摘要
旋挖钻进技术具有经济、快捷、环保等优点，在桩基工程中得到广泛应用，但常规旋挖钻机在钻凿硬岩（抗压强度>80 MPa）时，进尺非常缓慢。为解决采用旋挖钻进技术钻凿硬岩时进尺缓慢的问题，考虑到潜孔锤具有对硬脆性岩石施工速度快的优点，探索将潜孔锤与旋挖钻机组合使用。基于官井基地滑坡治理工程中抗滑桩的施工，对潜孔锤-旋挖组合钻进成孔技术进行介绍，对其碎岩成孔机理进行分析，验证了潜孔锤-旋挖组合钻进成孔技术的可行性，可为硬岩桩基工程的施工提供有益参考。
在桩基础施工中，旋挖钻机钻孔成桩具有施工效率高、机械化智能化程度高、工程质量好、环保等优
从岩石破碎学原理可知，当坚硬岩石受到冲击时，首先形成微裂纹，在外力的作用下，微裂纹连通形成体积破坏，岩石抵抗外界的破坏力大大降低，即岩石在受到冲击时更容易破碎。潜孔锤作为机械冲击破岩的重要工具之一，其具有钻头寿命长、能量利用率高等优点，被广泛应用在小口径钻探如凿岩爆破孔、矿山通风孔及地质钻探
为解决在硬岩地层中大口径桩孔钻进困难这一难题，可将潜孔锤与旋挖钻机配合使用，以提高钻凿效
以上工法优缺点对比见
从以上分析对比中可以发现，传统的的旋挖工法和单体潜孔锤均不适用于超硬岩层的大直径桩基施工。
集束式潜孔锤虽然可以用于大直径硬岩桩基的施工，但其施工工艺复杂、施工成本高。采用传统的潜孔锤和旋挖工法组合完成大直径硬岩桩基工程，可降低施工成本，潜孔锤钻进小孔对岩石预破坏，提高了旋挖钻机的钻进效率，两种施工工序可分别在不同桩孔同时进行，提高了施工效率。所以，潜孔锤-旋挖组合钻进技术是大直径硬岩桩基施工的一种经济实用的工法。该工法在贵州省地矿局114地质大队官井基地滑坡治理工程中得到了有效应用。
贵州省地矿局114地质大队官井基地滑坡治理工程，局部地段垂直切坡，采用“抗滑桩+预应力锚索”支护（见
图1 官井基地滑坡治理工程施工现场
Fig.1 Construction site of the Guanjing Base landslide control project
图2 旋挖钻头磨损情况
Fig.2 Wear of the rotary drilling bit
潜孔锤-旋挖组合钻进，先用潜孔锤对完整坚硬的岩石进行预处理，在其中形成小孔，破坏岩石整体结构，释放地层应力，为旋挖钻机钻扩孔增加自由面条件，使后期破碎岩石更加容易；然后采用旋挖钻机进行钻进，坚硬岩石沿已有自由面破碎，成孔效率得到较大提高。潜孔锤-旋挖组合钻进成孔方法所用的均是常规设备，不用改装钻具，节约成本，且因潜孔锤钻孔尺寸小，要求空压机功率低。具体施工方案如下：
（1）用潜孔锤钻Ø219 mm的小孔，在桩中心钻孔1个，在直径为1500 mm的圆周上钻孔10个，在直径为2400 mm的圆周上钻孔18个，共计29个，如
图3 潜孔锤钻孔布置
Fig.3 Layout of the drill holes for the DTH hammer
（2）潜孔锤成孔结束以后，用旋挖钻机分3级进行钻扩孔，用Ø1500 mm的钻头钻孔一次，Ø2000 mm和Ø2500 mm分别在前序钻孔的基础上扩孔一次。旋挖钻机采用低钻压、低转速的原则钻
（3）Ø2500 mm的桩潜孔锤钻孔29个需要2天。采用旋挖钻机成孔时，第一级Ø1500 mm的成孔需要2天，第二级Ø2000 mm的成孔需要2天，第三级Ø2500 mm的成孔需要1天。每个桩孔施工时间为7天，相比采用人工挖孔桩节约了110天的时间。
采用潜孔锤钻进时，合理地选择转速对钻头寿命和钻进效率至关重要。潜孔锤钻进特点是大冲击功、低冲击频率，如果转速过快，钻头钻齿没有足够时间压入岩石，对岩石形成破坏，钻齿一直在未形成体积破碎的岩石表面快速滑动磨损，钻齿磨损快，碎岩效果差。如转速太慢，钻齿后续冲击落点易与前序冲击凹坑重合，产生重复破碎，导致钻速下降。选择潜孔锤转速的考虑因素有冲击频率、潜孔锤直径、岩石强度等，一般来说，岩石愈硬，所用转速愈
首先选用合理直径的潜孔锤（本工程采用潜孔锤直径为219 mm），以一定的分布规律进行钻进，钻进后桩截面留下了有很多自由面的岩层体（见
图4 潜孔锤施工后留存的岩墙
Fig.4 Remaining rock wall after DTH hammer drilling
旋挖钻机施工时会用到两种钻头：岩石取心筒式钻头和截齿捞砂斗，岩石取心筒式钻头布置截
图5 岩石取心筒式钻头及布齿
Fig.5 Rock coring barrel bit and the teeth arrangement
图6 截齿捞砂斗及布齿
Fig.6 Pick bailing bucket and the teeth arrangement
图7 筒钻破除周向岩墙示意
Fig.7 Breaking the radial rock wall with the drilling barrel
图8 捞砂斗破除径向岩墙示意
Fig.8 Removing the circumferential rock wall with the bailing bucket
采用潜孔锤-旋挖组合钻进施工，钻进效率明显提高。采用冲击钻钻进时，平均施工效率为4
采用潜孔锤-旋挖组合钻进施工树立了良好的企业形象，工期缩短，及时消除了周边的安全隐患，减少了周边的环境污染，社会效益显著。
采用潜孔锤-旋挖组合钻进成孔工艺，较好地完成了本项目的抗滑桩钻孔施工，大大提高了旋挖钻机的钻进效率，成功地解决了硬岩钻进难题。本项目的实施，进一步证明该潜孔锤-旋挖组合钻进技术具有成孔质量好、速度快、操作方便等特点。采用潜孔锤-旋挖组合钻进施工，既提高了钻进效率，降低了生产成本，又因为缩短工期及时消除了周边的安全隐患，项目的经济效益和社会效益显著。根据实际地质情况确定合理的钻进方式，对于提高旋挖钻机的工效，降低钻具损耗，以及指导同类工程的施工有着重要指导和借鉴意义。
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