潜孔锤跟管取芯钻进技术在某铁路工程特大桥上的应用
潜孔锤跟管钻进技术研究
第 ８卷 第 ６期
２ ０ １ ７年 ３月
黑 龙 江 科 学
ＨＥＩ Ｌ Ｏ ＮＧＪ Ｉ ＡＮＧ Ｓ Ｃ Ｉ ＥＮ ＣＥ
Ｖｏ ｊ ． ８ Ｍａ ｒ ｃ ｈ ２ （ １ ｌ 了
潜 孔 锤 跟 管 钻 进 技 术 研 究
逢 忠 玉
（ 黑龙 江 省有 色金 属地 质勘 查 ７ ０ １队 ， 哈尔 滨 １ ５ ０ ０ ２ ８ ）
ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ＤＴＨ ｈ ａ ｍｍｅ ｒ ；ＤＴＨ ｈａ ｍｍｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｉ ｐ ｅ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ；Ｅｎ ｇ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ＤＴＨ ｈ ａ ｍ ｍｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｉ ｐｅ ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
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液动潜孔锤钻进技术及应用
液动潜孔锤钻进技术及应用中国地质调查局勘探技术研究所苏长寿液动潜孔锤钻探是在回转钻探的基础上通过利用现场泥浆泵输出的冲洗液驱动液动潜孔锤（简称液动锤或冲击器）其内部的冲锤对钻头施加一定频率和能量的冲击功，加速碎岩，也就是钻头上带有冲击负荷的回转钻探。
钻孔时液动锤安装在钻杆或岩心管与钻头（取心或全面钻进）之间，随钻孔之延深而潜入钻孔中对钻头施加冲击负荷，它是在冲击和回转的共同作用下碎岩，因此可大幅度提高硬岩钻进时效，减轻孔斜，降低成本，提高综合效益。
液动潜孔锤钻探是对现有回转钻探的重大改革，是继现代金刚石钻探之后的钻探新方法。
它较好地利用了坚硬岩石脆性大而抗剪强度较低不耐冲击力的弱点，是解决坚硬岩层和某些复杂岩层钻探效率低钻孔质量差的有效钻探技术。
一、液动潜孔锤目前的研究水平和应用程度：利用回转钻探时泥浆泵冲孔和冷却钻头剩余的液能驱动液动锤而实现液动冲击回转钻探的设想始于1887年，德国沃•布什曼发明的这种钻探法曾在英国获得专利，但直到上世纪60年代，此技术在美国和原苏联及东欧一些国家均尚处于实验阶段。
美国60年代初潘美石油公司（Pan American pertroleum Co）曾研制过两种尺寸的液动潜孔锤并作过一些试验；原苏联钻井技术研究所曾研制成BBO----5A型液动锤并用直径145mm的钻头在石油钻井中钻进到2200m，但结构中的弹簧易损坏需改进。
地质钻探中前苏联在70年代发展较成熟的液动锤型号为Γ—7和Γ—9型，直径分别为56和76mm，80年代初还研制成两种直径分别为59和76mm的绳索取芯式液动锤，但我国当时缺乏具体资料，以后查知其结构特点均为正作用式；瑞典卢基公司的G-Drill-AB分公司研制了一种叫Wassara的液动锤，所用的冲洗液经100μm过滤，直径为96mm的液动锤钻120mm孔，泵量在160—330L/min，泵的输出压力达18Mpa。
可钻进40m。
钻速提高2倍。
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
空气潜孔锤取心跟管钻进技术
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。
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
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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
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。
某铁路特大桥水下钻孔桩施工技术
影 响 ， 面起 伏较 大 ， 层 多 ， 圆 砾 土 中 岩 夹 粗 渣 过 厚 而 降 低 桩 基 的承 载 力 。 时 确 保 桩 且水 量 较 小 ， 同 可加 快灌 注 速 度 ， 早 拆 除 漏 尽
达 ９ ～ １５ ５ ２ ｍｍ， 别达 １ ５ ｌ ５ 个 ７ ～ ９ ｍｍ ， 圆 粗
备 反 复 小 范 围抖 动 导 管 并 根 据现 场 情 况 紧
（ ） 筋 笼 下 放 。 浮 吊将 制 作好 的 钢 急 处 理 ； 下 砼 灌 注 过程 中 ， 现钢 筋 笼 上 ４钢 用 水 发
筋 笼 吊上 平 台 ， 桥 向 放 在 平 台 上 或 竖 直 浮 现象 时 ， 立 即暂 停 浇 注 ， 顺 应 并准 确 计 算导 立 起放在未钻孔 位的钢护筒 内， 龙 门吊 用 管 埋 深 和 已 浇混 凝 土 标 高 ， 导 管 提 至 钢 将 （） 孔前 的 准 备 工 作 。 打 平 台 定 位 起 吊 下 放 。 １钻 插 筋 笼底 端 以 上 ， 提升 导 管 后 再进 行 浇 筑 注 ， 桩， 然后 进行水 上钻 孔 平台 的拼 装 ， 设 置 泥 （） 筑 水 下 混 凝 土 。 筑 水 下混 凝 土 上 浮 现 象 即 可 消 除 。 ５浇 浇 浆 循 环 系 统 ， 浆 循 环 系统 由出 浆 管 、 浆 前 ， 泥 泥 先在 漏 斗 孔下放 置一 个 高３ ｃ 上 端直 ０ ｍ、 沉 淀 池 、 池 、 浆 泵 、 浆 管 五 大 部 分 组 径 ２ ｃ 下端 直 径２ ｃ 储 泥 进 ６ ｍ、 ８ ｍ的混 凝 土球 ， 铁线 ４结语 用
卵石 占 １ ～２ ％， 径一 般４ ～８ｍｍ， 分 基 水 下 混 凝 土 的 顺 利 灌 注 及 桩 基 质量 ， ２ ８ 粒 ５ ５ 部 避 水导 管 ； 下 砼 灌注 过 程 中 ， 强砼 拌 制 质 水 加 免 断 桩 事 故 的发 生 。 孔 时 ， 浆 池 中应 有 量 ， 原 材 和 成 品砼 实施 全 程 监控 ， 灌注 清 泥 对 砼
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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复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究的开题报告
复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究的开题报告一、研究背景在地质勘探与工程建设中，需要进行石油开采、水利工程、地铁建设等工作，然而复杂地层的钻探工作存在一定的困难。
在传统的工程钻探中，往往会遇到硬岩层、断裂带、孔洞、软弱黏土等复杂地层，导致传统地层钻探技术工作效率低、成本高、安全系数较低。
为了解决这些问题，提高地层钻探技术的成功率，开发复杂地层潜孔锤跟管钻进技术便成为了一种可选方案。
二、研究意义在研究中，开发复杂地层潜孔锤跟管钻进技术，不仅可以提高地层钻探的工作效率，也能够提高工程建设的成功率。
通过采用复杂地层潜孔锤跟管钻进技术，可以避免传统地层钻探中的瓶颈，最大限度地降低钻井成本，提高工程的经济效益。
同时，研究中所获得的技术数据和实际应用效果，也将为未来深层地质勘探和相关领域的科学发展提供重要的参考。
因此，开发复杂地层潜孔锤跟管钻进技术具有深远的意义和广泛的应用前景。
三、研究内容本研究主要针对复杂地层钻探中的难题，进行潜孔锤跟管钻进技术的系统研究。
1. 潜孔锤跟管钻进技术的工作原理和优势分析；2. 复杂地层的分类和特点分析；3. 潜孔锤跟管钻进技术应用于复杂地质工程的技术方法和工艺流程；4. 潜孔锤跟管钻进技术在实际工程中的应用效果分析与案例探讨。
四、研究方法本次研究将采用文献资料法、现场实验法等方法，对潜孔锤跟管钻进的原理、特点、技术方法和应用效果进行深入研究。
1.文献资料法：从相关领域的学术论文、专利、技术规范及各类工程实例中获取关于潜孔锤跟管钻进的理论和现实应用经验。
2.现场实验法：采取模拟岩层及地质环境进行一系列的潜孔锤跟管钻进实验，结合现场应用，评估该技术的工程应用效果。
五、研究前景通过本次研究，可为地层钻探技术提供可靠、高效的方案，为复杂地质工程的成功实施提供有效支撑。
此外，本研究的理论和实践成果也将为相关领域的科学研究和技术创新提供重要的参考和实践意义。
复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究
复杂地层潜孔锤跟管钻进技术研究复杂地层的钻进与取样问题一直是地矿勘探、工程勘察、岩土工程施工中的一个技术难题。
由于复杂地层结构松散、无规律包裹砂卵砾石、砾石大小不均、换层频繁、软硬悬殊、颗粒级配悬殊等，存在钻进、保护孔壁、取心这三大难题，常规的钻探技术难以满足施工要求。
复杂地层钻探技术先后经历了锤击跟管取芯钻进和金刚石取芯钻进两个重要阶段。
现有的砂卵石层SM胶金刚石钻进取样技术解决了一些稍复杂地层的钻进与取样问题，但至今，仍无法适应较复杂的地层，钻孔质量和钻进效率仍处于低水平状态。
论文主要从复杂地层钻探的适应性、钻进方式、钻进冲洗介质、钻进取心工具等方面开展研究工作，对于不同类型的复杂地层，提出了相适应的钻进与取样新技术、新方法。
通过研究取得了以下主要成果和结论：（1）采用应力波理论，分析了潜孔锤跟管钻进碎岩过程及影响因素。
对潜孔锤跟管钻进过程中的跟管钻压、套管自重、潜孔锤冲击功、跟管钻进速度、跟管深度、扩孔口径和钻进中的钻压值进行了理论推导，得出：①潜孔锤跟管钻进速度取决于潜孔锤的冲击功、岩石的单位体积破碎功和凿岩直径三个因素；②在简单和复杂工况条件下的最大跟管深度l<sub>0</sub>、l<sub>max</sub>的计算公式，包括下向垂直孔和水平孔时的最大跟管深度的计算公式；③分析了跟管钻进钻压与机械钻速的相互关系，提出了跟管钻进的钻压以每厘米钻头直径0.5～0.9kN为宜。
（2）国内外现有的空气潜孔锤跟管钻进技术主要应用于比较松散、均质、架空不严重及中等可钻性地层，均属全断面跟管钻进，效率虽高，但不能取芯。
本文将空气潜孔锤跟管钻进技术和岩芯钻探技术结合，利用前者钻进速度快和护壁效果好、后者具备采集岩芯能力的技术优势，开发了新型的钻进与取样技术方法——空气潜孔锤取芯跟管钻进技术。
该技术的主要特点有：①钻具结构采取同步、同心跟管钻进原理；采用中心钻头（唇面）超前套管钻头的阶梯钻进原理；采用双层管和三层管两种结构方法，可以满足的取芯要求；②钻具采用的外管和岩心管均为地质钻探以及石油钻井的标准管材系列，市场货源充足，互换性好；③空气潜孔锤取芯跟管钻进可以取得能够客观反映地层情况（层位、包裹情况等特性）岩心；④发挥潜孔锤钻进效率高的技术优势，采取取芯和跟管一次完成，钻进效率可以大幅度提高；此外，进行了取芯钻头和套管钻头的研制；研究制订了实用、操作性强的空气潜孔锤取芯跟管钻进技术规程。
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。
潜孔锤钻进技术在管棚施工中的应用
潜孔锤钻进技术在管棚施工中的应用
校月钿;蒋荣庆;张勇
【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》
【年(卷),期】2002(000)003
【摘要】通过对管棚施工的特点及潜孔锤钻进方法优点的分析,提出了将潜孔锤钻进技术应用于管棚施工的观点,并在施工工艺、机具的配套、可能出现的主要问题及其解决办法等方面作了具体的分析,给出了施工实例.
【总页数】2页(P66-67)
【作者】校月钿;蒋荣庆;张勇
【作者单位】吉林大学,勘察工程研究所,吉林,长春,130026;吉林大学,勘察工程研究所,吉林,长春,130026;吉林大学,勘察工程研究所,吉林,长春,130026
【正文语种】中文
【中图分类】P634.5
【相关文献】
1.潜孔锤在大粒径砂卵石地层大管棚施工中的改进与应用 [J], 马敬东;廖秋林;张鹏飞;裴宝权
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5.跟管钻进技术在隧道超前长管棚施工中的应用 [J], 李照坤;
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潜孔锤成孔送管管棚施工技术在隧道施工中的应用
潜孔锤成孔送管管棚施工技术在隧道施工中的应用【摘要】本文以晋宁隧道下穿昆玉高速公路，管棚超前支护施工的技术控制为例，着重阐述了隧道下穿高速公路，潜孔锤成孔送管管棚施工技术在隧道管棚施工中的应用，希望能对今后同类工程施工有一定的参考价值。
【关键词】隧道施工；潜孔锤成孔；管棚1.工程概况1.1工程设计晋宁隧道全长2025米，进口里程D2K42+930，位于晋宁县昆阳镇渠东里村，出口里程D2K44+955，位于晋宁县上蒜镇三多村。
隧道所处位置属滇中高原丘陵-中低山区剥蚀、溶蚀地貌，地形略有起伏，丘槽相间。
隧道于D2K43+295～D2K43+355段下穿昆玉高速，该处隧道埋深46m，采用双侧壁导坑法施工，设一环Φ159mm高精度定向大管棚（壁厚8mm）超前支护，钢管长度60m，钢管环向间距0.4m，共43根。
该段采用全环I22b工字钢钢架加强支护，钢架纵向间距0.5m；隧道于D2K43+375～D2K43+405段下穿S102省道，该处隧道埋深43m，设计采用双侧壁导坑法施工，设一环Φ159mm大管棚（壁厚8mm）超前支护，钢管长度40m，钢管环向间距0.4m，该段采用全环I22b工字钢钢架加强支护，钢架纵向间距0.5m。
1.2工程地质该段岩层为，黄褐色、灰白色薄～中层状泥质板岩夹炭质板岩，弱～强风化，局部呈砂土状；节理裂隙发育，岩体破碎、松散，层间结合差，层面节理面上有铁质侵染，掌子面稍湿，围岩完整性、稳定性差。
岩层产状St=95°∠43°。
1.3现场施工情况晋宁隧道进口掌子面里程D2K43+295，隧道进尺340m，仰供里程D2K43+276.5，进尺321.5m，二衬里程D2K43+254.5，进尺299.5m，仰供距掌子面距离18.5m，二衬距掌子面距离40.5m。
现场已按设计完成管棚工作室及管棚工作室加强支护工作。
2.施工方案根据现场地质条件，该管棚施工宜采用潜孔锤冲击成孔后再送管的施工方法，即利用风动力驱动潜孔锤冲击器震动冲击，利用水平钻机及特制钻杆先打设水平孔，水平孔形成后，，再将管棚钢管送入孔内达设计长度，然后进行注浆加固围岩的施工方法。
特大桥钻孔灌注柱钻芯取样施工技术
特大桥钻孔灌注柱钻芯取样施工技术孙占华;曲振贵;吴德军;曲林生;胡俭春;李舜丰【摘要】结合贡嘎雅鲁藏布江特大桥钻孔灌注桩钻芯取样工程实例,阐述了在无法清理桩头、回填土层较厚的特殊条件下,成功钻取混凝土芯样的施工工艺.【期刊名称】《吉林地质》【年(卷),期】2011(030)001【总页数】3页(P136-138)【关键词】贡嘎雅鲁藏布江特大桥;钻孔灌注桩;钻芯取样;施工工艺【作者】孙占华;曲振贵;吴德军;曲林生;胡俭春;李舜丰【作者单位】吉林省四平地质工程勘察院,吉林,四平136001;吉林省四平地质工程勘察院,吉林,四平136001;吉林省四平地质工程勘察院,吉林,四平136001;吉林省四平地质工程勘察院,吉林,四平136001;吉林省四平地质工程勘察院,吉林,四平136001;吉林省四平地质工程勘察院,吉林,四平136001【正文语种】中文【中图分类】P634Abstract:Taking coring engineering cast-in place pile of the Gougga, Brahmaputra Bridge as an example, described coring technology of concrete samples in special conditions, such as waste piles that is hard to remove, and the thick backfi ll soil.Key words:Gongga Brahmaputra Bridge; cast-in place pile; coring; technology of construction贡嘎雅鲁藏布江特大桥全长3 797 m，设计钻孔灌注柱216根，桩径1 500 mm，桩长30 m,根据业主及设计部门要求，对超声波检测有异议的钻孔灌注桩要进行钻芯取样。
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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
＊ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ １ — １ ５ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ １ — １ ５
作者简介 ： 李金乐 （ １ ９ ７ ６ 一 ） ， 男（ 汉族） ， 天津人 ， 工程师， 现从事铁路地质勘察工作。