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旋挖工法基础理论“掘进”

 金属基陶瓷复合 2018-08-10

掘进:以地质.地下水.桩径.桩长为基本参数,制定一套钻进方法。

1钻杆

钻杆属易损件,是钻机6大关键部件之一(主卷.动力头.钻杆.提引起.钢丝绳.钻具)也是故障频发部位,钻杆承受钻机输出扭矩和加压力,承受操作不当的惯性冲击,承受钻进恶劣地质剧烈振动...

1.1钻杆作用:将扭矩和加压力传递给钻具

1.2钻杆类型 :摩阻式(伸缩式):通过扭矩负载产生的摩擦阻力传递加压力;机锁式(伸缩式):通过机锁点机锁传递加压力

1.3选用钻杆:极限承载力超过500千帕以上就得考虑使用机锁杆。钻进深度超过80米只能使用摩阻杆(摩阻钻杆比机锁杆多1节)注:(随市场需求及技术上研发,产品会不断更新)。


2钻具

工欲善其事.必先利其器,磨刀不误砍柴工,都反应钻斗的重要性。

2.1钻具作用:通过钻机输出的扭矩和加压力,作用在钻具上的钻齿,对地质进行切削破碎,并把钻下的渣土通过不同的方式容纳钻斗上并提出孔外。

2.2钻具类型:双底捞沙斗(常规地质),双底入岩(中难度地质)螺旋钻(干孔.岩石节理),入岩筒钻(高难度地质),压轮筒钻.压轮钻(极端高难度地质)。


3钻齿

3.1钻齿的作用:凝聚钻机的输出的扭矩和加压力,通过钻齿前的锋利刀刃对地质切削或破碎。

3.2钻齿的类型:斗齿:(线式刀具)通过斗齿前端刀刃切削地质(适用于常规地质);截齿:(点式刀具)通过截齿前的合金头,对地质进行破碎(适用于强度高地质)

3.3选用钻齿:根据地质类型选用钻齿,卵石层(宝峨齿:耐磨.强度高),常规地质(斗齿:切削),坚硬地质(截齿:破碎)。


4先导尖

钻具最先接触也是最开始对地质进行掘进的装置。

4.1先导尖作用:定位(有效预防偏孔),改变切削顺序(降低钻进阻力)

4.2先导尖类型:鱼尾型(铸造),锥形铁板(厚铁板切割焊接),截齿型:(先导截齿座)。


5钻机.钻杆.钻具,钻齿和先导尖之间匹配

根据地质类型.地质强度.地下水.桩径.桩长,选用钻机型号(100~500扭矩),钻杆(摩阻.机锁),钻斗(开式.底式.螺旋.筒式),钻齿(宝峨齿.斗齿(v19.v20.v35),截齿),先导尖(铸造.铁板.截齿),只有部件之间合理搭配,才能发挥钻机性能。


6钻进阻力分析

所有的阻力都来源于钻斗,因此想要降低负载,就得钻斗上下功夫。

6.1正阻力:来源于先导尖和钻齿,改变先导尖类型,实现先导尖与钻齿优化组合,钻齿角度,间距等。

6.2侧阻力:泥浆或水具有润滑左右,降低侧阻力;同时导向防护条高度.边齿位置都可以改变侧阻力。

6.3内阻力:锥形钻体,干孔,底板开口大小都影响着内阻力。


7优化钻具

钻具不仅仅搭配好就能提升性能了!无论线式刀具还是点式刀具,其钻进理念都是减少接触面积而提升钻进能力,因此可通过点.线.面为基础理念优化钻具。


8泥浆:满足施工要求,保证施工安全,提升施工质量

8.1泥浆作用:流9速(护壁).压强(支撑).润滑(降阻).悬浮(沉渣).减震(缓冲).降温(护齿).浮力(提升)。

8.2泥浆原材料:膨润土(粘度护壁).纤维素(增加粘度).火碱(ph值)。

8.3泥浆三项指标:流速,比重,含沙滤。

8.4搅拌方法:人工(搅浆罐).水泵(漏斗冲).机械(挖机.水泵叶片)。

8.5应用泥浆压强:泥浆压强随深度增大,因此桩深部位的地质可排除危险性(塌孔.沉渣),而桩浅的位置由于泥浆压强较小,这时泥浆(粘度)护壁更重要。

8.6钻孔液:适合简单地质,没有护壁层,容易漏浆,但是使用方便,对ph值有要求。


9操作控制

9.1操作理念:根据地质变化改变操作方式,实现保护设备的前提下最大化发挥钻机性能

9.2望闻问切

∶‘看’

(1)检测:开机前通过目测检查各个部位:发动机.液压.结构.电气。

(2)仪表:旋挖钻进时观察仪表显示的各项参数。

(3)实时监测:如主卷钢丝绳.钻杆.钻斗销保险.钻斗底板挂钩.钻斗底板中心轴保险.钻齿

(4)地质分析:也可观察取出的渣土颜色.种类.颗粒.块状大小来分析地质变化趋势

(5)安全观测:观察提钻时钻杆上的泥浆下流波纹确定泥浆的质量,泥浆液面是否有翻花现象(塌孔),钻斗大梁上是否有渣土(塌孔),护筒周围是否冒泡(塌孔)

(6)负载观测:由于动力头使用变量马达,因此钻杆转速随负载变化,通过观察钻杆转速可知负载状况。


闻∶‘听’由于施工隐蔽工程,当钻斗孔内时,只有通过听来控制.预防。

(1)降低杂音:尽可能的把发动机消音器.冷却风扇声音关闭驾驶室之外。同时把前风挡部分打开,尽可能的让动力头和主卷扬(行星减速机)声音进入驾驶室(前置主卷)

(2)监测:通过‘听’实时监测整台设备各个系统的运转声音。

(3)动力头声音:通过‘听’实时监测动力头行星减速机发出的声音,可第一时间感知负载变化,同时判断地质情况,改变操作控制

(4)主卷声音:通过‘听’实时监测主卷扬工作时减速机发出的声音,其声音随负载变化,可第一时间感知主卷上提或下放负载变化,可有效降低钢丝绳断.卡钻.夹钻.卡杆.带杆事故发生。


问:‘了解’

承接工程之前,可通过地质报告了解地质.地下水情况,也可到现场观察导前钻勘探岩芯样品分析地质,如果已有钻机施工,也可询问对方施工情况了解地质.地下水情况。


切:‘振动’

地质发生变化时比如:卵石层,通过钻具钻杆传递的振动频率大小也不一样,这时可通过振动变化判断地质情况,同时改变操作方式。

9.3操作与地质

操作与地质有着密切关系,第一时间得知地质的变化情况,这与钻机效率有直接关系,每种地质的钻入方法存一定的差异如∶钻杆转数.加压行程.输出扭矩.钻进深度等等…如果任何地质的操作方法都是一个套路,不但影响生产效益,事故的发生概率也随之增高!

9.4操作方式:切削式(常规地质).破碎式(软岩).拨动式(卵石层.强风化局部).碾磨式(弱风化.花岗岩.玄武岩)(来源:四川旋挖城)

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