旋挖钻机施工工法及技术(三一集团)

旋挖钻机施工工法及技术1三一旋挖钻机现有工法装备1.凯氏钻杆配钻具工法及装备2.钢护筒驱动工法及装备3.配摇管机工法及装备4.反循环工法及装备5.CFA长螺旋工法及装备2凯氏钻杆配钻具工法及装备旋挖钻机常规施工工法。一般国内旋挖钻机生产商会为用户配备可伸缩钻杆加钻具、短螺旋工作系统。3摩擦式钻杆(FrictionKellyBar)摩擦式钻杆具有操作简便，在同一主机上使用可实现更大钻深（比机锁杆层多）的优点，但靠摩擦力向钻具传递主机提供的压力，下压力较小，不适合钻进硬地层。三一摩擦式钻杆在传统摩擦式钻杆结构形式基础上增加了外杆上加压台，这样可防止动力头沿钻杆打滑，也增大了主机向钻具传递压力的能力。钻杆上的减振弹簧依据不同的钻杆在放绳时的惯性力设计，利于保护主机。根据用户需要，三一可为用户加设防带杆装置，此装置可拆卸，能防止任何一节杆被带出。4机锁式钻杆抗扭能力大，向钻具传递压力大，无传压损失，适合钻进硬地层。三一机锁式钻杆采用高强合金管材，耐磨合金键条，并对加压点、下管部件、挡环、传扭点作特殊的设计和工艺处理。制备过程中对钻杆关键件进行全程控制，确保高可靠性和长寿命。对初次使用三一机锁式钻杆的用户进行操作培训。三一机锁式钻杆的“防带杆”装置有三种结构，可根据用户要求加设。机锁式钻杆(InterlockingKellyBar)5地质和机具的选择强风化中风化微风化未风化全风化极软岩软岩较软岩较硬岩坚硬岩旋挖钻机可以钻进的岩石层泥土，泥砂层强风化岩层中风化岩层弱风化岩层淤泥层摩擦加压式钻杆机锁式钻杆加护筒，加压机微风化岩层基岩层卵石层旋挖钻机钻杆选择6相关概念链接冲填土杂填土素填土人工填土粉质粘土粘土粘性土粉土粉砂细砂中砂粗砂砾砂砂土角砾圆砾碎石卵石块石漂石碎石土岩石岩土建筑地基岩土分类建筑地基岩土分类7完整程度等级完整较完整较破碎破碎极破碎完整性指数＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.15坚硬程度类别坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩饱和单轴抗压强度标准值rkf（Mpa）rkf＞6060≥rkf＞3030≥rkf＞1515≥rkf＞5rkf≤5按风化程度划分：未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。按坚硬程度划分按岩体完整性划分：岩石的工程分类8凝灰岩单底钻斗清孔单底钻斗单底钻斗（FBB）是一种适合粘土和凝灰岩的钻具。根据地下水位以上土质不同，FBB型钻斗被设计为不同类型：FBB-I、FBB-II、FBB-III。粘土层单底钻斗钻具——单底钻斗9钻具——双底钻斗土层双底钻斗混层双底钻斗清孔双底钻斗岩层双底钻斗双底钻斗（DBB）用于钻进地表淤泥和富水土，特别适用于蒙脱土。也可代替FBB。它根据水位下各种不同土质设计。DBB型钻斗有：DBB-I、DBB-II、DBB-III、DBB-IV四种。10主要用于含水较高的砂土、淤泥、粘土、淤泥质亚粘土、砂砾层、卵石层和风化软基岩等地层。可根据旋挖斗直径和钻机类型及所钻地层选用直筒或锥筒，根据地层情况制定斗齿或截齿焊接角度。旋挖斗底板一般采用高强度锰板制作，切削具为适合钻进软至中软土层、粘土层、泥质地层的耐磨合金钢铲式斗齿、适合钻进卵石层及硬质土层的截齿及适合钻进软硬互层及胶结性强的卵砾石层钻进的斗齿与子弹头截齿混装三种类型。单层底板适合钻进粘性地层及胶结性强的地层；双层底板适合钻进砂土层及胶结性差的卵砾石层。进土口分为单开门及双开门：单开门钻头由于开口大，适合于钻进粒径较大的砾石层及大的卵石层、漂石层等；双开门钻头适合钻进一般砂土层及小直径砾石层。钻斗11操作规程及使用注意事项：当单开门钻斗进土量为斗容积的5/6，双开门钻头进土量为斗容积的2/3~4/5时即可提钻，提钻之前要给压反转1～2圈待斗门关闭后再提钻。斗门打开后如砂土不能自卸，机动时操作手要反复正反转动钻具，直至把土卸完，严禁上下提升或左右摆动撞击其它固定物来卸土。提钻时如遇卡阻，要在遇卡处上下移动钻具并慢速回转，待解卡后再提钻，切不可强行提钻。发现钻齿已磨损严重或损坏要及时更换同一规格齿。孔内发现异物严禁下钻或把钻具充当事故处理工具处理事故。钻斗12钻具——单头螺旋钻头单头土螺旋钻头混层单头螺旋钻头单头岩石螺旋钻头单头螺旋钻头（SSA）、即单头单螺螺旋钻头，单头螺旋钻头被设计用于岩石层和水位上土层，它为你所需要的各种型号和规格。SSA螺旋钻头被分为：SSA-I、SSA-II、SSA-III三种类型。13钻具——双头螺旋钻头双头土螺旋钻头双头较硬岩螺旋钻头双头锥螺旋钻头双头软岩螺旋钻头双头硬岩螺旋钻头双头螺旋钻头（DSA）适合大口径和岩石钻孔，它分为双头单螺螺旋和双头双螺螺旋，DSA为你所需要的各种型号和规格。根据不同土质DSA被分为：DSA-I、DSA-II、DSA-III、DSA-IV、DSA-V五种类型。14岩石螺旋钻头岩石螺旋钻头切削具为尖部镶焊有钨钴硬质合金截齿。主要用于风化基岩、胶结较好的卵砾石地层及各种土质的永冻土层。锥螺岩石钻头用于比较坚硬的基岩、胶结较好的卵砾石地层及硬永冻土层。其中单螺钻头钻进速度快，清渣容易，回转阻力小。双螺钻头导向性能好，携土能力强。锥螺一般可分为180、270和360度三种，岩石越硬头部锥度设置越大。直螺岩石钻头分单头单螺、双头单螺和双头双螺。用于中硬至硬风化地层及冻土层钻进。较之于锥螺导向性好，携土能力强，但回转阻力较大。单螺钻头钻进速度快，清渣容易，回转阻力小。双螺钻头导向性能好，携土能力强，但回转阻力大。螺旋钻15土层螺旋钻头切削具为铲形耐磨合金斗齿或斗齿加截齿。主要用于地下水位以上的土层、砂土层、含少量粘土的密实砂层以及粒径不大的砾石层。分单头单螺、双头单螺和双头双螺。单螺钻头由于清渣容易，回转阻力小，适合钻进卵砾石层及胶结性好的粘土层；双螺钻头携土能力强，导正性能好，适合钻进松散地层及软硬互层地层。螺旋钻16操作规程及使用注意事项新钻具下孔前首先检查钻齿是否齐全及连接牢固，操作时轻压慢钻。因该类钻头钻取地层较硬，钻进时一定不能大钻压和高转速钻进，遇到大块漂石时钻进困难要提起一段钻具再轻压钻进，反复几次即可。一般给压钻进2～3个螺距长度即可提钻，提钻时一定要慢速防止钻头与孔壁碰撞造成取土脱漏及孔内机械事故。提钻时如遇卡阻，要在遇卡处上下移动钻具并慢速回转，待解卡后再提钻，切不可强行提钻。卸土时反转钻具，严禁上下提升或左右摆动撞击其它固定物来卸土。发现钻齿已磨损严重或损坏要及时更换同一规格齿。孔内发现异物严禁下钻或把钻具充当事故处理工具处理事故。螺旋钻17钻具——岩芯钻(筒钻)风化岩筒钻硬岩筒钻坚硬岩筒钻硬砂岩筒钻筒钻（CB）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。由于焊接切割环的不同，筒钻被分为CB-I、CB-II、CB-III、CB-IV四种。18对于比较硬的基岩地层、大的漂石层及硬质永冻土层直接用螺旋钻头或旋挖钻头钻进比较困难，需要筒式环状钻头配合螺旋钻头及捞砂钻头钻进。分为取心环状筒式钻头和不取心环状筒式钻头。根据所钻地层不同又分为可用于风化基岩及永冻土层钻进的截齿式环状钻头及用于硬质基岩钻进的牙轮环状筒式钻头。取心环状筒式钻头结构特征及原理：斗体分内管和外管两层，外管上焊接主切削齿，内管上焊接副切削齿，内管下端装有承托岩心的合页片。钻进时岩心将合页片顶开进入管内，提钻时合页片靠自重处于水平位置将岩心封堵在内管内，将岩心带出孔内。不取心环状筒式钻头结构特征及工作原理：在钻头筒体下部直接焊接切削齿，钻进时筒式钻头先将地层环状钻进成圆柱状，然后再下入螺旋钻头将圆状岩心破碎成碎块，再用捞砂斗将碎块捞出。筒钻19操作注意事项：钻满时即可提钻，提钻时一定要慢速，因该钻头有内出刃，不取心钻头也有可能取出岩心或大漂石，如取不出也属正常，因它主要是形成一切削自由面，以便再下捞砂斗或螺旋钻头钻取。筒钻20钻具——离心卸渣钻具离心卸渣岩芯钻（CCB）土层离心卸渣钻斗（CSB）岩层离心卸渣钻斗（CRB）离心卸渣钻具是一种小孔钻具，适用于粘土、软土和泥质胶结岩层。离心卸渣钻具被分为CSB（土层离心卸渣钻斗）、CRB（岩层离心卸渣钻斗）和CCB(离心卸渣岩芯钻)三种类型。21钻具——扩孔钻具适合硬地层和不牢固岩层的扩孔钻适合密实的砂层、砂砾层和粘土层的扩孔钻适合不牢固岩层的扩孔钻适合硬地层和中等硬度岩层的扩孔钻桩底的扩大对提高桩的承载能力具有重要意义，扩孔钻具是这方面的有效工具。22扩底钻头分类：与旋挖钻机配套的扩底钻头也分为用于一般土层钻进、切削齿为合金块或合金钎头的土层扩底钻头及用于硬质基岩及硬质冻土层钻进、切削具为截齿的岩石扩底钻头。根据所用钻机不同又分为适合小型钻机钻进的下推式扩底钻头及适合大型钻机钻进的上压式扩底钻头。对于粘性太大的粘土层不适合用扩底钻头扩孔。扩底钻头23操作规程及使用注意事项检查钻头收缩与张开是否灵活。将钻头吊起然后缓缓放下扩底钻头的扩底翼将随之收缩和张开，反复数次使钻头动作灵活。根据工程所需的最大扩底直径确定其行程。将钻头提起使其处于收缩状态然后再缓缓放下使钻头处于扩底直径，记下两种状态上方管在下方管的位置差，此差值为扩底行程。扩底时应逐渐撑开扩刀，随时注意观察动力设备运转情况，及时调节扩孔刀片的切削土量，防止出现超负荷现象。由于扩底钻头本身没有清渣机构，所以每次扩底进尺约为总行程的1/3即要提钻，或靠钻头底部托盘将部分岩粉带出或下捞砂斗将岩粉捞出或下螺旋钻头捞取孔底钻渣，完成一次扩孔一般需要3~4次提出钻头。扩底钻头24如提取扩底钻头时遇阻或收回机构不灵活，严禁强行提钻，需在孔底不加压的情况下正反转几次即可提出。如遇漂石应停钻，待使用其它方法把漂石取出后再继续操作。因粘性土会包住收回机构造成无法收回，一般不推荐钻头在该地层中钻进；如确需如此，可在孔中适量加水，提钻之前在孔底空转钻具数圈有可能解阻。提升钻具时，必须将扩刀完全收拢。每提出钻头后应立即检查开合机构是否灵活和切削齿是否损坏，有问题检修正常后再下孔。扩底工作完成后，应立即进行清孔和灌注混凝土，以防桩孔垮塌。扩底钻头25钢护筒驱动工法及装备旋挖钻机在钻孔作业中都要埋钢护筒。国内的方法一般是人工埋钢护筒，即先挖坑或先钻孔再将护筒埋入。采用这种方式，第一施工量大，可能要配备挖掘机等施工设备；第二在钻预埋孔时会出现塌孔，出现边塌边钻，边钻边塌的现象。钢护筒驱动装置能在技术上解决此问题，这种装置在回填土层、浅层砂卵石层、多溶洞石灰岩层可发挥明显优势。CasingbyRotaryDrive26作业机理作业时动力头通过驱动盘、连接盘、钢护筒驱动连接器将转矩传递给钢护筒、护筒靴，使钢护筒、护筒靴产生旋转运动；同时，旋挖钻机加压装置下压动力头并通过动力头将下压力传递给钢护筒、护筒靴。这样边向下压边旋转的运动使护筒钻入地层，钢护筒钻入与钻机取土交替进行，保证了在回填土层、浅层砂卵石层、多溶洞石灰岩层中不塌孔、不漏水、不浪费混凝土情况下高效作业。钢护筒驱动装置造价低廉，常作为一些旋挖钻机生产商的标准配置。CasingbyRotaryDrive27用于驱动摇管机套管的钢护筒驱动连接器用于驱动加强钢护筒的钢护筒驱动连接器钢护筒驱动连接器SANY系列大扭矩旋挖钻机有能力不配摇管机而直接钻进和起拔钢护筒。钢护筒驱动连接器连接于动力头和钢护筒之间，所以必须与二者尺寸相匹配。钢护筒驱动连接器通过二个销与套管连接。2829扩大的钻孔市场基坑支护工程咬合桩。基坑工程咬合桩是基坑支护桩和素混凝土桩相咬合，既为基坑的支护结构，又是基坑的阻水结构的一种设计桩型。这种桩一般量大、桩浅。国外普遍应用旋挖钻机加装钢护筒驱动施工，北京三一重机出口卡塔尔钻机也加装此装置。CasingbyRotaryDrive30SMW工法及装备加劲水泥土搅拌墙。这种地下墙在日本已占地下连续墙的50%左右，最大深度达60m。这种方法是用水泥土搅拌桩作成连续墙