KTY4000施工中的应用

金沙江公铁两用桥KTY4000旋转钻机简介1.设备选型金沙江特大桥主桥2#，3#墩桩径为3.4m，桩长40m，为大直径钻孔灌注桩，为加快钻孔灌注桩的施工，缓解施工工期带来的压力，我部决定采用KTY4000旋转钻机。2工作原理该型钻机系液压动力头钻机，是铁路和公路桥梁、煤矿通风井、港口码头及高层建筑等大型基础工程钻孔施工机械，钻机能在岩石平均单轴抗压强度σc≤120MPa的基岩中任选孔径下钻进，钻孔直径可达4.0m，钻进深度可达130m。KTY4000动力头钻机的工作原理是由动力头驱动钻杆，钻杆带动钻头回转钻进，采用空气反循环的排渣方式，其动力传递为：电动机→液压泵→液压马达→动力头。3钻机的主要性能参数3.1钻机型号表示方法:KTY4000,K-表示钻孔、T-表示动力头、Y-表示液压、4000-表示在岩石平均单轴抗压强度σc≤120Mpa下钻进的钻孔直径（mm）。3.2技术性能参数:KTY4000动力头钻机技术性能表主要项目单位参数钻孔直径岩层(σc≤120Mpa)mφ2.0～φ4.0岩层(σc≤200Mpa)mφ2.0～φ3.5最大钻孔深度m130排渣方式气举反循环动力头转速转速扭矩rpm0～6kN.m300及扭拒转速扭矩rpm0～15kN.m120动力头提升能力kN1800封口盘承载力kN1500钻架倾斜角度0～40°钻杆(通径×长度)mmφ300×3000总功率kW90×3+15=285外形尺寸mm7380×7470×8160主机重量(不含钻具、液压站)t46液压站重量t10主机单件最大重量t114钻机主要结构及特点：KTY4000钻机主要由动力头、滑移横梁、钻机结构（含底盘、钻架、封口盘等）、钻具、司机室、液压站、电气控制系统等组成。KTY4000钻机主要由动力头、滑移横梁、钻机结构（含底盘、钻架、封口盘等）、钻具、司机室、液压站、电气控制系统等组成。拼装中的KTY4000钻机图（一）拼装中的KTY4000钻机图（二）钻孔中的KTY4000钻机图4.1动力头动力头同时起着承受钻具重量、安装钻杆装拆机构、为钻进提供动力和输送压缩空气排渣等各项作用,是该型钻机的核心部件。动力头由两台高速液压马达驱动，通过两台行星减速机及一级闭式齿轮传动将动力传递给钻具系统，工作平稳可靠，使用寿命长，可实现无级调速，和过载自动保护。动力头的中心管上设置有承重轴承90692/630和防跳轴承81/670，两个径向轴承327/600用以提高运动精度和运转的平稳性，由中心管内的衬管排渣，压缩空气则通过配气环进入钻具的风道。动力头通过吊耳悬挂于滑移横梁下，由两个160/110-410油缸驱动，可实现45°旋转动作，以便于安装和拆卸钻杆。动力头进风管为标准配置，由设置于钻架立柱侧的风管与动力头进风口连接。动力头与钻杆连接处的风管上设置有截止阀。4.2.滑移横梁：滑移横梁能沿钻架轨道上下滑移，滑移动力及支承由两个250/180-3200液压缸完成，滑移横梁上下移动距离为3200，左右侧的油缸采用机械刚性同步。为方便排气，液压缸的顶部设有排气孔。4.3.钻机结构:钻机结构主要包括钻架、底盘及封口盘。钻架为门型结构，其与底盘间用2-φ120轴和2-φ70拉杆连接，在松开拉杆螺母后，在两个180/125-1355油缸驱动下，钻架可后仰0～40°，有效地减轻了工人的劳动强度。底盘外形为矩形结构，下平面设置调平起顶点，配两台手动50t千斤顶用于底盘调平。钻机底盘、钻架设计为可拆分式的，以方便运输。封口盘为油缸支顶开合式，其驱动由四个110/63-790油缸完成。能调整不同的开口以卡住钻杆、异径接头或重型钻杆。4.4钻具系统:钻具系统主要由钻杆、钻杆稳定器、风包钻杆、异径接头、重型钻杆、1.5m钻杆、风包、钻头稳定器、及配重块等组成。钻杆为全被动钻杆，法兰盘连接，双壁结构。钻杆通径为φ301mm，标准钻杆长度为3000mm(非标准的长度为1500mm等),外层钢管为φ530×22，材质采用Q390C，钻杆连接方式为螺栓连接。单根3m标准钻杆重量1509kg。每根钻杆采用四根剪力销作传扭销。风包钻杆为钻进过程中中间供风钻杆。异径接头为连接钻杆与重型钻杆（钻铤）的过渡接头。钻铤上配重分为整圆配重和半圆配重，其中整圆配重分为两块大整圆配重及一块小整圆配重，半圆配重分为两块小半圆配重及一块小半圆配重。半圆配重两两用螺栓连接而成圆配重。钻铤内部灌铁砂。另外，钻铤下部还有一个钻头稳定器。风包是洗井液循环的动力设备，其结构简单，使用可靠。在钻孔直径φ4.0m，钻深100m条件下的配重量及钻压建议如下：名称岩石单轴抗压强度120MPa80MPa配重重量t38．223.55钻压t10060钻具总重（不含钻头）t85．285．2钻具部分总重（不含钻头）t123.4108.75附加说明配置有所有配重、钻铤此时配置有钻铤、一个大半园配重、一个大整园配重、一个小半园配重、一个小整园配重5工程应用中的特点及优点（1）、特点KTY4000型动力头钻机是目前国内同类型最大能力的钻机，主要技术性能指标达到或接近国外先进水平。在设计上充分考虑施工作业的条件，特别是桥梁基础施工的作业特点，使本钻机最大程度的适用于桥梁基础施工作业，同时也能满足其它工程施工的要求。钻机能在岩石平均单轴抗压强度σc≤120MPa的基岩中任选孔径下钻进，钻孔直径可达4.0m，钻进深度可达130m。目前以KTY4000型钻机为代表的最先进的第四代动力头钻机的特点是：动力头同时起着承受钻具重量、安装钻杆装拆机构、为钻进提供动力和输送压缩空气排渣等各项作用,是该型钻机的核心部件。动力头由两台高速液压马达驱动，通过两台行星减速机及一级闭式齿轮传动将动力传递给钻具系统，工作平稳可靠，使用寿命长，可实现无级调速和过载自动保护。钻杆采用双壁结构,重型钻杆利用双壁结构灌铅作为配重使用，简化了配重构造,同时采用进口弹性销传递扭矩，抗扭能力强。（2）、优点该KTY4000型动力头钻的先进性主要体现在制造工艺、成产成本及钻机的操作使用三方面①钻杆为批量全动力钻杆，大大简化了钻杆的制造工艺，缩短了生产周期，这样就方便了钻头、重型钻杆的拆装②动力头可随钻架一起倾斜40度以让出钻孔孔位，这样方便了钻头、重型钻杆的拆装。③通过动力头45度的旋转动作，以及动力头自由上下滑移，可以使钻杆上法兰栓的拆装均在封口盘平台上完成，而不要再增设二层平台，使钻进工作中相对频繁的钻杆拆装得以简化，减低了作业人员的劳动强度，提高了钻进工作效率。KTY4000型钻机能适用于各种复杂地质条件下的大直径桩基钻孔施工。不论在粘土类地层，还是砂层、卵砾石层、以及在岩石层施工，只要选用合适的钻头，调整与控制好泥浆的性能与指标，均能使该机成孔速度快、施工成本低、孔壁整齐、空口稳定、操作安全、自动化程度高的特点得以充分的发挥。