钻孔桩塌孔卡钻原因分析及处理措施.docx

钻孔桩塌孔卡钻原因分析及处理措施(1)事故概况某钻孔桩基直径2.5m,钻孔深度约121.5m,孔底距平台顶高度约139m。桩基土层均为软弱层，砂层厚度较大，各土层物理力学性质和厚度变化均较大。采用ZDZ-4000、ZJD4000,ZJD-3500等型气举反循环钻机钻进成孔施工工艺。钻孔施工时，钻头钻至标高约-88.Om时发生卡钻塌孔事件，钻机无法旋转，上下提升活动范围仅为0.508m,浆面下降5m,实测钻头埋深17.5mo先后采用导管清孔、高压泥浆泵清孔、大液压千斤顶顶拉、潜水员摸探及冲击清孔等措施，均未能成功取出钻头,也未能钻动钻头，但测孔深显示，钻头顶部塌土已基本清除。对钻头导向器上部泥砂进行清理后，先用钻机试拉，然后千斤顶配合钻机顶拉。提升时，钻杆间联接螺栓断裂，孔内留有27m长钻杆和6.92m长钻具，卡钻钻具实物如2.IT所示。为防止出现次生事件，采用粉细砂回填处理，相邻桩基全部完成后再处理。图2.1-1卡钻钻头(2)事故原因用冲击钻冲击处理时，冲击到最后深度时，有大木头浮出，且大木头有明显的人工加工痕迹。根据综合分析判断，卡钻物是钢护筒底口处塌孔掉落的大木头，大木头随塌土和大石块一起掉落，部分压在最底下的大木头掉落到钻头部位，大木头部分切入钻头顶部土层后，形成卡物。经较长时间固结后，卡物与周边砂层固结成块，再加上钻头导向和钻头体之间区域内砂体固结，形成较大的卡钻力，从而导致钻头在大提升力下仍然无法取出。(3)事故处理措施采用“套钻打捞”作为卡钻处理的方案。所谓套钻，即设计一个下端为大直径钢管制作的空心钻头，上端与普通钻机钻杆连接，利用气举反循环液压回旋钻机驱动的特殊钻头。该钻头下端为内径2.55m空心的套筒体，套筒体用壁厚30mm的钢管制作，其前端均布16个刮刀刀头，用于切削土层钻进。套筒体长度与卡钻钻头相当，用于钻进过程中切削埋钻钻头外侧土体和其他卡钻物体。2.55m套钻上端通过变直径套筒与外径中LlnI的套筒钻杆连接，该部分套筒钻头用于在钻进过程中包裹埋入孔内的钻杆。根据卡钻实际情况,设置内径为2.55m套筒钻头一节，设置l.Im套筒钻杆若干。l.Im的套筒钻杆上端通过变直径连接器与普通钻机钻杆连接。套筒钻头和钻杆实物如图2所示。图212套筒钻头和钻杆首先利用常规钻头和钻杆钻孔至埋钻钻杆顶部Im位置，后提钻,换内径中2.5511的套筒钻头和l.Im的套筒钻杆继续钻进。套筒钻头顺利钻进至钻头埋钻底标高附近，顺利切削掉埋钻钻头四周的卡钻物。后随即提升套筒钻头，下放定位装置确定钻杆顶部具体方位和标高。后下放常规回旋式打捞器（套住掉钻钻杆顶部，利用钻机逐节提升出孔，顺利完成卡钻钻头的打捞工作。打捞出孔的埋钻钻头如图2.1-2所示。