山东工程建设标准.docx

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山东工程建设标准

CECSXXX：

201X

中国工程建设协会标准

既有混凝土结构钻切技术规程

Technicalspecificationforcutting

anddrillingofexistingconcretestructures

（征求意见稿）

××出版社

中国工程建设协会标准

既有混凝土结构钻切技术规程

Technicalspecificationforcutting

anddrillingofexistingconcretestructures

CECSXXX：

201X

主编单位：

北

批准单位：

中国工程建设标准化协会

施行日期：

201×年××月××日

××出版社

201×北京

前言

根据中国工程建设标准化协会建标协字[2014]070号《关于印发〈2014年第二批工程建设协会标准制订、修订计划〉的通知》的要求，制定本规程。

本规程是在总结我国既有混凝土结构钻切设计、施工和验收经验的基础上，广泛征求有关科研、设计、施工、生产管理等单位的意见，并参考了发达国家的相关标准编制而成的。

本规程分10章。

主要内容包括：

1总则；2术语；3既有混凝土结构钻切施工设计；4金刚石薄壁钻切割法施工；5金刚石圆盘锯切割法施工；6金刚石绳锯切割法施工；7支撑体系；8块体吊装；9块体运输消纳；10质量检验。

本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会CECS/TC-5管理，由北京交通大学（北京市海淀区上园村3号土木楼606，邮编：

100044）负责解释。

主编单位：

参编单位：

主要起草人：

主要审查人：

目次

Contents

1总则

1.0.1为了在既有混凝土结构钻切设计和施工中做到安全、适用、经济，满足钻切施工的质量和环保要求，特制定本规程。

1.0.2本规程适用于既有混凝土结构钻切设计、施工及质量验收。

1.0.3既有混凝土结构钻切设计和施工除应符合本规程外，尚应符合现行国家、行业有关标准、规范的规定。

2

术语

2.0.1既有混凝土结构钻切cuttinganddrillingofexistingconcretestructures

利用金刚石工具通过高速运转对既有混凝土结构进行研磨、切削形成切割面，将切割体从保留结构上分离的施工技术。

2.0.2金刚石薄壁钻头diamondthin-walldrillingbit

环状胎体工作层径向宽度在1.5mm～6mm的金刚石钻头。

2.0.3金刚石圆盘锯片diamonddisksaw

包裹金刚石胎体的刀头粘接在圆盘锯片基体上作为切削具的锯片。

2.0.4金刚石绳及串珠diamondwiresaw

含有金刚石的粘接金属粉末与串珠基体安放在固定的模具内,经冷压成型或热压烧结制成的串珠称为金刚石串珠。

将金刚石串珠以一定的间距固定在绳体上作为切削具的金刚石串珠绳称为金刚石绳。

2.0.5金刚石薄壁钻切割法diamondthin-walldrillingmethod

金刚石薄壁钻头在钻机驱动下加压、回转，钻头胎体中的金刚石颗粒研磨、切削钻进既有混凝土结构形成钻孔的切割方法。

2.0.6金刚石圆盘锯切割法diamonddisksawcuttingmethod

金刚石圆盘锯片在金刚石圆盘锯机驱动下，高速回转、锯片刀头胎体中的金刚石研磨、切削既有混凝土结构形成切割面的切割方法。

2.0.7金刚石绳锯切割法diamondwiresawcuttingmethod

金刚石绳在金刚石绳锯机驱动下回转运动，利用金刚石绳串珠胎体中的金刚石研磨、切削既有混凝土结构形成切割面的切割方法。

2.0.8干式切割drycutting

切割时不采用冲洗液对既有混凝土结构切口及切削具进行冷却、排屑的切割方法。

2.0.9水下切割underwatercutting

对淹没于水中的既有混凝土结构进行切割的方法。

2.0.10超深钻孔superdeepdrilling

应用金刚石薄壁钻切割法在大体积既有混凝土结构上进行钻进形成深度10m以上的钻孔。

2.0.11超大口径钻孔superlarge-diameterdrilling

应用金刚石薄壁钻切割法钻进形成直径450mm以上的钻孔。

2.0.12大面积切割largecrosssectioncutting

金刚石绳一次切割断面面积超过6m2的切割方法。

2.0.13高精度切割highprecisioncutting

对既有混凝土结构切割面的平整度及钻孔的开孔位置、终孔靶点的精度有特殊要求的切割方法。

2.0.14结构预切块pre-cuttingconcreteblock

切割设计中确定的若干相同或不同形状、大小的结构预切单元。

2.0.15块体concreteblock

切割产生的块体及其它废弃物。

3

既有混凝土结构钻切施工设计

3.1一般规定

3.1.1设计前应充分了解钻切目的、要求、既有混凝土结构特性、作业安全和作业环境等情况。

3.1.2设计前应查明既有混凝土结构切割体范围内的管线分布情况，如燃气管道、水管、电线、光缆、预应力索等。

3.2混凝土结构分类及安全要求

3.2.1按有无配筋分为素混凝土结构和钢筋混凝土结构。

3.2.2按混凝土受力构件的重要程度分为主要构件和次要构件。

3.2.3按混凝土体积大小分为大体积结构和小体积结构。

3.2.4按有无预应力分为预应力混凝土结构和非预应力混凝土结构。

对于预应力混凝土结构切割应制定合理的切割顺序，采取必要措施，满足整体安全性要求。

3.2.5按结构功能分为工业与民用建筑、道路桥梁、港口码头、水利大坝。

安全要求应符合《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2012）、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）、《港口工程混凝土结构设计规范》（JTJ267-98）、《混凝土拱坝设计规范》（SL282-2003）的相关要求。

3.3钻切施工设计

3.3.1设计依据应包括以下内容：

1既有混凝土结构技术参数及相关技术资料。

2钻切施工技术要求。

3有关标准和规范。

3.3.2设计编写及要求

1前言

说明项目名称、工作性质、目的任务、工程期限及施工要求。

2施工工区基本情况

施工工区自然情况；混凝土结构分类及安全要求；钻切的既有混凝土结构技术参数及钻切项目的切割、改造技术要求；影响钻切施工的主要结构技术参数及其它可能给钻切带来影响的因素。

3钻切工作量

按钻切的既有混凝土结构技术参数及钻切项目的切割、改造技术要求，说明钻切方法选择及施工顺序（可附图）；按既有混凝土结构钻切性质说明各类钻切工作量。

4钻切技术设计

钻切技术设计应包含以下内容：

1）钻切方法选择：

按钻切的既有混凝土结构及钻切项目的切割改造技术要求，确定钻切方法并说明依据；确定钻切工具类型、钻切方法组合及钻切技术参数；制定钻切技术要求和措施。

2）冲洗介质及冲洗方法选择：

选用冲洗介质类型、性能及冲洗方法，说明选择依据；冲洗介质的配制、性能、调整方法及冲洗介质用量计划；冲洗系统布置。

3）钻切设备选择：

根据钻切既有混凝土结构的技术参数及钻切项目的切割、改造技术要求和钻切方法确定钻切设备规格数量，注明主要钻切设备性能参数。

4）供电、水（气）设计：

采用电力驱动时计算发电机、电缆容量确定配电方案；根据施工用水（气）量，确定供水（气）方法、供水（气）设备、供水（气）线路及相应管材规格、数量。

5）钻切质量要求及保证措施：

确定质量要求、钻切质量指标和钻切质量保证措施。

6）施工事故预防及处理措施：

根据以往施工经验，对主要事故提出预防与处理措施。

7）安全技术措施：

钻切施工安全技术要求及措施。

8）成本预算与钻切施工安排：

根据钻切既有混凝土结构的技术参数，钻切项目的切割、改造技术要求，钻切方法等做出成本预算；根据钻切项目工作量及施工工期要求安排施工进度。

9）施工组织与管理措施：

根据钻切项目的切割、改造技术要求，确定施工组织，制定具体管理措施。

4

金刚石薄壁钻切割法施工

4.1一般规定

4.1.1金刚石薄壁钻切割适用于在既有混凝土结构上实施各类钻孔，完成开孔、开洞、拆除等切割作业。

4.1.2切割类型按钻孔数量分为单孔、排孔切割；按钻孔方向分为垂直孔、水平孔、倾斜孔、倒切孔切割；按钻头排屑、冷却方式分为湿式切割、干式切割；按结构切割厚度分浅孔、中深孔、深孔和超深孔切割；按结构体空间位置和作业环境分为地上切割、水下切割等；按钻孔特殊用途分为超大口径钻孔切割、高精度切割等。

4.1.3钻孔切割方法选择应满足任务书（合同）和施工要求，优先选用安全、高效、环保、节能的钻切方法。

4.2金刚石薄壁钻切割工具及设备

4.2.1金刚石薄壁钻切割工具即金刚石薄壁钻头、扩孔器的常用规格系列应遵守《超硬磨料制品金刚石薄壁钻头》（JB/T11426-2013）的规定。

4.2.2钻头口径分级见表4.2.2。

表4.2.2金刚石薄壁钻钻头口径分级

口径分级

小口径

常规口径

大口径

超大口径

口径范围

小于75mm

76mm～199mm

200mm～450mm

大于450mm

4.2.3金刚石薄壁钻头选择和使用注意事项：

1应根据作业目的、用途、混凝土结构强度等级及成份，合理选择钻头性能、结构、规格、类型、连接方式。

金刚石薄壁钻头的选择见表4.2.3。

表4.2.3金刚石薄壁钻头选用表　

混凝土强度等级

C30以下

C30

C60

C60以上

可钻性

类别

软

中硬

硬

坚硬

级别

3

4～6

7～9

10～12

聚晶金刚石烧结体

●

●

●

孕

镶

钻

头

胎体硬度

（HRC）

15～25

●

●

25～30

●

●

●

30～35

●

●

●

35～40

●

●

40～45

●

金刚石浓度

（%）

45

●

●

●

●

60

●

●

●

●

75

●

●

●

85

●

●

●

金刚石粒度

（目）

40～60

●

●

●

60～80

●

●

●

80～100

●

●

●

●

2钻头使用前必须检查钻头、接头、钻杆质量，保证连接同心度。

应将钻头按内外径尺寸排序，轮换使用。

超深孔及取芯钻进,钻头与扩孔器及卡簧要配合合理。

3钻具管材规格级配等技术要求宜遵守《地质岩心钻探钻具》（GB/T16950-2014）的规定。

4.2.4金刚石薄壁钻切割设备的选择及使用，应满足下列要求：

1根据钻切方法选择钻孔设备及配套设施，所选设备类型应满足钻切施工要求。

2应充分考虑施工作业环境、搬迁、施工技术条件及钻孔孔径和钻孔深度等因素合理选择设备功率与设备类型。

3优先选用技术性能先进、操作简单、维修保养方便及性价比高和经济效益好的设备。

4不同的钻孔切割方法，设备选择及使用还应符合下列要求：

1）单孔、排孔的垂直或水平切割设备宜选用结构简单、体积小、重量轻、可调速、安装方便、操作平稳的固定式钻机，斜孔的切割设备宜选用导杆角度可调的固定式钻机。

2）水下切割和倒切切割设备应选用分体式全液压钻机，配套的高压油管与接头必须确保密封好，安全可靠。

3）超大口径钻孔切割设备应选择输出扭矩大的长导杆大底座固定式全液压钻机，口径大于750毫米以上的钻孔设备导杆应选择刚性可靠的龙门式支架。

4）深孔和超深孔钻孔设备应选择配套的钻具和升降机具，确保钻孔施工中钻具的顺利起降。

钻具一般包括钻杆、岩芯管、取芯卡簧、扩孔器、扶正器、变径接头等，升降机具宜选用具有升降功能的起落架。

5）干式钻孔切割和水下钻孔切割应选择具有反循环功能的设备。

6）高精度钻孔应选择装配精度高的切割设备，配套的机具配合精度均要满足设计和施工要求。

4.3施工工艺及技术要求

4.3.1金刚石薄壁钻切割施工应遵守下列工艺及技术要求：

1根据钻切结构体类型、钻孔类型、钻头规格与底唇面积、钻孔结构与钻具级配、钻头性能参数选择钻进技术参数。

钻进压力应使钻头单位面积上的压力保持在0.5千牛/平方厘米～18千牛/平方厘米。

钻进转速应使钻头底唇面线速度保持在1.0米/秒～2.5米/秒。

冲洗液量应使钻孔内冲洗液返出速度大于0.3米/秒～0.7米/秒。

2钻机必须固定牢固，钻孔、钻头、钻机动力头中心必须三点成一线，钻进中不得发生位移。

3应在钻机功率允许范围内控制钻进速度，平稳钻进。

4钻孔内应保持清洁，及时清除钻孔内异物。

5钻切粗密钢筋混凝土结构，避免强压钻进。

6卡钻时禁止强力转动提拔钻具。

7钻孔切割质量指标包括：

孔位偏差、孔径偏差、孔斜偏差、孔壁光滑度等。

孔斜偏差包括：

倾角差、方位角偏差、垂直和水平偏距、偏斜率等。

切割质量应符合下列要求：

1）开孔的孔位、孔径、倾角及方位角等应符合设计要求。

2）孔壁光滑、孔内清洁无残留混凝土芯等异物。

3）终孔靶点的孔斜偏差应在设计允许范围内。

4）取芯钻孔，混凝土芯采取质量应满足设计要求。

4.3.2单孔切割钻孔分级、分类及钻进技术要求应遵守下列规定：

1单孔钻孔分级、分类见表4.3.2。

表4.3.2　钻孔分级、分类表

深度分级

浅孔

中深孔

深孔

超深孔

深度范围

0m～0.6m

0.6m～3m

3m～10m

大于10m

角度分类

水平孔

垂直孔

倾斜孔

倒切孔

角度说明

0°、180°孔

向下竖直90°孔

0°～90°间孔

（不含0°、90°）

上仰0°～90°孔

（不含0°、90°）

2单孔切割钻进技术参数应遵守本规程4.3.1规定。

4.3.3排孔切割工艺与技术要求应遵守下列规定：

1排孔切割钻进技术参数应遵守本规程4.3.1规定。

当钻孔相交面积较大时，宜适当降低钻压和减少冲洗液量。

2同一线上的钻孔，孔中心点与设计线偏差应符合设计要求。

3相临钻孔应相切或相交面积最小。

4.3.4超深钻孔切割工艺与技术要求如下：

1超深水平孔切割技术参数宜采用较大钻压、较低转速、适中冲洗液量。

钻压：

常规口径钻孔，易切割的结构体宜控制在8千牛/平方厘米～12千牛/平方厘米,复杂坚硬的结构体宜控制在12千牛/平方厘米～18千牛/平方厘米。

转速：

宜控制在300转/分钟～700转/分钟，随钻孔深度增加转速应适当降低。

冲洗液量：

应根据钻头规格和钻屑量选择冲洗液量。

当钻孔轨迹下探时应适当减小冲洗液量，当钻孔轨迹上漂时应适当增加冲洗液量。

不同规格钻头冲洗液量范围见表4.3.4。

表4.3.4不同规格钻头冲洗液量范围（l/min）

钻头规格

60mm以下

60mm～76mm

76mm～96mm

96mm～110mm

110mm以上

冲洗液量

15～30

20～40

30～60

40～80

60～100

2超深垂直钻孔切割和超深倾斜钻孔切割工艺钻进技术参数应遵守本规程4.3.1规定。

超深倾斜钻孔切割工艺钻进技术参数宜采用较大钻压、较低转速、适中冲洗液量。

4.3.5水下钻孔切割工艺与技术要求如下：

1水下钻孔切割方法分为切割设备主机在水下、有人员水下作业和切割设备主机在水面、无人员水下作业两种工艺。

2水下钻孔切割钻进技术参数应遵守本规程4.3.1条规定。

采用正循环钻进工艺时，孔口吸水装置的泵量应大于钻进冲洗液量。

4.3.6干式钻孔切割工艺钻进技术参数及要求如下：

1钻进技术参数一般采用低钻压、低转速、高风量。

2浅孔和中深孔钻压为0.1千牛/平方厘米～0.5千牛/平方厘米,转速为30转/分钟～200转/分钟，风量为1立方米/分钟～1.5立方米/分钟。

3超深孔钻压为2千牛/平方厘米～8千牛/平方厘米,转速为60转/分钟～300转/分钟，风量立方米/分钟～5立方米/分钟。

4浅表钻孔孔口周边应清洁无堆积粉尘，孔口完整无裂隙、孔内清洁无掉块等异物。

4.3.7大口径钻孔切割工艺技术要求如下：

1同一线上的钻孔，孔中心点与设计线偏差应符合设计要求。

钻进技术参数应遵守本规程4.3.1条规定。

钻压应满足钻头底唇面单位面积上需要的工作压力，保持钻头正常匀速钻进；转速应达到钻头的线速度；冲洗液量应满足冲孔、排屑需要。

2钻具级配合理，宜选用钢性强的大直径钻具。

3超大口径超深水平钻孔和倾斜钻孔作业，孔口必须架设中心扶正装置，随钻孔加深，钻杆柱每隔一定距离应设扶正装置。

4逆向切割作业，提出钻具时，应有钻具扶正防倒装置和混凝土芯滑落承接措施。

4.3.8高精度钻孔切割工艺及技术要求应遵守本规程4.3.1条规定，还应满足如下要求：

1钻机安装，应紧固可靠、无旷动，应根据设计的钻孔中心点校正钻机，使开孔方位角和倾角符合设计要求，测量确定的钻孔中心点应准确无误，确保安装质量。

2严格控制钻进技术参数，开孔应以低转速、小钻压钻进，钻进中严禁盲目加压。

3高精度小口径超深钻孔，钻头及粗径（取心）钻具规格与钻杆规格应选择在同一径级。

4终孔靶点位置在既有混凝土结构体内的钻孔，应定期丈量钻具验证并校正孔深，保证孔深误差在设计允许范围内。

5应定点、及时进行钻孔孔斜度测量。

垂直孔偏斜率应低于1.5‰，倾斜孔偏斜率应低于1.75‰，水平孔偏斜率应低于2‰。

4.4安全要求

4.4.1基本安全规定如下：

1建立、建全安全保护、安全警示等各类设施，严格执行安全生产制度。

2定期开展安全教育和职业培训，定期进行安全检查。

3进场作业必须佩带安全帽和穿戴适体工作服，悬空或高空作业必须配备安全带、安全绳等可靠的安全防护用具。

4施工用电严格遵守《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-2014的规定。

5天气和气象条件不利于施工作业时，应停止作业，并做好防护。

6施工现场应作业现场应设置安全警示标识，配备防火、灭火设施。

4.4.2单孔钻切安全应遵守本规程4.4.1条规定，还应遵守下列规定：

1操作时操作人员必须正确着工作装，身体距离钻具应大于30厘米。

2开孔钻进，钻头在既有混凝土结构表面打滑时，严禁用脚或手辅助扶持钻具。

3逆向切割，提出钻头时应防止钻具内混凝土芯掉落伤人。

4.4.3排孔钻切安全应遵守4.4.1条规定，还应遵守下列规定：

1切割分离的块体应有分离保护措施，严防块体陷落、倒塌。

2作业时不得站在进行切割分离的块体上。

3不得进行逆向切割。

4.4.4水下钻孔切割安全应遵守本规程4.4.1条规定，还应遵守下列规定：

1严格遵守水下作业相关规定。

2严格控制人员水下作业时间，人员水下作业时必须穿戴性能良好的防护和呼吸装置，携带性能良好的水下通讯设备，水下作业防护装置性能和穿戴操作要求应符合相关规程。

3人员在水下作业时不得开动钻切设备，待水下作业人员返回地面后方可开动钻切设备。

4所有电气设备必须远离作业现场，严防和杜绝电气设备漏电，电气设备应有良好接地保护装置。

5水下工况发生变化时必须停钻处理。

6水下禁止使用电动钻切设备。

4.4.5特种钻孔切割安全应遵守本规程4.4.1条规定，还应遵守下列规定：

1超大口径钻孔作业，应遮盖孔口。

2超大口径钻孔逆向切割时，严防取心钻具重心失衡和混凝土芯滑落。

5

金刚石圆盘锯切割法施工

5.1一般规定

5.1.1金刚石圆盘锯适用于既有混凝土结构的切割与开槽。

5.1.2金刚石圆盘锯切割法根据锯片冷却方式不同可分为干式切割、湿式切割；根据驱动方式不同可分为液（气）动式、电动式、燃动式；根据作业环境不同可分为地上切割、水下切割。

5.2金刚石圆盘锯切割工具及设备

5.2.1金刚石圆盘锯片根据工艺分类：

烧结锯片、焊接锯片、电镀锯片；根据外观分类：

连续边缘锯片、刀头型锯片、涡轮型锯片见图5.2.1；金刚石圆盘锯片系列参照《超硬磨料制品金刚石圆锯片》（GB/T11270-2002）规范。

金刚石圆盘锯片选择见表5.2.2。

图5.2.1金刚石圆盘锯片示意图

1—连续边缘锯片；2—刀头型锯片；3—蜗轮型锯片

表5.2.2金刚石圆盘锯片选用表

切割结构体类型

素混凝土及混凝土强度等级﹤C30的钢筋混凝土

C30≦混凝土强度等级﹤C60的钢筋混凝土

混凝土强度等级≧C60的钢筋混凝土

金刚石粒度

（目）

30/40

√

√

40/50

√

√

√

50/60

√

√

60/80

√

√

金刚石浓度

（%）

15-25

√

√

25-40

√

√

40-50

√

√

胎体硬度

（HRC）

20-30

√

√

30-40

√

√

40-45

√

√

5.2.2金刚石圆盘锯设备类型分为手持金刚石圆盘锯、轨道式金刚石圆盘锯，驱动方式一般为液（气）动式、电动式、燃动式。

应根据工作环境选择设备，切割工作空间狭小、切割距离短、切割质量要求不高、切割深度及厚度不超过140毫米的既有混凝土结构宜选用手持金刚石圆盘锯；水下切割施工宜选用具有相应耐压能力的液动驱动式金刚石圆盘锯；轨道式金刚石圆盘锯优先选用电动式，无电源或禁止使用电源时选用燃动式、液（气）动式。

5.3施工工艺及技术要求

5.3.1手持式金刚石圆盘锯切割施工工艺及技术要求如下：

1手持式金刚石圆盘锯适用于切割工作空间狭小、切割深度及厚度不超过140毫米、切割距离短、切割质量要求不高的既有混凝土结构。

2手持式金刚石圆盘锯切割法技术参数的选择，应根据锯机的规格不同，圆周线速度宜为20米/秒～30米/秒。

采用湿式切割工艺宜采用清水作为冲洗液，冲洗液量宜为5升/分钟。

5.3.2轨道式金刚石圆盘锯切割施工工艺及技术要求如下：

1轨道式金刚石圆盘锯片的选择，应根据切割结构体类型，选择的锯片应符合本规程5.2.1条规定；锯片直径选择应根据切割深度选择锯片：

切割深度H宜在（1/3～3/7）锯片直径D范围内选择锯片，见图5.3.2—1。

图5.3.2—1金刚石圆盘锯片选择示意图

1—圆盘锯锯片；2—切割体

2严格控制人员水下作业时间，人员水下作业时必须穿戴性能良好的防护和呼吸装置，携带性能良好的水下通讯设备，水下作业防护装置性能和穿戴操作要求应符合相关规程。

1）采用双轨轨道时，每切割段导轨的固定点不能少于4个，并双边布置。

两侧轨道高差不应大于3毫米，前后轨面高差不应大于5毫米。

2）锯盘圆周线速度对于硬度较低、锯割阻力较小的结构，锯片圆周线速度宜为40米/秒～65米/秒；硬度较高、锯割阻力较大的结构，应选择较低的锯片圆周线速度，宜为20米/秒～40米/秒。

3）

圆盘锯应安装防护罩，防护罩的保护面积应保证盘锯外露部分在150～170°之间且安装牢固，见图5.3.2—2。

图5.3.2—2金刚石圆盘锯安装防护罩示意图

1—防护罩；2—圆盘锯锯片

4）切割线布置宜垂直结构体主筋分布方向。