正反循環工藝鉆井施工指導說明（3）

泥漿原材料要求：

（1）粘質土的性能要求：塑性指數大于25，粒徑小于0.074mm的粘粒含量大于50%；當缺少符合該要求的粘土時，可采用性能略差的粘質土，并摻入合格粘質土30%；當采用性能較差的粘質土（塑性指數不小于15）調制的泥漿性能指標不符合要求時，可在泥漿中摻入Na2CO3（純堿）、NaOH或膨潤土粉末，以提高泥漿性能指標，摻入量由試驗確定；一般Na2CO3（純堿）的摻入量為孔中泥漿土量的0.1%~0.4%。

（2）膨潤土的性能和用量：膨潤土分為鈉質膨潤土和鈣質膨潤土兩種，前者質量較好；一般用量為水的8%（8kg的膨潤土可摻100L的水）；質量較差時為12%；

常用泥漿外摻劑的要求：

CMC：全名羧甲基纖維素，具有使地基土表面形成薄膜的強化作用和降低失水率的作用，摻入量為膨潤土的0.05%~0.1%，一般地基土很少使用。

FCI：稱為鐵鉻木質素磺酸鹽，為分散劑，可使鉆渣顆粒聚集而加速沉淀，可使泥漿重復使用，摻量為為膨潤土的0.1%~0.3%。一般不常用。

Na2CO3（純堿）：可增大PH值到10，摻入量為孔中泥漿土量的0.1%~0.4%。，常用來改善泥漿指標。

PHP：聚丙烯酰胺絮凝劑，在泥漿循環中能清楚劣質鉆屑，保存造漿的膨潤土粒，具有低固相、低相對密度、低失水、泥漿性能強等特點，摻入量為孔中泥漿量的0.003%。在大孔徑、超長樁施工時常被應用。

鉆機組成

正循環：

鉆盤：是鉆機的主要部分，是提供鉆進動力和保持鉆桿垂直的主要部件，可提供快、中、慢三種轉速，并可正、反轉；

卷揚機：包括主、副卷揚機；

鉆架：由機型確定；

泥漿泵：規格指標為流量和壓力；

鉆桿：是向鉆錐傳遞動力的主要部件，也是泥漿循環流行的通道，受力復雜，第一節為方鉆桿，長度5~9m，其余為圓鉆桿，通常見到的鉆機鉆桿由內徑為15cm，壁厚10mm的無縫鋼管制成；

提水龍頭：也叫搖頭，承受鉆桿、鉆錐重量，可使提升系統和泥漿膠管不隨鉆桿轉動；

鉆錐：也稱鉆頭，常見類型包括魚尾錐、雙腰帶籠式錐（也稱刮 刀鉆）、刺猬錐、雙徑六角鉆錐；在巖石中鉆進的鉆頭為牙輪鉆；

反循環：

一般循環鉆鉆機都可采用正、反循環方式鉆進，主要部件是相同的，反循環與正循環不同之處在于：

泥漿循環系統采用：不需要泥漿泵，但要配置泥石泵（吸泥泵）與真空泵，或者配置空氣吸泥機（又稱氣舉法），或者水力吸泥機（又稱水力噴射法）。但多數采用真空泵、泥石泵（吸泥泵）配合氣舉實現反循環鉆進。

鉆機：大多與正循環相同；只是氣舉式鉆進的鉆桿（內徑要大于127mm）上要另設風管（多采用外供風管）。

鉆錐（頭）：

（1）、三翼空心單尖鉆錐，適合粘質土層、粉質土層和中、粗砂層；適用于泵泥（吸）式反循環；

（2）、牙輪鉆頭：在砂卵石和風化巖層中效果較好，在砂類土、粘質土、卵石層中也可使用；適用于泵泥（吸）式反循環；

（3）、圓筒封閉式鉆錐：適用于氣舉式（空氣吸升式）反循環；適合粘質土層、粉質土層和中、粗砂層；

（4）、楔齒滾刀鉆頭：適合于中、硬巖層，如砂巖、灰巖、卵漂礫地層，強度大于30Mpa其他巖層也可使用。

（5）、球齒滾刀鉆頭：嵌巖樁用鉆頭。強度大于60MPa的巖層都可使用。

真空泵、吸泥機（泥石泵）及空壓機：

泵吸式：直接利用泥石泵的抽吸作用使鉆桿內水流上升而形成反循環。

采用真空泵和吸泥機（泥石泵）配合使用，其最大吸力不會超過大氣壓力。約為0.1MPa或10m水高，因為摩擦和泥漿密度較大，實際吸程不超過8m，所以泵吸式反循環鉆孔深度不能太深（一般不超過65m~80m），真空泵只是啟動時使用。

氣舉式：利用送入壓縮空氣使水循環，鉆桿內水流上升速度與鉆桿內外液柱壓力差有關。原理是高壓空氣通過送氣管送到鉆頭上部一定位置（一節鉆桿長度），使孔底附近泥漿壓力增大，而鉆桿頂部壓力?。ㄖ挥幸粋€氣壓），壓差使得高壓空氣將鉆渣和泥漿壓進鉆桿內，而將泥漿從鉆桿內排出。氣舉式在孔深大于7m以上時才有效，7m以內無效，適合使用于超過50m的孔深。

氣舉式鉆桿內徑不小于150mm，一般有150mm（配置7m3/min的空壓機）、200mm（配置10m3/min的空壓機）、250mm（配置20m3/min的空壓機），風壓計算：（孔深（max）m+4m）/101.94=  MPa；比如100m孔深，需要風壓為（100+4）/101.94=1.02（約為10個大氣壓）