工程地质学基础及旋挖钻机高效施工工法与管理

1、旋挖钻机高效施工工法与管理旋挖钻机高效施工工法与管理 山河智能基础装备事业部山河智能基础装备事业部 工法研究室工法研究室 二一一年八月七日二一一年八月七日 武汉武汉 内部资料，注意保密内部资料，注意保密旋挖钻机高效施工工法旋挖钻机高效施工工法 成孔灌注桩施工设备有很多种类，旋挖钻机是这些设备中施工效率最高、经济效益最好的设备。 但是前提条件：、采用合理的钻具 、采用合理的钻杆、正确的钻杆操作方法 、具有必要的辅助设备 、机手操作技能和素质提升锋利的钻具锋利的钻具合理的钻杆合理的钻杆加快钻进速度加快钻进速度提高成孔效率提高成孔效率充分的辅助设充分的辅助设备备及时完成辅助工序及时完成辅助工序方便旋

2、挖专心钻孔方便旋挖专心钻孔减小延米燃油减小延米燃油消耗量消耗量增快工程整体增快工程整体进度、降低机进度、降低机器损耗器损耗机手操作技能机手操作技能和良好的素质和良好的素质良好的维护保养习惯良好的维护保养习惯及时发现机器故障隐患及时发现机器故障隐患根据地层灵活运用工法根据地层灵活运用工法积极协调工地进度积极协调工地进度保证良好机器工保证良好机器工作性能，实现机作性能，实现机器安全高效施工器安全高效施工保证施保证施工效率，工效率，提高经提高经济效益济效益、合理的钻具、合理的钻具1、不同的地层地质条件应采用不同的钻具，例如： （1）、在地层极限承载力小于400kpa时，采用斗齿捞沙钻头； （2）、在

3、地层承载力超过400kpa时采用截齿捞沙钻头； （3）、在钻进致密岩层时可采用取芯筒钻或牙轮钻。旋挖钻机一样的道理：旋挖钻机一样的道理：没有合理有效的钻具，没有合理有效的钻具，机器施工效率会大打机器施工效率会大打折扣，甚至会出现无法折扣，甚至会出现无法钻进的现象钻进的现象如果一个人光有强健的如果一个人光有强健的嘴巴，却没有强健的嘴巴，却没有强健的牙齿，他一样牙齿，他一样不能咬动坚硬的骨头不能咬动坚硬的骨头截齿截齿牙轮牙轮滚刀滚刀硬质合金刀具硬质合金刀具斗齿底斗齿底截齿底截齿底 （4）、粘性土层钻进为了提高进土速度，可以采用单层底钻头。 （5）、黏附性能特好，容易产生吸钻的黏土层钻进，可以采用自

4、带排气孔的钻头钻进。 （6）、小于1米孔径粘土钻进时，为了提高卸土能力，减少机器损耗，可以采用半合斗和带推土门的特殊钻头。 （7）、钻进卵石层时，根据卵石与填充物的百分比具体选择钻具，可选卵石取芯钻、截齿捞沙斗等。 （8）、钻进半边岩、孤石等地层时，可选冲抓锥、混合型钻斗等。排气孔排气孔单层单层底钻底钻头头卵石取卵石取芯桶钻芯桶钻冲抓锥冲抓锥冲抓锥碎冲抓锥碎石、取石石、取石两瓣斗两瓣斗短螺旋短螺旋2、钻具的合理布局也是影响钻进效率的关键因素： （1）、钻齿角度过大，钻齿强度要求更高，钻齿角度过小，钻头钻进效率、钻进力量越小。斗齿钻头钻齿角度一般为4550度，截齿钻齿角度可以达到5055度。 （

5、2）、先导尖最先接触地层钻进，先导尖宽度、高度及结构形式应随地质变化而调整，这样会降低钻进阻力，会减小钻进晃动。 （3）、边齿排列在最外侧，受力最大，磨损也最快，如果边齿磨损严重，会增大钻进阻力，如果两侧边齿全部磨掉，钻头将失去钻进能力。所以边齿强度应较高。 （4）、钻齿排布除边齿保持位置不变外，其余钻齿位置都是互补的，这样才能发挥每个钻齿的作用。 （5）、钻齿应采用可更换形式，便于磨损后快速更换。 （6）、尽量大的进渣口可以降低斗内渣土对斗外渣土的阻力，提高单斗钻进深度。3、目前现场施工的钻头误区 （1）、钻齿被焊死在钻斗斗门上，当钻齿磨损后，钻齿得不到及时的更换，操作手每次在迫不得已的情况

6、下才更换，严重影响施工效率.建议改为可更换形式的钻齿，做到及时更换，维修时间短，提高工作效率 （2）、由于钻斗两侧外齿距离小于钻斗的最大外径，当在粘土层钻进时，粘土黏附在钻斗上，影响钻斗的开门。解决方案：钻斗两侧外齿距离必须大于钻斗的外径。 （3）、一个钻斗钻都底的现象普遍存在。没有根据地质情况有针对性地选择合适的钻头。如钻进填土层、砂层、卵石层及岩层等应选择不同的钻具。 （4）、因钻具导致的施工受阻或拖延工期，客户往往将责任归结到钻机本身的性能上。在客户购机随机标配的两个钻头应该根据客户施工工程的地质情况进行配置。、合理的钻杆及使用方法、合理的钻杆及使用方法钻杆一般有两种形式：1、当地质状况

7、不是很复杂且容易钻进时（地层承载力小于600kpa），可以采用摩阻钻杆，由于摩阻钻杆操作容易，所以此时可以提高作业效率 。2、当地质状况比较复杂且难以钻进时（地层承载力大于600kpa）可以采用机锁钻杆，例如岩层或胶结地层时，所以机锁杆可以适合于所有地层施工。但是由于加压力大，容易造成传动键磨损、变形从而发生卡杆事故。加上钻进完毕提钻之前必须充分解锁，所以操作比较复杂。 机锁钻杆使用方法：1）在加压钻进至指定深度后，在继续保持动力头旋转钻进状态，上提动力头，直至消除了钻杆缓冲垫与动力头之间的间隙后再上提一段距离释放钻杆各锁点之间加压力。2）反转动力头，使各节钻杆之间的锁眼逐步脱离，直至完全解锁

8、后，保持动力头反转同时下压动力头20厘米左右，使内外层钻杆锁点相互错开。 反转解锁后下压动力头20厘米左右。保持正转，上提动力头，消除间隙及各锁点之间的压力3）在保持动力头慢速反转的同时上提卷扬4）匀速上提钻杆，在每一节钻杆收缩到位时都可以感觉到轻微的撞击声，观察此时的深度变化是否正常。在最外节钻杆开始提动时，应注意以下事项： a、钢丝横回转绳头应该超出钻杆可以看见； b、此时深度显示应该略等于一节钻杆长度。 如果以上a、b项都不符合，证明钻杆已经卡杆，此时应该漫漫的把钻斗重新放回孔底，重新解锁。、具有必要的辅助设备、具有必要的辅助设备 由于旋挖钻机设计主要用途为成孔灌注桩钻进，所以在做其他用

9、途时，肯定会影响其使用寿命或达不到相应的效率。 为了提高旋挖钻机的使用效率和寿命，旋挖施工应该具有以下辅助设备：1、挖掘机或铲车 旋挖钻机属于重量级施工设备，其工作场地、行进路途必须由挖掘机或铲车预先平整压实；旋挖钻进排出的渣土应及时由挖掘机和铲车移走，否则会影响机器的施工环境。2、起重机 旋挖钻机成孔完毕后，下放钢筋笼。 3、护筒下放和起拔设备：挫管机或振动锤 在沙层、淤泥层或地下水位高的地层施工时，往往要采用长护筒施工。旋挖能够下放和起拔较短护筒，但是旋挖本身无法实现长护筒的下放和起拔。4、必要的泥浆循环设备、造浆设备、泥浆储存设备等。 当地层比较稳定，可以采用孔口护筒护壁，孔内泥浆护壁措

10、施。搓管机搓管机振动锤振动锤护筒驱动器护筒驱动器、机手操作技能和素质提升、机手操作技能和素质提升 能开动旋挖不难，但要开好旋挖却不是一件容易的事，要想成为一名出色的旋挖操作手，除了长时间锻炼外还需要用心的学习和观察： 1、经验：旋挖机手从事隐蔽工程，因此经验非常重要，只有经过长时间的积累经验才能提高技能； 2、全面：对设备整体的了解，熟悉机器“机电液柴”各个系统的构造及工作原理，只有这样才能真正地了解设备，通过操作控制感受机器各项性能的变化，通过维护保养延长机器的使用寿命；3、工法：要清楚的明白旋挖施工工法的重点组成：地质、护壁、钻具和操作，能够随着地质和地下水文情况变化而变化；4、创新；旋挖

11、施工过程中必然会遇到很多的困难，这时作为机手应积极创新敢于尝试，方可在数次经历后提高技能； 5、虚心：要想在短时间内成为一名优秀的机手，必须虚心学习和模仿。一颗螺丝钉的松动可以一颗螺丝钉的松动可以导致航天飞机的坠毁导致航天飞机的坠毁机手的细心检查、用心操作机手的细心检查、用心操作往往可以避免机器重大事故往往可以避免机器重大事故的发生的发生6、预防：一名优秀的机手绝对有能力把隐患扼杀于摇篮之中，出色的机手会日复一日检查设备的关键部位，同时知道设备的老化薄弱部件，通过操作控制和保养维护设备；7、组织配合：要想旋挖高效率产出，单靠机手是做不到的，还需要辅助工和电焊工的配合，以及其他辅助设备和灌注工序

12、的配合才能整体高效的产出，因此机手必须具有协调组织能力，才能相互配合发挥团队力量。8、控制：即使有高效率的产出，但没有质量的保证，肯定不会产生高效益。因此旋挖机手还要把关质量，比如：塌孔、沉渣、垂直度、孔偏差、孔径等，只有保证成孔质量，才能保证后续工序的及时跟进，才能稳定持续发展；9、终极技能：如果一名机手明确旋挖钻进以旋挖钻具为重点，以操作控制技巧为其次，最后才是钻机的扭矩和加压力，那么可以肯定你的技能已经达到一定的层次。司机是保证汽车使用寿命司机是保证汽车使用寿命的关键人物的关键人物机手操作技能和机手操作技能和素质的提升能保证素质的提升能保证机器安全高效地使用机器安全高效地使用二、必要的配

13、套服务人员二、必要的配套服务人员一、必要性 旋挖钻机是集机电液动的高技术含量的机器，要使客户能尽快掌握机器使用、性能，不是能靠基本技术手册和简单培训就能实现的。而更多的要依靠服务人员现场培训和服务，必要时还应跟机服务一段时间。二、机手与服务人员的关系 机手是操作机器的负责人，机手理解和技能偏向于操作机器、感受机器，所以机手往往是得知机器故障萌芽、发生的第一人，服务人员应与机手建立良好的合作关系。三、服务人员素质的培养 1、良好的沟通交流能力 能积极与机器机手、现场人员进行交流，从机手操作、现场感受的交流过程中及时了解机器动态。 2、基本机器的操作技能 只有具有机器的操作技能，才能在操作过程中感受机器的性能和故障所在。 3、素质技能应先专后精 机器集机电液动于一体，要想在短时间内掌握所有的性能，不是一件很