三一旋挖钻机施工工法与钻机配置课件.ppt

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1、旋挖钻机施工工法及技术,北京市三一重机有限公司,品质改变世界,钻机、钻杆和钻具的选配 各类地层钻进工法 泥浆护壁及泥浆配制 正反循环清渣,旋挖施工工法及技术,桩基础,承受竖向向下荷载,承受横向荷载,请列举两例,桩基础,摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩,区别和联系：要发挥足够大的承载力，需要什么样的桩型？我们钻机要作出哪些方面的适应？,a)潜水钻机 b)反循环钻机 c)冲击钻机,0.5mD1m,L50m,0.5mD2.5m,L100m,0.8mD2m,L80m,桩基础,0.5mD1m,L30m,0.5mD2.5m,L100m,桩基础,地质报告及岩、土辨别,1.地质报告有哪些参数？种类、强度

2、、深度、厚度、地下水2.为什么会有地质报告？设计依据，便于施工3.我们需要些什么参数？密实度、强度、深厚、特殊情况4.这些参数有什么用处？选配设备、估算成本、选择工法,岩石分类,花岗岩，辉长岩安山岩，玄武岩,泥岩 砂岩石灰岩 白云岩砾岩凝灰岩,片麻岩、板岩、大理岩、石英岩,岩土强度,岩石坚硬程度划分,岩土强度,品质改变世界,旋挖钻机、钻杆、钻具的选配,SR120,SR150C,SR220C,SR280R,SR360,SR420,SR100,SR200C,SR250R,SR250,401.25,501.5,551.5,601.8,662.3,702.3,702.3,842.5,902.5,110

3、3.0,最大钻孔深度：120米,最大钻孔直径：3.0米,2019年SR系列全家福,产品简介,SR460,1203.0,钻机配置,根据施工地层、岩石硬度选择钻机加压力。,根据地质和钻孔直径选择钻机扭矩。,根据桩径和桩深选择钻机提升能力。,根据地质类型及硬度选择钻机稳定性。,地质硬度,孔深,地质,施工难题,钻机配置,钻杆使用,加压力小，适合土层,加压力大，适合岩层,机锁杆,摩擦杆,新钻杆,机器人正在进行钻杆焊接工作,第 16 页,钻杆配置,地层强度对于地基承载力350KPa的地层，不推荐使用摩擦钻杆；对于地基承载力超过400KPa的地层，采用摩擦钻杆可能无法钻进。钻孔深度钻杆钻进深度计算方法：层数

4、（单节长度-1)-(12)。以413钻杆为例，钻杆的钻进深度为4（13-1)-(12)=4647m,钻 斗,螺旋钻头,筒钻是一种特殊钻具，通过切割一个环形槽，岩芯就可被冲锤或螺旋钻头破碎。,筒 钻(岩芯钻),新钻斗1/6,NO.1牙轮筒钻适用地层：超硬岩单轴抗压强度70MPa优点：钻进平稳，震动小中部导向柱为选配,第 21 页,新钻斗2/6,NO.2 双层筒钻适用地层：卵、漂石地层优点：效率高、齿耗小特别适用桩径在1.0-1.5，卵、漂石粒径在200-500的工程。,第 22 页,新钻斗3/6,NO.3 导正钻具适用地层：易斜孔地层优点：导正性最佳特别适用溶洞发育地层及咬合桩工程。,第 23

5、页,新钻斗4/6,NO.4 体开式钻具适用地层：粘土层优点：卸渣容易特别适用桩径在0.6-1.0粘土层施工。,第 24 页,新钻斗5/6,NO.5 三叉戟筒钻适用地层：回填土层优点：阻力小，有一定的携渣能力特别适用桩径1.5-2.0回填块石土施工。,第 25 页,新钻斗6/6,NO.6 扩底钻具扩底范围：基孔2倍直径如基孔直径为1.0，则可实现2.0以内任意直径扩孔。,第 26 页,辅助设备-护筒,辅助设备-护筒驱动器,辅助设备,辅助设备,辅助设备,辅助设备,品质改变世界,旋挖钻机、钻杆、钻具的选配,各类地层施工工法,品 质 改 变 世 界,1.砂层的钻进,该类地层结构松散，且抗剪强度却较差，

6、特别是饱和细砂、粉砂土受振动后易液化。因此，砂土的工程性质受地下水的影响较大，易发生潜蚀、流砂等事故，造成扩径、超方、泥浆含沙量高、沉渣层过厚等施工质量问题，会发生局部坍塌或桩孔整体坍塌埋钻等严重事故。,品 质 改 变 世 界,处理办法一：采用长护筒穿越不稳定层，主要是针对地表即遇流砂层，采用短护筒无法护壁的情况。,1.砂层的钻进,品 质 改 变 世 界,处理办法二：采用高粘度、高比重泥浆护壁。,1.砂层的钻进,品 质 改 变 世 界,1.砂层的钻进,操作注意事项：在砂层钻进时需慢提，慢钻，慢放，严防刮碰。选用内置流水孔的钻具。保持液面。,泥浆的组成成分及作用水：泥浆的主要成分膨润土：泥浆的主

7、要材料CMC（羟甲基纤维素钠盐）：增加粘性，增加泥皮强度纯碱：调整泥浆PH值，使粘土颗粒分散，颗粒表面负电荷增加，为粘土吸收外界正离子颗粒提供条件。由于膨润土需要一定的水化时间，孔内搅浆不能实现膨润土的水化，因而达不到泥浆的各项指标要求，起不到应有的护壁效果。建议配置好泥浆放置24小时后使用。即钻孔施工前一天配置泥浆。,泥浆配料：膨润土、纤维素、烧碱,膨润土吸附水分子,纤维素之间的胶连,形成泥皮的过程,泥浆的配比：水：膨润土：CMC：纯碱=1000：80100：12：12流塑层加少量重晶石；粗砂及砂、卵石层加少量纸浆、棉子、锯木屑等。泥浆密度在11125，粘度23 35S。,品 质 改 变 世

8、 界,2.砂岩的钻进,对于均一的砂岩层，一般只能采用常规的钻进方法：如果砂岩的强度10Mpa，可直接采用截齿双底捞砂钻斗钻进；如果砂岩强度较高，则可能需要采用筒钻，螺旋，捞砂斗相配合的钻进方式。但是砂岩是一种沉积岩，在自然中，一般为细粒结构，层状构造，多与泥岩呈互层状产出。由于层状砂岩层之间的性质不一致，这样就为筒钻取芯创造了良好的先决条件。,六大类常见地层的钻进,品 质 改 变 世 界,2.砂岩的钻进,六大类常见地层的钻进,品 质 改 变 世 界,2.砂岩的钻进,中风化砂岩中，直接钻进阻力很大，进尺很慢，需要采用筒钻开槽、螺旋钻头破碎、捞砂斗捞渣的钻进方式。钻进加压方式为动静载耦合，静载提供

9、基础加压力，动载提供峰值加压力，在动载变化中形成对岩石的冲击破碎。为了保护钻杆和设备，需要控制动力头输出为低转速、大扭矩。通过感受负载的变化，判定地层硬度。层状砂岩，可以整体取出岩芯。入岩筒钻有内齿，方便取出岩芯，钻进时尽量多进尺，使岩芯和岩屑密实充满整个筒钻，易于取出岩芯和大块岩石。提钻时一定要控制慢速上提，大块岩石不能捞出钻进就无法继续进行。,六大类常见地层的钻进,品 质 改 变 世 界,六大类常见地层的钻进,新工法4/6,完整硬岩核心思路：根据岩石强度及桩径，选择不同的钻具、施工工序及操作方法。在钻进的同时，可有效减少入岩工况对主机的损伤。工程验证：山东、新疆、陕北地区等广泛验证,第 4

10、5 页,3.回填土层：广泛分布在工民建筑工地，回填物包括开山块石、建筑垃圾等，钻进过程中漏浆、塌孔、卡钻、埋钻各种事故极易发生；,如何实现安全、高效？,护壁在钻进过程中孔壁不稳定，极易发生漏浆或者塌孔。常规的护壁方式主要是两种：泥浆护壁和全护筒护壁。泥浆护壁操作较简单，施工成本较低，在大石块不太大并且有粘土充填的情况下，可以使用泥浆护壁。全护筒护壁操作较复杂，施工成本较高，施工效率低，在大石块广泛分布的情况下，全护筒护壁是较为理想和有效的方式。,对于地层自稳性太差，采取常规护壁方法无法护壁时，可采取以下两种护壁方法：预注浆护壁。此种方法切实有效，但施工成本太高；混凝土护壁。根据钻进情况，判断不

11、能钻进后，即可往孔内灌注C20混凝土，待混凝土初凝后，再开始钻进。,加水的膨润土、锯末、粘土、水泥的软塑状混合体；片石+打包的散状粘土:片石的大小要考虑所用钻斗的进土口的大小，片石最好为泥岩块，且避免硬度过大；块状胶泥:此种材料不透水且塑性、粘性均很好，填充后用钻头反钻压实，可充分填充溶洞空间，再次钻进也不易发生塌孔。,填充物材料,循环清孔,正循环,反循环,气举反循环,正循环,适用条件：深度小于35米，直径小于1.5米,设备：泥浆泵、泥浆管、导管帽,特点：结构简单，清孔速度慢，2小时以上。沉渣略有遗留。,反循环,适用条件：深度大于6米，桩深和直径无限制。,设备：空压机（0.8MPa，8-10方/min）、气管、泥浆管、导管帽,特点：结构复杂，清孔速度快，1小时左右。,谢谢,谢谢！,供娄浪颓蓝辣袄驹靴锯澜互慌仲写绎衰斡染圾明将呆则孰盆瘸砒腥悉漠堑脊髓灰质炎(讲课2019)脊髓灰质炎(讲课2019),