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旋挖鉆進(jìn)成孔工藝

2015-09-16 784 0


   旋挖成孔首先是通過(guò)底部帶有活門的桶式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土,并直接將其裝入鉆斗內(nèi),然后再由鉆機(jī)提升裝臵和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土,這樣循環(huán)往復(fù),不斷地取土卸土,直至鉆至設(shè)計(jì)深度。對(duì)粘結(jié)性好的巖土層,可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝,無(wú)需泥漿護(hù)壁。
 
  而對(duì)于松散易坍塌地層,或有地下水分布,孔壁不穩(wěn)定,必須采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝,向孔內(nèi)投入護(hù)壁泥漿或穩(wěn)定液進(jìn)行護(hù)壁。成孔前必須檢查鉆頭保徑裝臵,鉆頭直徑、鉆頭磨損情況,施工過(guò)程對(duì)鉆頭磨損超標(biāo)的及時(shí)更換。成孔中,按試施工確定的參數(shù)進(jìn)行施工,設(shè)專職記錄員記錄成孔過(guò)程的各種參數(shù),如鉆進(jìn)深度、地質(zhì)特征、機(jī)械設(shè)備損壞、障礙物等情況。
 
  記錄必須認(rèn)真、及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰。旋挖鉆機(jī)配備電子控制系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆桿的垂直度,通過(guò)電子控制和人工觀察兩個(gè)方面來(lái)保證鉆桿的垂直度,從而保證了成孔的垂直度。
 
  鉆孔過(guò)程中根據(jù)地質(zhì)情況控制進(jìn)尺速度:由硬地層鉆到軟地層時(shí),可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度;當(dāng)軟地層變?yōu)橛驳貙訒r(shí),要減速慢進(jìn);在易縮徑的地層中,應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù),防止縮徑;對(duì)硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn),以提高鉆進(jìn)效率;砂層則采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度第四紀(jì)地層地表覆蓋土、淤泥、粘土、淤泥質(zhì)亞粘土、砂土、砂層等較軟的地層統(tǒng)稱為第四紀(jì)地層。這類地層一般比較松軟,可選用摩擦鉆桿和回轉(zhuǎn)鉆斗鉆進(jìn)。
 
  像地表土、淤泥質(zhì)亞粘土、粘土層在干性狀態(tài)下膠結(jié)性都比較好,在干孔鉆進(jìn)下可用單底板土層鉆斗鉆進(jìn),也可以用雙底板撈砂鉆斗和土層螺旋鉆頭鉆進(jìn);若在濕孔鉆進(jìn)條件下,因土遇水的膠結(jié)性能變差,一般用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)以便于撈取鉆渣。
 
  淤泥層一般用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。砂土層和砂層的膠結(jié)性能都比較差,不管干孔鉆進(jìn)還是濕孔鉆進(jìn)均用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。對(duì)于含水豐富的流砂、流泥等易坍塌地層,采用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。卵礫石、風(fēng)化基巖等硬地層砂卵石、卵礫石、泥灰?guī)r、砂巖、灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖等硬巖層,因地層分布密度較大,摩擦鉆桿和回轉(zhuǎn)鉆頭無(wú)法完成鉆孔設(shè)計(jì)。此類巖層應(yīng)選用機(jī)鎖桿和短螺旋鉆頭。
 
  根據(jù)鉆進(jìn)地層不同,短螺旋鉆頭分為嵌巖短螺旋鉆頭和土層短螺旋鉆頭兩類。按其頭部結(jié)構(gòu)形式分,短螺旋鉆頭又可分為錐頭短螺旋鉆頭和平頭短螺旋鉆頭。一般情況,嵌巖短螺旋鉆頭多為錐頭形式,土層短螺旋鉆頭多為平頭形式。錐頭短螺旋鉆頭根據(jù)錐頭結(jié)構(gòu)形式的不同和鉆頭導(dǎo)程的多少又可分為單錐單螺旋鉆頭、雙錐單螺旋鉆頭以及雙錐雙螺旋鉆頭3種。
 
  嵌巖短螺旋鉆頭所用切削具為頭部鑲焊有鎢鈷硬質(zhì)合金的截齒,主要用于鉆進(jìn)風(fēng)化基巖、膠結(jié)性較好的卵礫石地層及永凍土層。土層短螺旋鉆頭所用切削具為耐磨合金鋼斗齒或斗齒加截齒,主要用于鉆進(jìn)地下水位以上土層、砂土層和粒徑不大的礫石層。一般的泥巖也可用土層短螺旋鉆頭,如:全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化。
 
  對(duì)于硬度較大的基巖地層、大的漂石層以及硬質(zhì)永凍土層,直接用短螺旋鉆頭或旋挖鉆斗鉆進(jìn)都比較困難,需要嵌巖筒鉆配合短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。嵌巖筒鉆分為取芯巖石筒鉆和不取芯巖石筒鉆兩種。取芯巖石筒鉆除了筒體下端焊有子彈頭截齒外,筒體內(nèi)壁上裝有承托巖芯的合頁(yè)片。不取芯嵌巖筒鉆則沒(méi)有承托巖芯的合頁(yè)片。嵌巖筒鉆的主要作用在于對(duì)孔內(nèi)巖芯的圓周進(jìn)行松動(dòng)掏空,為以后下入嵌巖短螺旋鉆頭破碎巖芯創(chuàng)造破碎自由面。
 
  對(duì)于層理發(fā)育且各向異性的硬巖地層,用嵌巖筒鉆配合嵌巖短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn),能有效地預(yù)防孔斜及提高工作效率。砂卵石、卵礫石層比一般的第四紀(jì)地層硬度大,鉆進(jìn)難度較大。這類地層中若沒(méi)有粒徑太大的孤石、漂石,一般可選用機(jī)鎖鉆桿和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。但這類地層的研磨性比較強(qiáng),所以鉆斗斗齒的消耗會(huì)比較大。
 
  當(dāng)碰到有大孤石(漂石),則下入嵌巖短螺旋鉆頭鉆進(jìn),一般能把大孤石攪碎或?qū)⒄麄€(gè)孤石(漂石)帶出孔口。鉆進(jìn)卵礫石地層,嵌巖短螺旋鉆頭的錐頭結(jié)構(gòu)形式和錐度大小的選擇主要取決于卵礫石粒徑的大小和地層硬度,粒徑大選用單錐頭形式(單錐頭形式的錐頭葉片空間比雙錐頭形式的大,但是帶渣能力前者比后者差),這樣才能使大粒徑卵礫石被旋入螺旋葉片內(nèi);粒徑小則選用雙錐頭形式易于帶起鉆渣。地層硬度大則選用小錐角形式的鉆頭;硬度小則選用大錐角形式鉆頭。對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化基巖,如:泥灰?guī)r、砂巖、灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖等硬巖層,采用嵌巖短螺旋鉆頭鉆進(jìn),配合用嵌巖筒鉆(主要作用在于對(duì)地層進(jìn)行松動(dòng),取芯是次要功能,所以一般采用不取芯巖石筒鉆)以及用雙底板撈砂鉆斗清渣。旋挖鉆機(jī)在鉆進(jìn)時(shí),根據(jù)地層選用鉆斗的同時(shí),還要注意在鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺的控制。
 
  在使用旋挖斗時(shí)依據(jù)斗體的容量,一般在斗體三分之二為合適。進(jìn)尺深度根據(jù)樁直徑而定,也要根據(jù)地層的密度控制進(jìn)尺深度。進(jìn)尺過(guò)多,導(dǎo)致卸土困難,還會(huì)導(dǎo)致埋鉆卡鉆的事故發(fā)生。過(guò)少會(huì)延誤施工進(jìn)度與設(shè)備、能源的消耗,成本提高,降低了效益。

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