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旋挖施工技术知识解析

元昇机电的小编在这里有和大家见面啦，今天与大家一起学习下关于旋挖施工技术知识解析。

较近我们驻地在广东的业务经理给我们反馈了一个现象那就是坍孔，我们向厂里的技术人员反映了一下情况，技术人员经过图片辨识以及多年的工作经验再加上实地考察分析较终得出了以下结论：

原因分析

坍孔原因有：① 孔口护筒埋置不当；② 孔内静水压力不足；③ 护壁泥浆指标选用不当；④ 钻进过快或停留一处空钻时间过长；⑤清孔时间太长或成孔后未及时浇注；⑥ 施工过程中对孔壁扰动太大。

造成斜孔、弯孔事故的原因主要有：① 钻杆垂直度偏差大；② 钻头结构偏心；③ 开孔时，进尺太快，孔形不直；孔内障碍物或地层软硬不均，钻进时产生偏斜。

造成缩孔的原因主要有：塑性土膨胀；钻头直径偏小。

造成孔底沉渣厚度**允许值的原因主要有：① 孔内泥浆的比重、粘度不够，携带钻渣的能力差；② 清孔方法不当，孔底有流沙或孔壁坍塌；③停歇时间太长。

现象

坍孔：孔壁坍塌。斜孔：桩孔垂直度偏差大于1％。

弯孔：孔道弯曲，钻具升降困难，钻进时机架或钻杆晃动，成孔后安放钢筋定或导管困难。

缩孔：成孔后钢筋笼安放不下去。

孔底沉渣厚度**过允许值。

成孔深度达不到设计要求。

防治措施

选择恰当的钻进方法：① 开孔时5m以内，宜选用低转速慢进尺，每进尺5m左右检查一次成孔垂直度；② 在淤泥质土或流沙中钻进时，应控制转速和进尺，且加大泥浆比重(或投入适量浸泡过的粘土)；③ 在有倾斜的软硬土层钻进时，应控制进尺，低转速钻进；④在回填后重钻的弯孔部位钻进时，也宜用低转速慢进尺，必要时还要上下扫孔；⑤ 在粘土层等易缩孔土层中钻进时，应选择同设计直径一样大的钻头，且放慢进尺速度；

机具安装或钻机移位时，都要进行水平、垂直度校正。钻杆的导向装置应符合下列规定：

潜水钻的钻头上应配有一定长度的导向扶正装置，成孔钻具（导向器。扶正器、钻杆、钻头）组合后对中垂直度偏差应小；②利用钻杆加压的正循环回转钻机，在钻具中应加设扶正器，在钻架上增设导向装置，以控制提引水龙头不产生大的晃动；③ 钻杆本身垂直度偏差应控制在0.2％以内。

选用合适型式的钻头，检查钻头是否偏心。

正确埋置护筒：① 预先探明浅层地下障碍物，清除后埋置护筒。② 依据现场土质和地下水位情况，决定护筒埋置深度，一般粘性土≮1m，砂土及松软填土≮1.5m；**下端口埋置在较密实土层，护筒外围用粘土等渗漏小的材料封填压实；护筒上口高出地面100mm；护筒内径比设计桩径大100mm且有一定刚度。③ 做好现场排水工作，如水位变化引起孔内外水压差变化大，可加高护筒，增大水压差调节能力。

元昇机电的小编在这里有和大家见面啦，今天与大家一起学习下关于浅谈中小型旋挖钻机入岩施工技术。

旋挖钻机入岩施工一直是长期困扰我们旋挖钻机施工的一大难题，尤其是中小型旋挖钻机的入岩施工更是难上加难。

1、中小型旋挖钻机入岩技术难点

   中小型旋挖钻机入岩一直以来有以下几个技术难点：

（1）轴向加压力小；

（2）自身重量轻；

（3）岩石对设备本身冲击大。

   由于旋挖钻机轴向加压力的不足，很难实现的破碎岩石'跃进式破碎'的形式，主要有两方面的原因：

①岩石是具有各向异性、不均质、不连续的组织物，且岩石位于地底深处，地质条件复杂；

②中小型旋挖钻机本身重量小，既要**中小型旋挖钻机的机动和灵活性，又要**自身的重量能够承受住岩石的反作用冲击力，同时又能**自己的安全和稳定性，这样对中小型的钻机似乎是一个挑战，也对旋挖钻机设计者提出了一个新的要求。

2、入岩施工

   2013年4月小型旋挖钻机在四川重庆施工，地质条件为化石灰岩层，单轴抗压强度为30MPa，孔径φ900mm，要求入岩1000mm，采用的是4×9.5m机锁杆，采用的钻具是带截齿筒钻，主要原理是利用筒钻截齿的自转和公转，对岩石进行磨削。如下图所示。

   旋挖钻机的加压施工方式主要采用'恒定加压与点动加压相结合的方式'，恒定加压主要是产生静载，为磨削岩石提供恒定的加压力，点动加压主要形成对岩石的一定的冲击，实现岩石的局部破碎，这两种方式加压相互结合实现岩石的**切削。由于岩石的软硬不均，转速会随着负载发生变化，造成钻进的过程中产生快慢交替的情况，亦对岩石造成一定的冲击作用，从而达到加速岩石切削的作用。

   另外在钻进的过程中要不断产生加注水或者泥浆，主要是起到润滑和对钻斗降温的作用，减少钻头因为发热导致的设备损坏。

3、岩芯的取出

  当使用筒钻钻进达到规定的要求的时候，需要将岩石进行切断并取出。因为小钻机自身重量轻以及扭矩小，不能直接将岩石切断，这就需要**的楔形钻斗(如下图)，利用楔形加压的原理，楔形钻斗的加压力F产生对岩芯的径向分力F1，较终将岩石折断。如下图所示，将楔块插入岩芯与孔壁的缝隙中，再施加加压力F（利用钻杆下放形成的冲击力），从而将岩心成功的折断。再更换筒钻将折断的岩芯取出。

4、岩石的入岩机理分析

   中小型旋挖钻机之所以能够成功的**入岩，主要是由于钻机本身设计**严格遵守欧盟的EN791安全设计标准，在充分考虑旋挖钻机安全性、稳定性的基础上，将整机重量进行合理分布后又实现其灵活性，**的设计结构可承受小型机锁杆的反作用力，从而实现较大的加压力传递和较高的入岩效率，取得了的结果。

   中小型旋挖钻机需充分考虑岩石破碎机理的三个阶段：研磨破碎区段、疲劳破碎区段和跃进破碎区段。

（1）研磨破碎区段：在较小的轴压力作用下，钻斗与岩石接触所产生的接触压力显著小于岩石的极限强度或者压入硬度，破碎是靠摩擦切削，此阶段的破碎颗粒小，钻头有一定的磨损。

（2）疲劳破碎区段：当压力载荷增加到一定的值，仍未达到岩石的极限强度或者压入硬度时，旋转钻头多次与岩石冲击接触，使得岩石的产生微裂纹，微裂纹越多，岩石的强度就降低的多，绞车生产厂家，当岩石的强度降低到一定的程度时，经过钻头多次冲击的岩石便会形成大颗粒的岩石碎屑，绞车工作原理，从而形成疲劳破碎。

（3）跃进破碎区段：在足够的轴压力作用下，钻头与岩石所产生的接触压力大于或者等于岩石的极限强度或者压入硬度时，则岩石产生跃进破碎。跃进破碎的颗粒比较大。

   中小型旋挖机入岩的岩石破碎机理，就是利用研磨破碎区段和疲劳破碎区段。解决了中小旋挖钻机的自身重量轻，提供的轴压小的问题，在加压与动力头转速上取得合理的值，同时又能保持住中小钻机的机动灵活的优势。在取出岩芯的问题上采用有效合理的工法，以及合适的钻具，成功将完整的岩芯取出。

5、结论：

（1）利用岩石的破碎机理，调整旋挖钻机的设计，配备合适的钻具，使得旋挖钻机入岩是*可行的，并在实践中得到充分的论证。解决了中小型旋挖钻机不能入岩的问题。

（2）小型钻机由于其自身重量较轻，绞车安装视频，要实现入岩**使用机锁杆以将整机重量传递到作业面，但较大的反作用力对整机结构的**性提出更高要求。

（3）在岩石上钻孔，**配备合适的钻具，尤其是取出岩芯这个问题上，**配备合适的工具，因此在钻机工具的研究也是必不可少的，并将是我们今后旋挖钻机入岩的研究的一个大的方向。

（4）旋挖钻机的工法研究更加必不可少的，比如合理分配加压力与动力头转速的关系，入岩时候**加注水或者泥浆，重庆绞车，对钻具进行降温以及增加润滑。

（5）对中小型旋挖钻机尤为重要的是由于自身重量的限制，在**稳定性的情况下，合理分配钻杆、钻具、桅杆与钻机总重量的比例关系，同时又能发挥中小旋挖钻机的灵活、耗油低的特点。