三一旋挖钻机施工工法与钻机配置课件

1、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第1页，共52页。桩基础承受竖向向下荷载承受横向荷载请列举两例第2页，共52页。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？第3页，共52页。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 桩基础第4页，共52页。0.5mD1m,L30m 0.5mD2.5m,L100m 桩基础第5页，共52页。地质报告及岩、土辨别1.地质报告有哪些参数？种类、

2、强度、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、选择工法第6页，共52页。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、石英岩第7页，共52页。岩土强度岩石坚硬程度划分第8页，共52页。岩土强度第9页，共52页。品质改变世界旋挖钻机、钻杆、钻具的选配第10页，共52页。SR120SR150CSR220CSR280RSR360SR420SR100SR200CSR250RSR250401.25501.5551.5601.8662.3702

3、.3702.3842.5902.51103.0最大钻孔深度：120米最大钻孔直径：3.0米2012年SR系列全家福产品简介SR4601203.0第11页，共52页。钻机配置扭矩及功率提升能力稳定性加压能力根据施工地层、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。第12页，共52页。钻 杆 形 式钻 杆 长 度 和 层 数钻 头辅 助 材 料 及 设 备 准 备地质硬度孔深地质施工难题钻机配置第13页，共52页。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第14页，共52页。 新钻杆机器人正在进行钻杆焊接工

4、作第 15 页第15页，共52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（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第16页，共52页。 钻 斗第17页，共52页。螺旋钻头第18页，共52页。 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)第19页，共52页。新钻斗1/6NO. 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 20

5、页第20页，共52页。新钻斗2/6NO. 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 21 页第21页，共52页。新钻斗3/6NO. 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 22 页第22页，共52页。新钻斗4/6NO. 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 23 页第23页，共52页。新钻斗5/6NO. 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 24 页

6、第24页，共52页。新钻斗6/6NO. 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 25 页第25页，共52页。辅助设备-护筒第26页，共52页。辅助设备-护筒驱动器第27页，共52页。辅助设备第28页，共52页。辅助设备第29页，共52页。辅助设备第30页，共52页。辅助设备第31页，共52页。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第32页，共52页。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，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

7、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。第33页，共52页。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.砂层的钻进第34页，共52页。品 质 改 变 世 界 处理办法二：采用高粘度、高比重泥浆护壁。1.砂层的钻进第35页，共52页。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。第36页，共52页。泥浆的组成成分及作用水：泥浆的主要成分膨润土：泥浆的主要材料CMC（羟甲基纤维素钠盐）：增加粘性

8、，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。第37页，共52页。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第38页，共52页。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。第39页，共52页。品 质

9、 改 变 世 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第40页，共52页。品 质 改 变 世 界2.砂岩的钻进六大类常见地层的钻进第41页，共52页。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

10、式。钻进加压方式为动静载耦合，静载提供基础加压力，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第42页，共52页。品 质 改 变 世 界六大类常见地层的钻进第43页，共52页。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

11、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 44 页第44页，共52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？第45页，共52页。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。 第46页，共52页。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。第47页，共52页。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。填充物材料第48页，共52页。循环清孔正循环 反循环 气举反循环 第49页，共