桥梁钻机自动控制技术的应用

桥梁钻机自动控制技术的应用

1钻机自动控制的必要性目前，桥梁孔桩的施工中存在地质不良现象，尤其是在广东省。传统的钻孔技术采用手动研磨法，每个孔至少配备四个操作人员进行重复操作。工人的工作量大，工作效率低，进给速度慢。当钻头出现故障时，它们无法及时改善，并且频繁卡插和脱落。为了降低劳动强度,提高工作效率,加快施工进度,节约成本,在地质条件复杂的桥梁桩基钻孔施工中采用钻机自动控制施工工艺,不仅降低了工程成本,还避免了安全质量隐患,值得推广应用。本文就桥梁钻孔桩钻机自动控制施工技术进行简单的介绍和探讨。2各类桩径桩基施工较好,经济效益好(1)本工法工艺新、可操作性强、适用广泛,适用于冲击式钻机桩长在10米以上的各类桩径桩基。施工方法操作简便,速度快,能自动识别卡钻,不易发生掉钻现象,安全质量效果好,经济效益显著。(2)采用钻机自动控制后,一人可以同时操作2台以上钻机,大大降低了劳动强度,提高了工作效率,并且加快了施工进度。3钻机卷扬机冲程控制(1)钻机自动控制技术是在普通的冲击式钻机上安装一套自动控制器设备。人工输入控制数据后,由空压机供压,带动离合气缸和刹车气缸控制冲击钻机、卷扬机进行钻孔施工。(2)空压机用于动力提供;卡锤传感器在钻机出现卡锤现象时能第一时间发出信号使钻机自动停机;刹车气缸、离合气缸和高度传感器共同用于钻进过程中钻机卷扬机冲程控制;电脑控制平台是本套系统的核心枢纽,将各部件与其连接,输入各类参数后根据指令分配各部件工作。4施工过程4.1施工过程施工工艺流程见图1。5手动机械组织和自动控制部件的安装5.1工人组织5.2设备配置5.3误操作前准备(1)按照设备说明书安装刹车气缸与离合气缸,并将离合气压管线与刹车气压管线对应连接,高度传感器安装到相应位置,卡锤传感器安装到钻机架子后尾处对正磁铁,使得传感器后尾信号灯亮,当钻机后尾抬起时,传感器离开磁铁感应范围,信号灯要处于熄灭状态,最后将本控制器与配电柜信号线连接好。(2)在气缸没有接通气压和卷扬机无故障情况下,打开卷扬机电机使其处于运转状态,检查本装置接线是否正确并无短路情况下,接通本装置电源并打开电源开关,然后用手将卡锤传感器与感应磁铁分开,观察传感器信号灯是否熄灭,正确状态是信号灯熄灭,同时卷扬机电动机应该停止工作,并且本装置在电脑显示上为(重锤卡死●)的错误提示;如卷扬机不能停止工作或本装置无(重锤卡死●)错误提示,应查明原因,重新调试安装,直至调试正常方可进行下一步操作。(3)在保证4.2.2步调试正常后,接通空气压电源,待空气压缩机空气压力达到本装置工作压力后将气压与本装置接通,调试本装置内刹车气压与离合气压均为5.0Kgf/cm2(5个气压),将重锤放于孔底,接通手动自动切换阀。然后关闭卷扬机电动机,确保刹车气缸拉杆处于顶出状态、离合气缸拉杆处于收回状态,摘除卷扬机手动拉杆,按动本装置刹车按钮,此时刹车气缸拉杆应该迅速收回,离合气缸无变化;然后又按动本装置离合按钮,此时离合气缸拉杆迅速顶出,同时刹车气缸拉杆迅速收回。将本步调试正常方可进行下一步操作。(4)安装高度传感器,让高度传感器竖线竖对磁铁,距离保持在5cm左右,保证磁铁上无铁销。然后在电脑控制平台主画面按动▲出现孔深,当重锤下放时,孔深数值显示为递减,当重锤上拉时候孔深数值显示为递增。(5)打开卷扬机电动机使其处于运转状态,查看电脑屏幕上“提升”后圆球是否为黑色(提升●),查看本装置右上角左边电流值,前方为卷扬机电动机电流值,后方为本装置设定电流值,查看卷扬机空载电流值与拉锤时电流值,然后取两个数值的中间值为设定值即可。(6)在电脑上设置初次调整高度为75cm左右(按高+、高—即可),余绳参数为30左右(按松紧可以调整参数大小,余绳参数数值越大打锤越紧,数值越小打锤越松),然后将重锤放于孔底,按动本装置上启动按钮,观看打锤的松紧度,然后根据松紧再做调整(按“紧”打的越紧,按“松”打的越松),当本装置工作时,调整松、紧、电流+、电流-时要在重锤向上拉的状态下调整。根据不同地质设置合理冲程(说明书上有参考值),然后调整余绳参数,一般为高度的一半以下,例如冲程高度设置100CM,余绳参数可以先设置40,然后再慢慢调整松紧为理想的打锤松紧度。6装置正常运行注意事项(1)对作业人员进行安全技术培训考试合格以后,严格遵照自动装置关于安全操作方面的规定进行操作,确保施工安全。(2)本装置每次拆装或者移动时,必须按照使用要求(设备安装说明书)调试完毕后方可正常使用。(3)本装置必须调试到卷扬机电机处于自动控制开关状态,且每次启动前确保卡锤传感器无故障。(4)本装置正常运行时,操作人员严禁站立在落锤式冲击钻机架子上面,以及坐在手动操作位置,应与钻机保持一定距离(1M以外)。(5)本装置正常运转时,必须摘除手动操作拉杆。(6)当需要将锤头提出孔外或放入孔内、翻浆、清孔时要改用手动操作,确保施工安全及操作可控。(7)因采用本技术后往往让现场操作人员产生松懈心理,放松对钻机动态的观察,当施工出现异常时不能及时处理,故操作人员要随时观察钻机工作情况,出现问题及时停机或改为人工操作,故本装置正常运行时必须有操作人员看守,操作人员不得随意离开。7工效比较分析采用桩机自动控制与传统人工操作钻机相比,施工质量好、作业简便、效率高、工费成本低。7.1不同地质冲程配置的比较人工操作与自动控制对比(每24小时钻进米数和钻机冲程)见下表:7.2自动控制技术比传统作业方式的系统可提前7天(1)以沪昆客专XX特大桥0#台1根34m长的桩基为例,在以粉质粘土、卵石土、泥岩、泥灰岩、灰岩为主的地质条件下,采用自动控制技术比传统作业方式其进度可提前7天。(2)以沪昆客专XX特大桥6#墩1根77m的桩基为例,在以漂石土、卵石土、细圆砾、粗圆砾、页岩、灰岩为主的地质条件下,采用自动控制技术比传统作业方式其进度能提高10天。7.3自动控制技术的经济效益一台钻机自动控制设备的市场购买价约8000元(含:0.8Mpa空压机一台、电脑控制平台一台、刹车气缸一个、离合气缸一个、高度传感器一个、卡锤传感器一个)。通过对人工费、水电费、钻机占用费等经济指标的统计分析,采用自动控制技术后1根34m的桩基能节约成本10390元,1根77m的桩基能节约成本16178元。1根桩所节约的费用就超过了控制器本身的购买费,经济效益明显。如对比表如下:提高施工效率,降低工程成本