卵石地質(zhì)在我們國家分布面積十分廣闊,主要以河道和地質(zhì)淤積平原較常見,可分為沙卵、泥卵、純卵三種地質(zhì),共同特點為施工對鉆具磨損極為嚴(yán)重、易塌落、漏漿、個別地質(zhì)還有鉆進(jìn)難的問題。
鉆進(jìn)工法
埋藏較淺的卵石層,主要出現(xiàn)在河道河灘兩側(cè),施工常見問題有下護(hù)筒難,孔口易塌落。對比較專業(yè)的寶峨鉆機(jī)來說用護(hù)筒驅(qū)動器,驅(qū)動護(hù)筒,鉆進(jìn)40公分驅(qū)動護(hù)筒往下壓很易解決下護(hù)筒難和上面卵石層漏漿塌落等問題。
對于國產(chǎn)鉆機(jī)來說沒有護(hù)筒驅(qū)動器這套裝置,首先要把護(hù)筒下正,夯實孔口。這樣能避免施工中護(hù)筒下落大面積塌方所帶來的鉆機(jī)傾覆等事故發(fā)生。(這樣的地質(zhì)鉆機(jī)下面鋪鋼板是必不可少的)
解決漏漿問題有多種方式,介紹一種方式,泥漿比重調(diào)的再大也護(hù)不住純卵石層,因為泥漿的比重遠(yuǎn)不如卵石的比重大。尤其卵石層的厚度在15米以上時,就大大增加了施工中事故發(fā)生的風(fēng)險。
比如樁徑1.5米、設(shè)計孔深在-49米,上面-15米均是純卵石層和泥卵相結(jié)合,施工的工法應(yīng)該取較干燥的黃粘土,倒入孔中,最好用0.6方的挖掘機(jī)往孔內(nèi)倒黃粘土3-4鏟后,用旋挖鉆機(jī)的鉆頭下到孔內(nèi)反轉(zhuǎn)(用帶有通水孔的截齒撈沙斗),這樣黃粘土就被鉆頭強(qiáng)行抹到了孔壁上,鉆頭正轉(zhuǎn)一圈,提鉆2-3米,完后再往下挖40-50公分,反復(fù)這樣去做,直至挖過卵石層,后換直徑小于1.5米的鉆頭,最好是1.25米的鉆頭,往下挖直至孔底,再用1.5米的鉆頭擴(kuò)孔直至成孔。采用這種工法的原因是:小直徑的鉆頭對孔壁的沖涮量小,降低塌孔和灌注超方的概率。 對于在深度大于30米的卵石層,以上方法無效,可選用其有針對性的方式。
談卵石旋挖鉆機(jī)施工工藝(2)
二〔鉆斗〕
鉆頭是旋挖鉆機(jī)所用的鉆具,鉆具有缺陷,即使具有優(yōu)越性能的鉆機(jī)也發(fā)揮不出作用,直接影響效益,增加部件磨損及各項消耗,從而提高生產(chǎn)成本。
〔1〕 鉆具的作用
在施工過程中,由于地質(zhì)多樣化,滿足鉆機(jī)施工要求,所配帶的鉆具也是多樣性的,鉆具作用可分為概括∶旋挖切削并把渣土取出的容器。我國的旋挖行業(yè)使用的鉆具比較特殊,80%的鉆機(jī)都使用一種鉆具∶撈沙斗,下面分析鉆斗。
〔2〕鉆斗的阻力
鉆斗主要的作用是旋挖鉆進(jìn),所以鉆進(jìn)時鉆斗所受到的阻力倍受關(guān)注,直接影響整體的效益及鉆機(jī)負(fù)荷,如何減少各種阻力,成為鉆斗的核心技術(shù)!旋挖鉆進(jìn)時負(fù)荷主要來源于三處既∶旋挖切削地質(zhì)的斗齒∶正阻力,鉆斗的鉆筒與外側(cè)地質(zhì)摩擦∶側(cè)阻力,鉆斗的筒體鉆進(jìn)的渣土自重,以及渣土與鉆斗筒壁內(nèi)側(cè)摩擦∶內(nèi)阻力。
〔3〕正阻力
正阻力是旋挖切削地質(zhì)時斗齒所受到的阻力,也是主要的負(fù)荷來源,減少正阻力可使用以下辦法,1∶改變斗齒的長度。把斗齒的長短有序分開,鉆進(jìn)時內(nèi)齒最長首先接觸到地質(zhì),由于內(nèi)齒力臂最短,因此所受阻力最小,很容易切削破碎,隨著加壓鉆進(jìn)齒尖逐漸延長,較長的斗齒隨之跟進(jìn)鉆進(jìn),這樣就把鉆進(jìn)的阻力分開鉆進(jìn),達(dá)到阻力小,進(jìn)尺快的目的。2∶齒座的位置很重要,齒座與齒座之間都保留了一定間隙,目的是左右兩組斗齒間隙互補(bǔ),所謂的犬牙交錯,鉆進(jìn)時鉆斗360度回轉(zhuǎn)一周,把所有的地質(zhì)都能切削鉆入。所以確保斗齒之間的的間隙,也就直接保證最小化使用斗齒的數(shù)量和未被切削遺留下地質(zhì)所產(chǎn)的托底現(xiàn)象。3鉆斗斗底中心三角尖的長度不能超出內(nèi)齒齒的長度,寬度保持十五公分以內(nèi)。
〔4〕側(cè)阻力
側(cè)阻力主要來源于鉆斗的鉆筒與外側(cè)摩擦產(chǎn)生的阻力。減少鉆筒外側(cè)的摩擦,第一注意的是鉆斗兩側(cè)邊齒的直徑要大于鉆斗的直徑十公分左右,2旋挖鉆進(jìn)時,鉆斗兩側(cè)會遺留下渣土與筒壁摩擦,解決這一現(xiàn)象可把鉆筒下部開啟半扇形的泄荷槽,在泄荷槽邊側(cè)加上邊刀,這樣就可把遺留下的渣土在邊刀的作用下,通過泄荷槽進(jìn)入鉆斗,達(dá)到減少側(cè)阻力的目的。
〔5〕內(nèi)阻力
內(nèi)阻力主要來源于∶鉆入鉆斗內(nèi)的渣土與鉆筒內(nèi)壁產(chǎn)生的摩擦,以及渣土自身的重力,這兩種力直接影響斗底進(jìn)渣口處的阻力,隨著鉆斗內(nèi)的渣土增多,斗底進(jìn)渣口的阻力也隨之升高,所以進(jìn)渣口開啟的越大其推力就越大。
〔6〕樁徑與阻力的關(guān)系
1阻力臂:驅(qū)動鉆斗回轉(zhuǎn)的扭矩是由中心輸出,而隨鉆斗作業(yè)半徑增加,阻力臂也隨之增長,因此鉆斗半徑越小,阻力就越小,也就越容易鉆進(jìn)。接觸面積:隨鉆斗半徑的增長,接觸面積就越大加壓阻力大
〔7〕卡鉆
卡鉆顧名思義就是把鉆斗卡住的現(xiàn)象。卡鉆現(xiàn)象分于兩種原因∶第一種原因是鉆斗的形狀導(dǎo)致的。首先沒有按照地質(zhì)的需求制作出相對的泥漿,孔內(nèi)出現(xiàn)掉土或塌方的現(xiàn)象,鉆斗的形狀呈錐型,掉下石塊渣土進(jìn)入鉆筒外側(cè)后越夾越緊,最后被卡住。第二種原因是∶由于鉆斗老化沒有及時的維修,或者鉆入震動較大的地質(zhì)時,鉆斗的斗底被震開而卡鉆,無論那種原因卡鉆都有辦法解決,不要硬鉆硬提!
旋挖鉆機(jī)施工工藝(3)
三〔泥漿〕
泥漿的作用是滿足施工的需求。泥漿的質(zhì)量取決于地質(zhì)情況,如果地質(zhì)情況較好可干成孔,那就無須制作泥漿。如果地質(zhì)較為復(fù)雜,需泥漿的的作用協(xié)助施工,泥漿的作用大致可概括成四點∶壓強(qiáng).護(hù)壁.懸浮和潤滑
〔1〕壓強(qiáng)
泥漿或水都具有重量,因此在內(nèi)部就存在由本身的重量而引起的壓強(qiáng),這種壓強(qiáng)對孔壁及孔底都會起到壓力作用,壓強(qiáng)與泥漿的比重也有關(guān)。樁基礎(chǔ)越深則壓強(qiáng)也越大,由此可見樁底部的壓力最強(qiáng),它與樁徑的大小,容積以及底面積的大小無關(guān)。通過定律驗證:深度每增加十米,壓力增加98千帕。通過上述論點可指出∶在鉆進(jìn)中簡單地質(zhì)水位較低時,孔內(nèi)十米以下壓強(qiáng)基本建立,一般不會出現(xiàn)塌方現(xiàn)象,這既是壓強(qiáng)的作用。
〔2〕護(hù)壁
由于鉆機(jī)施工時遇到的地質(zhì)多樣化,孔內(nèi)十米以上泥漿的壓力較輕,特別是護(hù)筒部分壓強(qiáng)極小,為了保護(hù)孔壁不致坍塌及施工的質(zhì)量.這時泥漿護(hù)壁及其重要。泥漿護(hù)壁原理是∶當(dāng)泥漿達(dá)到一定粘度時,泥漿具有一定粘滯性,在泥漿壓力的作用下,泥漿粘貼在孔壁并不至脫落,護(hù)壁層的厚度取決泥漿的粘度。
〔3〕懸浮
旋挖切削過程中及提鉆會在泥漿中產(chǎn)生懸浮物,停鉆或成孔后泥懸浮的雜質(zhì)會漫漫沉落至孔底,影響施工質(zhì)量。一般制作泥漿所用的原材料是膨潤土,如果泥漿達(dá)到一定粘度時,膨潤土在水中呈膠體懸浮狀,這時的泥漿液具有一定的粘滯性和潤滑性,可以把細(xì)小的物質(zhì)摻合并粘結(jié),起到懸浮或降低沉落速度的作用。
〔4〕潤滑
前面已講到,泥漿具有潤滑性,這種潤滑對旋挖鉆進(jìn)極其重要,特別是減少側(cè)阻力和內(nèi)阻力有及其顯著的效果,無論任何地質(zhì),鉆進(jìn)時泥漿都具有減阻的作用。
(5)浮力
液體比重越大浮力越大,因此泥漿可以降低主卷提鉆阻力。
(6)降溫
選用凱式鉆桿入巖時,鉆斗截齒與巖石摩擦?xí)a(chǎn)生高溫,泥漿能起到降溫保護(hù)
截齒的作用
〔5〕鉆孔液
特點∶經(jīng)濟(jì)方便,對PH值有要求,比重與水相同。作用是∶通過在水中加入其產(chǎn)品,能快速地把調(diào)制出一定粘度液體。鉆孔液沒有護(hù)壁層,主要是利用粘度和壓強(qiáng)來保護(hù)支撐孔壁。缺點是因沒有護(hù)壁層,易出現(xiàn)滲漿.漏漿現(xiàn)象。
四〕操作
旋挖鉆機(jī)施工于隱蔽工程,與地質(zhì)變化密切相關(guān),所以操作鉆機(jī)需一定的技術(shù)經(jīng)驗。司機(jī)的經(jīng)驗和技能,決策著鉆機(jī)生產(chǎn)效益及安全,前面所講的方面最后都是為操作而準(zhǔn)備,所以操作部分非常重要!操作可注意以下幾部分∶操作基本要素.操作與地質(zhì).操作方法等…
基本要素分四個部分組成即∶望聞切
〔1〕基本要素
望∶觀察。操作時近70%的信息來源于視覺,通過仔細(xì)的觀察可以提高效益并預(yù)防隱患。通過目測可以檢查各個部位,旋挖鉆進(jìn)時除了觀察儀表顯示的參數(shù),特別需要關(guān)注旋挖鉆進(jìn)時承受負(fù)荷較重的部位∶如主卷鋼絲繩,鉆桿,危險部位包括∶鉆斗銷.鉆斗斗底掛鉤和護(hù)筒周圍的等…也可觀察取出的渣土來分析地質(zhì)情況及變化趨勢,以及泥漿的質(zhì)量,觀察鉆桿回轉(zhuǎn)受阻及振動判斷地質(zhì)情況等等…
聞∶仔細(xì)地挺。首先通過聽可辨別出是否有異常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出的聲音,通過聽動力頭受阻后所發(fā)出的聲音來辨別地質(zhì)情況,以及主卷提升或下放時,隨著負(fù)載變化,減速機(jī)發(fā)出的聲音也隨之變化,下鉆或提鉆時,聽每節(jié)鉆桿放完或收回所發(fā)出鉆桿撞擊的聲響,可以預(yù)防帶桿等等…
切;憑振動。地質(zhì)情況變化鉆機(jī)產(chǎn)生的震動和阻力也不同,機(jī)手可通過身體來感覺震動的大小阻力情況得知地質(zhì)情況,而及時改變加壓方式和輸出扭矩,鉆進(jìn)深度等
〔2〕操作與地質(zhì)
操作與地質(zhì)有著密切關(guān)系,第一時間得知地質(zhì)的變化情況,這與鉆機(jī)效率有直接關(guān)系,每種地質(zhì)的鉆入方法存在一定的差異如∶鉆桿轉(zhuǎn)數(shù).鉆進(jìn)時間.加壓行程.輸出扭矩.鉆進(jìn)深度等等…如果任何地質(zhì)的操作方法都是一個套路,不但影響生產(chǎn)效益,事故的發(fā)生概率也隨之增高,地質(zhì)與操作關(guān)系如下∶阻力較小的地質(zhì)如泥層“以剛克柔”,利用鉆機(jī)大扭矩,重加壓力快速鉆進(jìn);磨阻力較強(qiáng)的地質(zhì)如沙層“剛?cè)岵⑦M(jìn)”,沙層阻力較高,鉆機(jī)需大扭矩輸出鉆進(jìn),但不能蠻鉆,鉆機(jī)負(fù)荷升高時提升加壓油缸來輕阻力;反作用較強(qiáng)的地質(zhì)如卵石層“以柔克剛”,由于卵石層的特殊性,鉆輸出的加壓力和扭矩與所受到的震動和反作用力成正比,所以不能硬鉆以免部件受損并影響生產(chǎn);堅硬密實的地質(zhì)如∶沙巖“以剛克剛”由于地質(zhì)堅硬,密度較高!在保證鉆斗和操作無缺陷下,只能以鉆機(jī)輸出的大扭矩和重壓力來鉆入地質(zhì),克服旋挖切削的阻力。
〔3〕操作總結(jié)
在操作鉆機(jī)時避免出現(xiàn)巨大慣性,學(xué)習(xí)泄力技巧,通過控制流量,壓力輸出,結(jié)合不同地質(zhì)更換不同操作方式,實現(xiàn)保護(hù)機(jī)械并高效率地施工生產(chǎn)。