鉆孔灌注樁鉆具打撈

張卓健（中鐵建大橋工程局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧　大連　116031）

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鉆孔灌注樁鉆具打撈

張卓健
（中鐵建大橋工程局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧大連116031）

摘要：本文結(jié)合石首長江公路大橋主塔樁基施工時(shí)出現(xiàn)的鉆具掉落事故，以及采取的多種打撈方式，針對(duì)大直徑超長樁在施工的過程中出現(xiàn)的鉆具掉落事故，從事故分析、打撈方案確定和打撈設(shè)備的選擇等方面進(jìn)行了說明，介紹了各種打撈設(shè)備的適用條件以及打撈原理，同時(shí)對(duì)鉆具的打撈過程進(jìn)行了詳細(xì)闡述，為類似事故提供參考。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁； 鉆具打撈； 鉆具掉落

1　工程概況

石首長江公路大橋主橋?yàn)殡p塔單側(cè)混合梁斜拉橋，主橋索塔采用收腿的倒Y 型造型，圓端矩形承臺(tái)，103#主墩采用58 根直徑2.5 m樁長119m鉆孔灌注樁作為基礎(chǔ)。2015年10月1日正式開工，2016年2月20日主墩樁基灌注完成。區(qū)域地質(zhì)資料、工程地質(zhì)調(diào)繪及勘探成果，橋址區(qū)地層結(jié)構(gòu)較主要為第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)砂及第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl） 粉細(xì)砂、黏土、粉質(zhì)黏土、卵礫石。

2　事故概況

石首長江公路大橋鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工過程中共發(fā)生了一起掉鉆事故，鉆具掉落位置于-58.7m，黏土礫石層，距地表96m，事故鉆機(jī)為ZDZ3500型液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)。掉落物為鉆頭及配重，掉鉆具總重量約6t。

3　事故處理

3.1事故過程及分析

事故樁基設(shè)計(jì)孔深為133.158m，護(hù)筒標(biāo)高為37.183m，20115.12.2開孔鉆進(jìn)，2015.12.14發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)進(jìn)尺異常且排渣口無鉆渣排出，鉆機(jī)操作人員初步認(rèn)定為鉆頭刀齒磨損嚴(yán)重或是孔內(nèi)存在異物，14日15：30分開始提鉆，截止到21：00提鉆完成后發(fā)現(xiàn)，配重與導(dǎo)向間螺桿斷裂，鉆頭及配重掉落。

3.2打撈方案

3.2.1鉆心打撈（內(nèi)掛式打撈）

（1）這一方案的原理是：將打撈器插入掉落鉆具鉆桿內(nèi)，由于滑塊自身重力的作用，滑塊會(huì)在斜面滑道內(nèi)自由滑動(dòng)，隨著滑塊向下移動(dòng)，滑塊的外徑逐漸增大，當(dāng)滑塊接觸到事故鉆具內(nèi)壁時(shí)，在提動(dòng)打撈器，在鉆具重力的作用下，依靠滑塊與鉆具內(nèi)壁的摩擦力卡緊，當(dāng)摩擦力大于鉆具重力時(shí)，孔底鉆具將會(huì)同打撈器一起提升。

圖1　鉆心打撈器

在發(fā)生掉鉆事故時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)計(jì)算出掉落鉆具的具體位置后開始實(shí)施鉆心打撈，鑒于孔內(nèi)泥漿經(jīng)過了一天的沉降，鉆具上可能會(huì)有沉淀的鉆渣，我們通過測錘進(jìn)行探觸，可以感覺到明顯的觸碰效果，初步認(rèn)定滿足打撈條件。

圖2　打撈模擬

（2）失敗總結(jié)：經(jīng)過這三次失敗的打撈，鉆心法打撈方案最終流產(chǎn)，通過這三次失敗的打撈，我們認(rèn)識(shí)到，對(duì)于各個(gè)鉆機(jī)的鉆具情況，包括各個(gè)鉆機(jī)的鉆具型號(hào)，內(nèi)徑外徑以及鉆頭各個(gè)連接處的內(nèi)外徑都應(yīng)該有一個(gè)詳細(xì)準(zhǔn)確的記錄，確保出現(xiàn)事故時(shí)可以及時(shí)提取，以便能夠及時(shí)準(zhǔn)確的解決問題。

圖3　打撈原理示意圖

3.2.2筒式三抓打撈鉤（外卡式打撈）

（1）打撈過程：這一方案是利用配重的法蘭盤受力，依靠提升力將孔內(nèi)鉆具提出。根據(jù)掉落鉆具配重法蘭盤尺寸，現(xiàn)場制作三抓打撈器，制作完成后在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)成功后確認(rèn)方案可行，下打撈器進(jìn)行打撈。對(duì)于本次打撈，關(guān)鍵點(diǎn)在于掉落的鉆具是否呈水平狀態(tài)，這決定了三個(gè)打撈掛鉤能否順利鉤掛上掉落鉆具的法蘭盤。

（2）打撈總結(jié)：外卡式打撈方案準(zhǔn)備工作充分，原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，打撈過程細(xì)致，以致能夠在短時(shí)間內(nèi)將掉落鉆具成功打撈。

圖4　鉆具打撈成功

3.3事故預(yù)防措施

開鉆前應(yīng)清除孔內(nèi)雜物，檢查所有鉆桿、鉆具、連接裝置，對(duì)于那些有損傷和磨損的要做上標(biāo)記，特別是應(yīng)力較集中的焊接處要仔細(xì)檢查，有問題及時(shí)處理；對(duì)于比較堅(jiān)硬的地層，應(yīng)采取減壓、低鉆速鉆進(jìn)，防止扭矩太大，發(fā)生掉鉆事故。

4　總結(jié)

這次掉鉆事故，鉆機(jī)操作人員經(jīng)驗(yàn)不足且工作不夠細(xì)致，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)的鉆壓數(shù)值變化，機(jī)組人員以及鉆孔負(fù)責(zé)人也未能做出準(zhǔn)確的判斷，致使失去最佳處理時(shí)機(jī)。通過這次掉鉆事故，讓我們清楚的認(rèn)識(shí)到，在鉆孔施工的過程中采取積極有效的預(yù)防措施，能夠大幅降低事故發(fā)生率，保證鉆孔施工的正常有序進(jìn)行。在施工現(xiàn)場也應(yīng)該提前準(zhǔn)備好用于打撈的各種器具，以便在出現(xiàn)問題時(shí)能夠第一時(shí)間解決，節(jié)約中間環(huán)節(jié)的等待時(shí)間，盡可能的減小事故帶來的影響。對(duì)于此類事故，每耽擱一分鐘就多了一分打撈風(fēng)險(xiǎn)和處理難度，能否一次打撈成功在側(cè)面反映了施工單位的應(yīng)急處理能力以及現(xiàn)場主管人員的技術(shù)力量。

參考文獻(xiàn)：

［1］李榮華.淺談超深大直徑樁的施工和鉆具打撈［J］.西部探礦工程，2009（10）:49-50.

［2］王衛(wèi)紅.大直徑樁成孔泥漿分析［J］.山西建筑，2003，29（03）:64-65.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.102