术的不断进步，这些问题都在逐渐得到解决。
现在，越来越多的工程都开始采用空气潜孔锤钻进工艺，它的应用前景一片光明。
总之，空气潜孔锤钻进工艺是一种非常有前途的钻进方法。
它就像一颗闪亮的星星，在地下工程领域绽放着光芒。
让我们期待它在未来能为我们带来更多的惊喜吧！。
空气潜孔锤跟管钻进技术与应用
国外 的一 种潜 孔 锤 同心 跟 管 钻 具 ， 国 Ｔ ＰＤ ＩＬ 韩 Ｏ ＲＬ 公 司等在 这方 面也 有较 多研究 。
在 国 内 ， 孔 锤 跟 管钻 进 技术 是 随 着潜 孔 锤 钻 潜
维普资讯
２０ ０ ８年 第 ７期
探 矿工程 （ 土钻 掘工 程 ） 岩
５ ５
空气潜孔锤跟管钻进技术 与应 用
赵建 勤， 李子章 ， 绍云 ， 石 王 勇 ， 罗宏保
（中国地 质科学院探矿． 艺研 究所 ， Ｔ － 四川 成都 ６ １３ ） １７４
ｙ ｎ Ｗ ＮＧＹ ｎ ， Ｕ ｏｇｂｏ（ ｈ ｎｔｕｅｏ ｘｌ ａｉ ｅｈ ｏ ｇ ， Ａ Ｓ Ｃ ｅｇ ｕＳｃｕｎ６ ３ ，Ｃ ｉａ ｕ ， Ａ ｏｇ Ｌ Ｏ Ｈ ｎ －ａ Ｔ ｅＩｓｔｔ ｆ ｐ ｒｔ ｎＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｃ Ｇ ， ｈｎｄ ｉ ａ １７ ４ ｈｎ ） ｉ Ｅ ｏ ｏ ｏ ｈ ｔ
中 图 分 类 号 ：６４ ５ Ｐ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２— ４ ８ ２ｏ ）７—０５ ０ １７ ７ ２ （ｏ ８ ０ ０ ５— ５
Ｔｅｈ ｏｏ ｙｏ Ｈ ｉｉｇ ｗｉ ｌ ａ ｏ ／ ＨＡＯ Ｊａ —ｉ ．Ｌ ｉ ｈ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｆＤＴ Ｄｒｌ ｎ ｔ ｉ ｌ ｅ ｕ ｓｎ ｎ ｈ ｐｉ ｆ ｎ Ｚ ｌ ｌ ａ ｃｉ ｉｎｑｎ ＩＺ － ａ ｇ．Ｓ ＩＳ ａ — ｚ Ｈ ｈ ｏ
摘
要 ： 管钻进技术 已发展成为对付 复杂地层 钻进 的一种有效方法 ， 跟 主要介绍空 气潜孔锤 跟管钻进 技术 、Ｐ系列 ｓ
潜孔锤偏心跟管钻进技术
孔 锤 偏 心 跟 管 钻 进 技 术 用 于 解 决 地 质 灾 害 、水 电 建 设 、城 市 高 层 建 筑 地 基 处 理 、公
路 、铁 道 建 设 工 程 等 复 杂 地 层 钻 进 的 实 例 。
关键词： 潜孔锤； 偏心跟管钻进； 复杂地层； 地质灾害
中图分类号： ＴＥ９２
文献标识码： Ｂ
所用的跟管钻压达到设计跟管深度。
３ ＳＰ 系列偏心跟管钻具特点
ＳＰ 系 列 潜 孔 锤 偏 心 跟 管 钻 具 主 要 由 中 心 钻 头 、偏 心 扩 孔 钻 头 、导 正 器 、联 接 销 系 统 等组成， 如图 ４ 所示。在该状态时， 中心钻头、 偏心扩孔钻头、导正器的中心轴线处于同一 条中心线上， 钻具在管靴、套管内可自由进 出。当钻具处于如图 ５ 所示的工作状态时， 其 偏心扩孔钻头离开中心轴线， 旋转至工作位 置， 中心钻头和偏心扩孔钻头进行破岩钻进， 导正器的凸肩带动管靴、套管进行跟管钻进。
在以冲击为主的潜孔锤偏心跟管钻进工 艺中， 钻压是一个很重要的参数。当正常钻进 时， 其钻压从理论上讲由钻具钻压 Ｐ１ 和跟管 钻压 Ｐ２ 组成。对钻具钻压 Ｐ１ 来讲， 当保持足 够钻压时， 可防止钻具在冲击时反弹， 使钻具 紧密地与孔底岩石接触， 对传递冲击功， 提高 破碎效率是十分重要的。实践证明， 在一定范 围内， 随着钻具钻压增大， 机械钻速随之增高，
提钻吹孔时， 只要导正器表面的孔露出 套管靴， 解除封闭状态， 大量空气将通过此 二孔进入套管， 对套管内岩屑进行强吹。当 钻进工作告一段落， 需将钻具提出时， 可慢 速反转钻具， 偏心钻头又依靠惯性力和摩擦 力 收 回 ， 整 套 钻 具 的 外 径 小 于 管 靴 、套 管 的 内径， 即可将钻具提出到配接钻杆和套管的 位置或将钻具提出孔外， 套管留在孔内护 壁。
潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用
潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用摘要：砂卵石地层是钻探中常见的复杂地层，在该地层快速成孔的技术一直困扰着钻探人员。
通过分析目前砂卵石地层常用的钻进方法，提出用潜孔锤偏心跟管钻进技术在该地层快速钻进成孔。
理论结合实践证明，该技术在砂卵石地层能够快速成孔，并具有广阔的应用前景。
关键词：潜孔锤；跟管钻进；砂卵石地层1.砂卵石地层钻进技术现状砂卵石地层复杂，分布无规律，结构松散变化大，粒径不一，常有粒径20～30cm的漂石，甚至有粒径1m以上的大孤石，架空现象严重，透水性强。
在钻进过程中总会遇到钻进难和护壁难等难题[1－4]。
1.1锤击跟管硬质合金取芯钻进技术[5]该技术通常采用硬质合金和钢粒钻进，吊锤击打套管跟进。
当孔壁坍塌影响钻进或钻遇大孤石时，采用孔内爆破技术进行爆破。
该方法的缺点是钻进效率低、取芯率低和孔故率高。
1.2金刚石取芯钻进技术该技术在砂卵石地层钻进时，通常以植物胶作为冲洗液配合金刚石钻头钻进和用单动双管取芯钻具取芯。
该技术能够提高取芯质量、提高钻进效率和降低孔故率。
但在水敏性地层和极破碎等复杂地层钻进效果较差。
1.3冲击钻进、粘土护壁法该方法利用钻头的冲击挤密和孔内填加粘土的办法,可有效护壁,保证孔壁稳定。
但是一般钻孔直径较大，效率较低，且孔内遇水或孔隙较大时，孔壁不稳定，钻进效果较差。
1.4空气潜孔锤跟管钻进技术空气潜孔锤跟管钻进技术是一种钻进、排渣和护壁同时进行的钻进技术，可以较好的解决护壁问题，具有地层适应性强、钻进效率高、孔壁稳定的优点。
近年来已广泛应用于砂卵石地层钻进。
其有同心跟管钻进和偏心跟管钻进两种方式。
目前应用较多的为空气潜孔锤偏心跟管钻进。
通过对比分析，使用空气潜孔锤偏心跟管钻进技术能较好的解决在砂卵石地层快速成孔的问题。
2.空气潜孔锤偏心跟管钻进原理以单偏心潜孔锤偏心跟管钻具为例[6]说明其跟进原理，跟管钻具结构见图1。
钻进时，压缩空气经钻杆进入冲击器，推动冲击器的活塞做高频冲击导正器的往复运动，冲击器通过导正器将冲击波和钻压传递给中心钻头和偏心钻头以破碎孔底岩石。
潜孔锤跟管取芯钻进技术在某铁路工程特大桥上的应用
西部探 矿工 程
２ ０ １ ３年第 ２期
潜 孔锤 跟 管取 芯钻 进 技 术在 某铁 路 工程特 大桥 上 的应 用
李 金 乐
（ 铁 道第 三勘 察设 计院 集 团有 限公 司， 天津 ３ ０ ０ ２ ５进过程 中， 会产生掉块、 坍塌、 缩径、 超径、 漏失等， 导致不能正常钻进， 钻 进 效 率低 ， 甚 至造成孔 内事故 。同时 ， 采 用回转钻进 ， 岩 芯受到 冲洗液 冲刷 ， 岩 芯采取 率低 。针 对上 述 情况， 应用潜孔锤 跟 管取 芯钻进技 术 ， 介 绍 了其钻具 结构 、 特 点 以及 配套设 备的 选择 。另外 ， 根 据钻探 实际遇 到的 问题 ， 完善 了钻 具结构 。 关键词 ： 潜孔锤 ； 跟 管取 芯 ； 钻进 效率 ， 岩芯采 取 率 中图分类号 ： Ｐ ６ ３ ４ ． ５ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ Ｏ ０ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ Ｏ １ ３ ） Ｏ ２ 一Ｏ ０ ６ ６ 一Ｏ ３
图 １ 钻具照片
进 由于采 用 以冲击 力 为 主破 碎 岩石 ， 钻 具 回转 速 度 慢 、 进度 快 ， 从 而消 除了金 刚石 回转钻 进 时高 速 回转对 岩芯 的扰动破 坏 因素 ， 所 以取 得 的岩芯能够 较客 观反映 地层
情况 。
（ ５ ） 发挥潜孔锤钻进效率高的技术优势 ， 实现取芯
１ 工程 概况
某工 程 特 大 桥 位 于河 北 省 正 定 县 内， 桥 全 长
９ ９ ８ ０ ． ７ ０ ｍ， 桥址区地处冲洪积平原 ， 地形较平坦开阔， 位 于河床附近， 大部辟为农田及林地。地层情况大致为 ： 上 部０ ￣１ ０ ｍ左右为土和砂 ， １ ０ ｍ以下为圆砾土、 卵石土。 ２ 空气潜 孔锤 跟 管取芯钻探 技术 ２ ． １ 钻 具 结构 空 气潜孔 锤取芯 跟 管钻 具 主要 由中心 取 芯 钻具 和 套管 靴总成 ２部分组 成 。其 中 ， 中心 取芯钻 具为可 提升 部分 ， 钻进时执行取芯钻进任务 ， 同时带动套管钻头旋 转， 钻进回次结束， 可随钻杆被提到地表 。套管靴总成 连接 在套 管柱 下端 ， 在取 芯 钻头 带 动下 ， 执 行 同 步跟 管 任务 ， 钻孔期间始终留在孔内， 见图 １ 。 钻具设有 ： 高、 低压气流通道系统、 传扭机构 、 传压 机构 、 套管分动机构 、 瞄向到位机构和取芯装置等 ６ 个 机构 。 ２ ． ２ 钻 具特 点 （ １ ） 钻具 结构采 取 同步 、 同心跟 管钻进 原理 ， 结 构合 理， 免 除 了因地层 的垮 塌 因素而造成 的不到 位故 障 。 （ ２ ） 采用 中心钻 头超 前 套 管钻 头 的 阶梯 钻进 原 理 ， 同时将高压气流通道与低压通道分开， 使高压气流直接 从高压排气孔排出， 避免高压气流冲刷孔底岩芯 ， 岩芯 始终 处于岩 芯管 的屏 蔽保 护下 ， 所 以能够取 得高质 量 的 岩芯和高的采取率 。 （ ３ ） 钻具采用双管结构 ， 可 以满足不 同的砂卵石和 松散地层的取芯要求。 （ ４ ） 与金刚石回转钻进不同， 新型钻探取芯技术钻
空气潜孔锤跟管钻进技术(赵建勤)
4 空气潜孔锤跟管钻进配套机具
4.1 空压机（风压和风量）
4.1.1 首先要满足潜孔冲击器所需的最小风 压和风量的需要---潜孔冲击器能正常工 作；
90型冲击器 110型冲击器
350型高风压冲击器 380型高风压冲击器
4.1.2 满足最低清孔、排渣的需要，即要 求上返风速≥10 m/ s。
在施工现场，由于受输气管线距离长短、 管线接头连接尺寸以及钻进中地层裂隙的 漏失等因素影响，在理论计算值的基础上 应留有余地。要以能满足正常钻进工艺循 环为原则，在条件允许的情况下应尽量选 用能力较大的空压机。
4.2 钻机
钻孔直径
钻孔深度 钻
机
参
工艺方法（地层复杂程度）
数
选
择 地形、地貌特征
依
据
工程工期
性能价格比
钻机扭矩起拔能力
钻机动力头行程
通孔能力
钻
机
动力头形式
能
力 钻机质量大小
钻机选型原则
低转速、大扭矩 钻机能力宜大不宜小。选用能力较大
的钻机对提高工程施工效率有积极作 用,尤其是在一些复杂地层、钻进过程 中容易出现坍孔、卡钻、埋钻等异常 事故的地区。
Φ168套管
钻进时，取芯跟管钻具实
现冲击回转钻进，岩芯随
传扭花键付
钻孔孔壁
钻进入岩芯管；套管同步
岩心
跟进。
钻进回次结束，中心钻具 直接被提到地表取岩芯， 套管则留在孔内。
高压通气孔 中心钻头
套管靴总成 传压凸台
套管钻头
3 空气潜空锤跟管钻进国内外现状
3.1 国内外用于空气潜孔锤跟管钻进的 钻机很多，根据不同钻机其工艺分 为：
立轴钻机行程0.4～0.6m，为了增加1.5m长的套管，必须搭 建平台，其高度与钻机行程之和必须大于1.5m。
空气潜孔锤跟管钻进工艺在某矿探放老空水顺煤层钻孔施工中的应用
技术平台空气潜孔锤跟管钻进工艺在某矿探放老空水顺煤层钻孔施工中的应用时 晓（平顶山天安煤业股份有限公司勘探工程处，河南 平顶山 467099）摘 要：本文主要介绍了空气潜孔锤跟管钻进工艺在平煤股份公司某矿探放老空水中的实际应用，总结了操作中的技术要点，分析了存在的问题，提出了建议，为在井下探放老空水顺煤层钻孔钻进中的应用和推广提供了经验。
关键词：空气潜孔锤；跟管钻进；探放；老空水；应用1 概述跟管钻进技术已发展成为对付复杂地层钻进的一种有效方法，在河南省已广泛应用到了水文水井钻探施工、金矿勘探、煤层气施工、抗旱救灾、地质灾害治理工程等领域中。
然而该技术却未被广泛应用于井下探放老空水钻孔施工中。
2013年，我单位承担了平煤股份公司某矿的探放老空水施工任务，采用空气潜孔锤跟管钻进工艺，成功穿越了采空区，圆满完成了4个探放老空水顺煤层钻孔的钻凿施工任务。
2 工程概况平煤股份公司某矿采用倾斜分层走向长臂下行垮落法开采己15-17煤层。
其中己15-17-12092采面位于该矿己二采区东翼，北临已回采完毕的己15-17-12091采面风巷，南跨过已回采完毕的己15-17-12111采南风巷，作面可采走向长876m，倾斜宽129m，煤层揭露平均厚度2.5m，平均倾角25°。
该采面风上帮距己15-17-12091采面风巷下帮直线距离约41m，距己15-17-12071机巷下帮直线距离约50.5m。
己15-17-12071采面于2007年1月回采完毕，不再维护。
己15-17-12091采面于2008年8月回采完毕，不再维护。
从2013年起，己15-17-12071采空区积水通过断层带渗入到了己15-17-12092风巷，造成己15-17-12092风巷F5点附近巷道顶板淋水，水量约2m3/h，且有增大的趋势。
为确保己15-17-12092采面安全回采，需要在己15-17-12092风巷的适当位置对己15-17-12071采空区积水进行探放。
潜孔锤同心扩孔套跟管钻进施工工法(2)
潜孔锤同心扩孔套跟管钻进施工工法潜孔锤同心扩孔套跟管钻进施工工法一、前言：潜孔锤同心扩孔套跟管钻进施工工法是一种常用于复杂地质条件下的土建施工方法。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及一些工程实例。
二、工法特点：潜孔锤同心扩孔套跟管钻进施工工法具有以下特点：先进的设备、高效的作业、适用于多种地质情况、能够保证施工质量和安全。
三、适应范围：该工法适用于复杂地质条件下的土建施工，如岩石、土层等地质条件不同的区域。
四、工艺原理：该工法采用先进的设备和技术，通过对施工工法与实际工程之间的联系进行分析和解释，确保施工的理论依据与实际应用相符。
五、施工工艺：该工法的施工过程分为多个阶段，包括测量、孔位布置、钻孔、套管、锚固、爆破等各个环节。
每个环节都需要遵循严格的操作步骤和安全要求，以确保施工的质量和安全。
六、劳动组织：在施工过程中，需要合理组织施工人员，确保施工进度与质量要求的同时，注意保证劳动者的安全和劳动保护。
七、机具设备：该工法需要使用潜孔锤、扩孔套、跟管钻机等机具设备。
这些机具设备具有高效、稳定的性能，能够满足工地需求。
八、质量控制：为了保证施工质量，需要采取一系列质量控制的方法和措施，如选择合适的机具设备、科学设计施工方案、合理选取工艺参数、进行严格的施工监造等。
九、安全措施：在施工过程中，安全是至关重要的。
需要注意施工过程中的危险因素，并采取相应的安全措施，如设置警示标志、设置安全防护网、进行安全教育培训等。
十、经济技术分析：通过对施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析，可以对工法进行评估和比较，为实际工程提供参考和指导。
十一、工程实例：本文还将通过介绍一些工程实例，展示潜孔锤同心扩孔套跟管钻进施工工法在实际工程中的应用和效果。
综上，潜孔锤同心扩孔套跟管钻进施工工法是一种具有先进性、高效性、适用性的土建施工方法。
潜孔锤跟管钻进技术在应急抢险中的应用
我 国幅员辽 阔 ， 各 种灾 害经 常发生 ， 在众 多灾 害 中， 滑 坡引 起 的地质 灾 害 和干 旱 引 起 的饮 水 困难都 对人 民的生命 安全 造成极 大 的威胁 。在灾 害发 生 以 后， 如何在 最短 的时 间 内进 行 救 援 ？救援 工 作 要 取 得较 好 的效 果 ， 时间不等人 ， 必 须 采 取 科 学 救 援 措 施， 利用先 进 的技术 方法 和手段 ， 将灾 害 给人类 带来 的损失减 少 到最 小 。潜 孔锤 跟 管 钻 进技 术 ， 由 于具 有 钻进 速度快 、 不需 要钻 进泥 浆 、 钻进 的同时跟 进套 管 进行护 壁 ， 能适应 各种 复杂地 层 的钻进 ， 是用 于克
ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｄ ｒ ｏ ｕｇ ｈｔ — ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ａ ｎ ｄ ｅ ｍｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｃ ｙ ｒ ｅ ｓ ｃ ｕ ｅ ｅ ｔ ｃ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：ＤＴＨ ｄ ｉｌ ｒ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａ ｓ ｉ ｎｇ；ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ｒ ｅ ｓ ｃ ｕ ｅ；ｅ ｍｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｃ ｙ ｒ ｅ ｓ ｃ ｕｅ；ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
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空气潜孔锤跟管取心钻进相关技术探析
（） ３钻具 采 用双 管 （ 外管 和 岩 心 管 ） 三 和 层 管 （ 管 ， 心 管 和 半 合管 ） 构 ， 以 满 外 岩 结 可 足 不 同 的 砂 卵 石 和 松 散 地 层 的取 心要 求 。 （ ） 具采 用 的 外 管和 内管 均 为地 质 钻 ４钻
探 以 及 石 油 钻 并 的标 准 管 材 系 列 ， 场 货 市 源 充足， 换性好 。 互 （ ） 金 刚 石 回 转 钻 进 不 同 ， 气潜 孔 ５与 空 锤 跟 管 取 心钻 进 由于 采 用 以冲 击 力 为 主破 碎 岩 石 ， 具 回转 速 度 慢 ， 度 快 ， 而 消 钻 进 从 除 了 金 刚石 钻 进 时 高 速 回转 对 岩 心 的扰 动 破 坏 因素 ， 以 可以 取 得 的 岩 心 能 够 较 客 所 观 反 映地 层情 况 （ 层位 、 裹 情 况 等 特性 ） 包 。 （ 发 挥 潜 孔 锤 钻 进 效 率 高 的 技 术 优 ６）
（ ） 具 结 构 采 取 同步 、 １钻 同心 跟 管 钻 进 原 理 ， 构 合理 ， 除 了 因地 层 的 垮塌 因素 结 免 而造成的不到位故障。 （） ２ 采用 中心 钻 头 （ 面 ） 前 套 管 流 通道 与
低压 通 道 分 开 ， 高 压 气流 直 接 从 高压 排 使 钻 孔 垂 直 度 要 求 较 高 的工 程 中 应 用 。 同 气孔 排 除 ， 免 高 压 气 流冲 刷 孔 底岩 心 ， 而 避 岩 心 式 跟 管 钻具 可较 好 地 克服 偏 心 跟 管 钻具 心 始 终 处 于岩 心 管 的 屏 蔽保 护 下 ， 以 ， 所 能 的 以上 缺 陷 。 够 取 得 高 质量 的岩 心 和 高 的 采 取 率 。
空 气 潜 孔 锤 就是 利用 压 缩 空 气 驱 动 潜 进 ， 在钻 进 的 同 时 实现 套 管 跟 进护 壁 ， 即 确 孔 锤 完 成 工 作 行 程 和 实 现 潜 孔 锤 的 回程 ， 保 快 速 、 全 、 济 地 钻 至 设 计 层 位 或深 安 经 因此 它 是 一 种 双 作 用 的 冲 击 器 。 气 潜 孔 度 ， 成 工 程 内容 。 空 完 当前 ， 于 潜 孔 锤 同 步 用 锤 亦称 风 动 冲击 器 。 由于 工 作 介 质 为空 气 ， 跟 管 的 方法 主 要 是 采 用偏 心 跟 管 钻具 和 同 而 空 气 的阻 力 是液 体 的 １ ８ ０～ １ ９ ０， ／３ ／ ０ 故 心 跟 管 钻 具 来 实现 。 心 跟 管 钻 具 主 要 用 偏 在 相 同 的 冲 锤 重 量 ， 效 工 作 面 积 和 冲 程 于 边坡 工 程 ， 心 直 径 小 ， 且 钻 孔 容 易倾 有 取 而 条 件下 其 冲 击功 和 冲 击频 率 均 比液 动 冲 击 斜 ， 宜 于在 坝 基 勘 察 等要 求 大 直 径 取心 、 不
气动潜孔锤跟管钻进技术在钻孔桩施工中的应用
气动潜孔锤跟管钻进技术在钻孔桩施工中的应用摘要：以澳门地区实际工程为例，浅析气动潜孔锤跟管钻进技术原理及在钻孔桩施工中的应用。
关键词：跟管钻进技术气动潜孔锤钻孔桩The Application of Pneumatic DTH Hammer Drilling with Casing Technology in the Construction of Bored PilesYao suixi(China Civil Engineering Construction Corporation, Beijing 100038, China)AbstractExamples of actual construction projects in the Macau region, simple analysis of the application of pneumatic DTH hammer drilling with casing principle and technology in the construction of bored piles.KeywordsDrilling with Casing Technology , Pneumatic DTH hammer，Bored Piles1 引言气动潜孔锤跟管钻进成孔技术是多工艺空气钻进方法之一，广泛应用于地质勘探、水文钻井、滑坡防治、隧道及桥梁等工程领域。
近年来在城市建筑施工中亦多有应用，尤其适用于第四系冲击层地质的钻孔作业，具有钻进速度快、成孔率高、成孔深度大等优点。
2 气动潜孔锤跟管钻进成孔原理气动潜孔锤跟管钻具系统一般主要由潜孔冲击器、导向钻头、环状钻头、扩孔钻头、套管靴及套管组成。
跟管钻具由钻机提供回转扭矩及推进动力，空压机提供高压空气通过钻杆进入潜孔冲击器使其工作。
冲击器冲击跟管钻具的导正器并将冲击波及钻压传给中心钻头及环状钻头破碎孔底岩石。
气动潜孔锤钻进技术
⽓动潜孔锤钻进技术⽓动潜孔锤钻进技术摘要：⽓动潜孔锤的应⽤领域及分类和特点，根据常规潜孔锤钻进⽅法特点进⾏了总结与分类，吉林⼤学⾃主研发的贯通式潜孔锤及反循环钻进技术，研究成功，经⽣产性野外试验，取得了良好的效果。
关键词：⽓动潜孔锤、钻进技术、反循环1.概述风动潜孔锤20世纪60年代引⼊我国，70年代我国技术⼈员已经⾃⾏设计研制风动潜孔锤，应⽤领域主要是矿⼭爆破孔，完成的⼯作量愈年增加。
风动潜孔锤钻进以其很⾼的钻进效率、很长的钻头寿命、较低的钻孔成本、并不需配制洗井介质、适合全天候施⼯作业等显著特点，在各钻孔领域展现出巨⼤的应⽤前景。
⾃70年代始风动潜孔锤逐渐扩⼤其应⽤领域，发展到⽔⽂⽔井钻凿，其硬岩钻进效率较常规钻进⽅法(硬质合⾦钻进、钢粒钻进)效率提⾼5～8倍，风动潜孔锤钻凿⽔井做为⼀项⾼新技术当时被⼴为应⽤。
上世纪80年代国外已将风动潜孔锤拓宽应⽤到地质岩芯勘探领域，将潜孔锤施⼯爆破孔⼏⽶⾄⼗⼏⽶深延伸到勘探钻孔的⼏百⽶深，将潜孔锤爆破孔只成孔不取芯发展到取芯取样钻进，并由普通正循环钻进发展为中⼼取样钻进，即CSR(Center Sample Recovery)钻进⽅法。
80年代开始，随着潜孔锤应⽤于勘探领域，国外钻探技术⼈员开始研究贯通式潜孔锤及反循环钻进技术。
时值我国七·五计划开始，原地质矿产部瞄准国际前沿，也将贯通式潜孔锤及反循环钻进技术列为重点科技攻关项⽬，由原长春地质学院承担研究⼯作。
2. 应⽤领域⽓动潜孔锤钻进适⽤的地层⼏乎可包括所有⽕成岩和变质岩以及中硬以上的沉积岩。
对于硬岩和坚硬岩层来说，使⽤潜孔锤钻进更为有利。
因为硬岩和坚硬岩层的脆性⼤，在冲击载荷作⽤下，除局部岩⽯直接粉碎外，在钻头齿刃接触部位岩⽯将产⽣破裂形成⼀个破碎区，并产⽣较⼤颗粒的岩屑，因⽽钻进速度⼤⼤⾼于单纯回转钻进。
⽓动潜孔锤对容易孔斜的岩层，如⽚理、层理发育，或者软硬不均匀以及多裂隙的岩层等，能有效防⽌或者减少孔斜。
空气潜孔锤取心跟管钻进技术
空气潜孔锤取心跟管钻进技术
李子章;李政昭;张道云;钱锋
【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》
【年(卷),期】2009(036)0z1
【摘要】把潜孔锤钻进、跟管钻进和取心钻进结合在一起,获得了一种在复杂地层取心钻进的新方法.
【总页数】4页(P158-160,166)
【作者】李子章;李政昭;张道云;钱锋
【作者单位】成都理工大学环境与土木工程学院,四川,成都,610059;中国地质科学院探矿工艺研究所,四川,成都,611734;中国地质科学院探矿工艺研究所,四川,成都,611734;成都水电勘测设计研究院,四川,成都,61000;中国地质科学院探矿工艺研究所,四川,成都,611734
【正文语种】中文
【中图分类】P934.5+6
【相关文献】
1.空气潜孔锤反循环连续取心钻探技术培训在河南举行 [J],
2.覆盖层绿色钻探新方法--空气潜孔锤取心跟管钻进 [J], 李政昭;吴金生;钱锋;黄晓林
3.空气潜孔锤跟管钻进技术与应用 [J], 赵建勤;李子章;石绍云;王勇;罗宏保
4.空气潜孔锤跟管取心钻进相关技术探析 [J], 何成
5.“空气潜孔锤反循环连续取心钻探技术培训班”在河南栾川举办 [J],
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空气潜孔锤取心跟管钻进技术
一、基本概况
空气潜孔锤取心跟管钻进技术针对河床、滑坡、等堆积地层，采用空气钻进而研发的一种钻探新方法，具有钻进速度快、取心质量好、不破坏植被和不影响地层稳定性等优势；主要用于浅部地质钻探（绿色钻探、砂卵砾石层钻探等），水利水电、滑坡等工程地质勘察领域。
该技术通过“优质、高效”的途径，解决了各种堆积地层的岩心质量较差和钻进效率较低等问题；可“以钻代槽”，避免槽探对植被的破坏。
二、技术主要内容
空气潜孔锤取心跟管钻进技术采用风动钻进原理，将基础工程中的潜孔锤跟管钻进与岩心钻探领域的回转取心钻进组合，通过优化结构，优势互补，形成一种取心质量好、钻进速度快的钻进新方法，为工程地质勘察提供有效的技术手段。
其核心技术是潜孔锤取心跟管钻具。
图1 空气潜孔锤取心跟管钻具
空气潜孔锤取心跟管钻进技术主要由中心取心钻具、套管靴总成组成。
前者执行取心钻进任务，并随钻带动后者跟进套管；后者执行推动套管随钻向孔底延伸，实现随钻跟管钻进。
整套钻具结构简单，使用简便。
中心钻具属于可提升部分，完成取心钻进回次后，可随钻杆被提到地表。
套管靴总成由套管钻头等三个零件组成。
该总成直接连接在套管下端，由中心钻具带动套管钻头旋转，承担
跟管任务，钻孔施工期间，始终留在孔内隔离孔壁。
空气潜孔锤取心跟管钻进技术钻进原理：回转取心钻具，进行冲击取心钻进；同时，通过传扭副带动套管钻头回转，使其保持同步冲击回转钻进，并靠承传压付使套管向孔底延伸，而套管不回转。
钻进回次结束，直接将中心取心钻具提到地表进行取心，而管靴总成仍留在孔内；加长套管后，再将钻具下到孔底并与套管靴总成自动连接，可进行下一回次钻进。
表1 潜孔锤取心跟管钻具规格及其主要技术指标
钻具名称 Φ127取心跟管钻
具
Φ146取心跟管钻
具
Φ168取心跟管钻
具
钻具规格/mm Ф127 Φ146 Ф168
钻孔直径/mm Φ132 Φ152 Ф176
岩心直径/mm Ф54.5 Φ67 Ф75
跟进套管/mm Ф127 Φ146 Ф168
钻头类型 球齿合金钻头 球齿合金钻头 球齿合金钻头
钻具长度/mm 1570（外管1米）
2570（外管2米）
1525（外管1米）
2525（外管2米）
1710（外管1米）
三、重要意义及应用情况
1、成果的重要意义
现阶段及相当长时间，我国高原等植被脆弱地区地质勘探，铁路等基础设施，水利水电和滑坡等工程地质勘察，其各种堆积地层钻探工作量巨大；“一带一路”向外延伸沿线的铁路、公路等基础设施建设，也将有巨大的工程地质勘察工作，该技术具有巨大市场，应用前景非常广阔。
2、典型应用实例
空气潜孔锤取心跟管钻进技术先后在中铁二院的成都地铁4号线温江段、四川省蜀通岩土工程公司的川藏铁路林芝段、四川省地质工程院的成昆铁路米易段、
四川省地质工程集团的西藏阿里普兰县友谊大桥工程、四川省通川岩土工程技术开发公司 的绵广路K284+798～K284+854 滑坡、中国电建集团成都勘测设计研究院的大渡河水电站等等20余家地勘单位的地质勘察工程应用该技术（Φ146mm 、Φ127mm 口径系列）施工钻孔近200个，钻探工作量5000米左右；岩心采取率大于95%，与回转钻进比较钻进效率提高100%以上。
受到地勘单位普遍肯定，国内关注度较高。
表2 成果应用情况统计
应用单位
试验与应用 工程名称 完成 钻孔 钻进工 作量/m 采取率/% 台班进尺 机械钻速/m/h 中铁二院 岩土公司 成都地铁4号
线温江段 5 199.63 ≥2.50 藏铁路林芝段 37 1152.5 95 10 ≥2.50 四川省蜀通 岩土工程公司 藏铁路林芝段 20
615.00
95
12
≥2.50
四川省地质 工程院
成昆铁路米易
段
20 635.00 95 12 ≥2.50
图2 现场施工图集
（供稿单位：中国地质科学院探矿工艺研究所）。