钻孔事故

工程施工钻孔内事故分析与处理

钻头脱落的原因：回转钻进时由于负荷大，联接法兰的螺栓被剪断。冲击钻进时，钢绳较细磨损严重，引起断绳，钻头掉入孔底。联接法兰的螺栓未旋紧，钻进时使螺栓脱落。冲击钻进时，钢绳绳卡未卡紧，使钻头脱落。法兰焊接强度低或钻杆材质差，使其被扭断。冲击钻进时，钻头加重杆疲劳折断。 掉钻头事故的预防：选用高强螺栓，冲击钻进时使用优质符合规范的钢丝绳，使用旧钢绳时应随时检查。法兰联接螺栓要上紧，冲击钻进卡紧绳卡或使用多个绳卡。使用强度较高的材料做钻杆，提高焊接质量，冲击钻进时调整钻进参数；铸铁加重杆帮补高强钢材。 掉钻头事故的判断：回转钻进时，一般有较大响声，动力负荷突然减轻很多，不进尺，上提无荷重感。冲击钻进时掉钻头是很容易判断的，如钢绳松弛，起锤时无荷重感，落锤时无冲击、震动感，动力负荷突然变轻等。 掉钻头事故的处理：无论是回转钻进还是冲击钻进，钻头上一般都设置有打捞绳头或打捞孔，一般用专用捞钩捞住后吊起即可。对于孔较浅、孔壁较稳定的的钻孔，可用泵抽干泥浆后用人工下到孔底套绳打捞。对于孔径较大，孔壁不稳定的钻孔，特殊情况下可雇请潜水员下到孔底套绳打捞。使用这种方法时一定要调整泥浆性能，使孔壁暂时处于稳定。

钻孔事故的预防及处理

常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：

一、坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻孔负荷显著增加等。

（一）坍孔原因

1、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

2、由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

3、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻孔直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

4、在松软砂层中钻进进尺太快。

5、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。

6、冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大，造成过大震动。

7、水头太高，使孔壁渗浆或护筒形成反穿孔。

8、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后末及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。

9、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。

10、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

（二）坍孔的预防和处理

1、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用；较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。冲击钻成孔时投入粘土，掺片、卵石，低冲程锤击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。

2、汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。

3、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

4、如发生孔内坍塌，明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m~2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

5、严格控制冲程高度和炸药用量。

6、清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供浆（水）管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5~1.6倍钻孔中水柱压力。

7、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

二、钻孔偏斜

各种钻孔方法均可能发生钻孔偏斜事故。

（一）偏斜原因

1、钻孔中遇有较大的孤石或头石。

2、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进，或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。

3、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

4、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

5、钻杆弯曲，接头不正。

（二）预防和处理

1、安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

2、由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。

3、钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

4、在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或回填片、卵石冲平后再钻进。

检查钻孔，用检孔器等查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。

冲击钻进时，应回填砂砾和黄土待沉积密实后再继续钻进。偏斜严重的可在开始偏斜处设置少量炸药（少于1Kg）爆破，然后用砂类土和砂砾回填到该位置以上1m左右，重新冲钻。

三、掉钻落物

各种钻孔方法均可能发生掉钻落物事故。

（一）掉钻落物原因

1、卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

2、钻杆接头不良或滑丝。

3、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。

4、冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。

5、转向环、转向套等焊接处断开。

6、钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。

7、钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。

8、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

（二）预防措施

1、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用

冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

2、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

3、为便于打捞落锥，可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杠，或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。

（三）处理方法

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被除沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具接触钻杆和钻锥。打捞工具有以下几种：

1、打捞叉

当大绳折断或钢丝绳卡环松脱，钻锥上留有不小于2m长钢丝绳时，可用打捞叉放入孔内上下提动，将钢丝绳卡住提出钻锥。

2、螺旋取物器和卡板取杆器

可取出带有接头的圆方钻杆。打捞时将取物器放入孔内断杆处以下第一接头处，旋转至转不动时，即可上提。如果留入孔内钻具过重或乱碰孔壁，也可在提拉钢筋（钢管）上加钢丝绳保护，以防拉断提拉杆。

3、打捞钩

打捞钩的强度、尺寸应适当，并有一定重力，适用于设有打捞装置的钻锥。

4、打捞活套

只要掉入孔内的钻锥留有一定长度的钻杆，可采用打捞活套打捞，该套由偏三角架环和钢丝绳活套两部分用细钢丝或细麻绳松松地扎在一起组成。打捞时提着直杆和钢丝绳将打捞活套轻轻放入孔内。当感到打捞活套套进钻杆或钻锥时，收紧钢丝绳，则细钢丝或麻绳被拉断，活套就将钻杆或钻锥套住，继续提升大绳，即可捞出掉杆或掉锥。

5、偏钩和钻锥平钩

偏钩适用于浅孔打捞，接头处直径大于钻杆，用φ（20~25）mm钢筋制成。打捞时用钢丝绳穿绑于偏钩孔眼，并用长竹竿和偏钩捆绑在一起，放入孔内旋转钩柄，钩住钻杆后收提钢丝绳捞上来。钻锥平钩是将两个平钩对称地焊在比钻孔直径小40~50cm的钻锥上（可用废钻锥），适用于打捞锥杆，由钻杆将平钩送入孔中，顺时针方向旋转，掉落的钻杆就能卡入平钩内被提上来。

6、打捞钳

适用于打捞多节钻杆，夹钳用φ50cm圆钢锻成，柄长40cm，钳身锻制成弧形，长20cm，钳的两臂端部各用φ6mm的圆钢筋焊成长6cm的触须。钳臂根部焊两块30mm厚的钢板，每个钳柄各焊两个圆环以使穿绑起吊钢丝绳。

打捞时先把钢丝绳二根分别栓穿在钳柄的圆环上，由专人牵住。然后提住钢筋将夹钳放入孔内的钻杆掉落处，紧跟着将钢丝绳下放。这时夹钳呈张口状态，将夹钳来回碰撞钻杆，如感到钻杆进入夹钳，即可将起吊钢丝绳连结到卷扬机上提升，这样钳臂就会将钻杆卡紧，两块弧形钢板也卡住钻杆，将钻杆打捞起来。

对严重的坍孔埋锥，可采用比钻锥直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉，接触原锥后，再换用比直径稍大的栅式圆柱形的空心锥，冲钻至原锥底部，使原锥与周围孔壁分离后，提出空心锥；再将前述的打捞钩入孔钩捞，先将原锥身扶正，再用卷扬机会同链滑车同时提拉。

四、糊钻和埋钻

糊钻和埋钻常出现于正、反循环（含潜水钻机）回转钻进和冲击锥钻进。正反循环回转钻进中，糊钻的表征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象；在粘土层中冲击成孔时，由于冲程太大、泥浆粘度过高、钻渣量大、钻

杆内径过小，出浆口堵塞以致钻头被糊住或被埋住。

预防和处理办法：对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；对于冲击钻，除上述方法外，还应减少冲程适当控制进尺；若已严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。

五、扩孔和缩孔

扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计孔径要求为止。

六、梅花孔（或十字孔）

常发生在冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，发生的形状，叫做梅花孔或十字孔。

（一）形成原因

1、锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。

2、泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。

3、操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改变不了冲击位置。

4、有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。

（二）预防办法

1、应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。

2、选用适当粘度和相对密度的泥浆，并及时掏渣。

3、用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。

4、出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。

七、卡锥

卡锥也常发生在以冲击锥钻进时，冲锥卡在孔内提不起来，发生卡锥。

（一）原因

1、钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。

2、未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。

3、伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。

4、孔口掉入石块或其它物件，卡住冲锥。

5、在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。

6、大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。

（二）处理方法

处理卡锥应先弄清情况，针对卡锥原因进行处理。宜待冲锥有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。

1、当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。

2、卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或掉入的石块落下。

3、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。

4、在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。

5、用其他工具，如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲出，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。

6、用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。

7、使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。

8、用以上方法提升卡锥无效时，可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（少于1Kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出来的。

（三）预防卡锥事故

针对发生卡锥的原因采取相应措施。

八、钻杆折断

钻杆折断常发生在正、反循环回转进时。一旦发生折杆，钻机的负荷立即减轻，驱动机械的运转噪声减小，钻进速度接近于零，即使提钻后再钻进仍无效，则证明确系发生了折杆故障。

（一）折断原因

1、用水文地质或地质钻探小孔径钻孔来作桥梁大孔径桩用，其强度、刚度大小，容易折断。

2、钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断。

3、钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。

4、地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。

5、孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。

（二）预防和处理

1、选择钻杆直径和管壁厚度尺寸时，应进行计算决定。

2、不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。

3、钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。

4、钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。

5、在钻进中若遇异物，须经处理后再钻进。

6、如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。

九、钻孔漏浆

（一）漏浆原因

1、在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆