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反循環(huán)鉆機(jī)的特點(diǎn)？

1、設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)及性能

反循環(huán)鉆機(jī)沖擊頻率40次/min,主副卷?yè)P(yáng)提升能力為30kN,電動(dòng)機(jī)功率45kW,不含反循環(huán)6BS泵。沖擊鉆頭重量4t,鉆頭為整體鑄造,耐沖擊、沖擊量大、鉆進(jìn)效率高,適應(yīng)于反循環(huán)沖擊直徑為800～1500mm樁。CJF—20型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)。主副卷?yè)P(yáng)機(jī)提升能力50kN,最大鉆機(jī)直徑為2.0m鉆孔深度為80m,卷?yè)P(yáng)沖程1.5～3.0m,沖擊頻率46次/min,主要機(jī)功率75kW,反循環(huán)泵組為3PNL和6BS泵可配液壓步履縱橫移位,其鉆頭除沖擊尖頭為耐磨材料外,其余為50mm以上鋼板焊制而成,也可配備多種規(guī)格鉆頭,此系列沖擊反循環(huán)鉆機(jī),適用于卵礫石、膠結(jié)卵礫石和嵌巖等復(fù)雜的基礎(chǔ)工程施工,廣泛應(yīng)用于橋梁鉆孔灌注樁,地下連續(xù)墻基礎(chǔ)工程。

2、施工工藝

沖擊反循環(huán)破碎入巖工藝的破碎機(jī)理是利用沖擊鉆頭對(duì)巖石進(jìn)行較高頻率的沖擊,使巖石產(chǎn)生破碎,然后利用反循環(huán)排渣方式及時(shí)將破碎巖屑第一時(shí)間排出孔外。沖擊鉆頭由兩根鋼繩平衡連接,無(wú)論起、下鉆都非常方便,大大縮短了輔助時(shí)間。

因此,沖擊反循環(huán)鉆頭是沖擊鉆進(jìn)的主要工具,其結(jié)構(gòu)的合理與否直接影響到鉆進(jìn)效率和質(zhì)量。在沖擊鉆進(jìn)過(guò)程中,關(guān)鍵是沖擊和吸渣量是否匹配,也是確保孔壁穩(wěn)定正常鉆進(jìn)最基本最重要條件。在鉆進(jìn)過(guò)程中吸渣工作應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)地層和情況而定,不應(yīng)過(guò)量汲渣以免造成孔壁失穩(wěn)坍孔。發(fā)生埋鉆事故。另外,在沖擊過(guò)程中,必須經(jīng)常檢查鋼絲繩的磨損情況以及轉(zhuǎn)向裝置的靈活性和連接的牢固性,以防磨斷或因轉(zhuǎn)向不靈而扭斷鋼絲繩,發(fā)生掉鉆事故。

根據(jù)地質(zhì)情況,鉆頭出量研磨材料提鉆時(shí)要應(yīng)經(jīng)常檢查,一般地層每小班至少提鉆一次檢查,復(fù)雜地層提鉆頭次數(shù)要增加,往往鉆頭底量和外出量在砂卵石和基巖中磨損嚴(yán)重,所以應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ),這樣就增加了修補(bǔ)鉆頭的鋪助時(shí)間,降低了純鉆進(jìn)沖擊時(shí)間,又減少了修補(bǔ)鉆頭的輔助時(shí)間,再則在提升鉆頭時(shí),要小心謹(jǐn)慎,尤其是在快到護(hù)筒底部將鉆頭慢慢提起,防止碰撞孔口護(hù)筒以免造成護(hù)筒底部坍孔或護(hù)筒錯(cuò)位或變形事故。

3、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在施工過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)已施工的工程,不同的地層、不同的區(qū)域但鉆進(jìn)口徑相同來(lái)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)沖擊反循環(huán)與回轉(zhuǎn)正循環(huán)各有各的優(yōu)點(diǎn),一般在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工時(shí),通過(guò)小班報(bào)鉆孔記錄報(bào)表,取各程平均數(shù)據(jù)分析,回轉(zhuǎn)鉆機(jī)要比沖擊反循環(huán)鉆機(jī)施工快1.2倍,且因沖擊反循環(huán)鉆機(jī)自重大搬遷困難、時(shí)間長(zhǎng)等因素,在土層中施工不如回轉(zhuǎn)正循環(huán)鉆機(jī)快,但在卵礫石層、基巖施工中,沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)明顯比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)要快3倍,一般5cm以下礫石要快2倍以上,5～10cm礫石要快3倍以上,而且沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)5級(jí)以下的巖石,鉆進(jìn)速度比回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)要快5～6倍,從上述情況分析來(lái)看,沖擊反循環(huán)在施工復(fù)雜地層即卵石層,嵌巖鉆孔樁成孔速度上優(yōu)點(diǎn)明顯,尤其在一些丘陵山區(qū)地帶較為適用,優(yōu)越性更加顯著。如:福建福寧高速霞浦段就是一個(gè)典型的例子,整個(gè)樁成孔時(shí)間比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)快3倍以上。

對(duì)樁孔成型方面,沖擊反循環(huán)施工孔徑一般在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工時(shí)為防止坍孔,仍然采用正循環(huán)沖擊鉆進(jìn),但易縮徑,但樁的垂直度比較好。在卵、礫石層施工中都采用沖擊反循環(huán)鉆進(jìn),由于沖擊力較大,容易坍孔,充盈系數(shù)偏大,根據(jù)我公司已施工的幾個(gè)工程數(shù)據(jù)表明,在回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)段的平均充盈系數(shù)為1.15;而沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)段的充盈系數(shù)則為1.25,在土層中的充盈系數(shù)沖擊和回轉(zhuǎn)基本接近在1.1。

在成本消耗方面:在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工,沖擊反循環(huán)的成本消耗要比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)消耗大,主要沖擊鉆機(jī)動(dòng)力功率大、耗電量高。再則鋼絲繩消耗大,因沖擊耗繩、自身重量大,搬遷運(yùn)輸成本大等,但在卵、礫石層、漂石、塊石、基巖施工中,沖擊鉆進(jìn)效率高,而回轉(zhuǎn)鉆機(jī)研磨材料消耗大,鉆進(jìn)速度慢,成孔周期

長(zhǎng),成本比沖擊鉆進(jìn)大5倍以上,如遇大漂石、大塊石、硬度較高的花崗巖回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是無(wú)法鉆進(jìn),只用沖擊反循環(huán)鉆機(jī)來(lái)完成。

在環(huán)境影響方面,沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)振動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境影響比回回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)要大,特別是沖擊下部堅(jiān)硬基礎(chǔ)巖面時(shí),沖擊振動(dòng)對(duì)周圍產(chǎn)生聲音較大,影響人們休息。

4、體會(huì)

總之,在施工基礎(chǔ)時(shí),設(shè)備的選型非常重要,對(duì)不同的地層采用不同的施工工藝方法,從我們多年來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備使用情況來(lái)看,在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工,采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),其成本低,成孔質(zhì)量好,樁機(jī)自重輕,搬遷方便等優(yōu)點(diǎn)較為適應(yīng);而在卵礫石、漂石、塊石、基巖等復(fù)雜地層及舊基處理方面施工,使用沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)較為適應(yīng),因可加快施工周期,提高鉆進(jìn)效益,確保工程質(zhì)量。因此我們?cè)谑┕ゃ@孔樁時(shí),要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、工期要求、地制質(zhì)情況及成本分析等,用科學(xué)的方法來(lái)選擇設(shè)備和工藝手段,用最佳的施工工藝,在保證質(zhì)量、工期、安全的情況下產(chǎn)出最佳的效益。

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什么是空氣反循環(huán)？

空氣反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)作為欠平衡技術(shù)的重要分支，已經(jīng)在礦產(chǎn)勘查、水文地質(zhì)、巖土工程施工、淺層煤層氣與天然氣開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域成功應(yīng)用，而且效果顯著?？諝夥囱h(huán)鉆進(jìn)技術(shù)的技術(shù)原理是將壓縮空氣通過(guò)雙壁鉆具內(nèi)外管環(huán)空輸送至反循環(huán)鉆頭或其他反循環(huán)裝置，將破碎下來(lái)的巖屑或巖心通過(guò)鉆具中心通道排出孔外，具有孔壁擾動(dòng)小、漏失地層適應(yīng)強(qiáng)、反循環(huán)效果好等優(yōu)點(diǎn)。但是目前空氣反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)大部分都應(yīng)用于垂直鉆孔的施工，隨著反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，施工形式也在隨著施工對(duì)象的不同發(fā)生變化，致使近水平空氣反循環(huán)鉆孔的施工有所增加。

但是近水平鉆孔的空氣反循環(huán)作用機(jī)理與垂直鉆孔的空氣反循環(huán)作用機(jī)理不同，中心通道和鉆孔環(huán)空中的巖屑、巖心受力狀態(tài)發(fā)生了變化，這就導(dǎo)致了在施工近水平反循環(huán)鉆孔時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題：針對(duì)垂直反循環(huán)鉆孔，反循環(huán)鉆頭破碎下來(lái)的巖屑在重力作用下更容易進(jìn)入鉆頭導(dǎo)渣孔沿著中心通道上返，鉆孔孔底干凈；而針對(duì)近水平鉆孔，反循環(huán)鉆頭破碎下來(lái)的巖屑受到的重力與空氣抬升力存在一定夾角，導(dǎo)致大部分巖屑沉積在靠近鉆頭下側(cè)的鉆孔環(huán)空內(nèi)，不易進(jìn)入鉆頭導(dǎo)渣孔，導(dǎo)致巖屑堆積，容易導(dǎo)致發(fā)生卡鉆、埋鉆事故。同時(shí)中心通道內(nèi)的巖屑、巖心也同樣會(huì)受到重力的作用使其貼著中心通道下側(cè)上返，反循環(huán)效果也會(huì)受到一定的影響，容易發(fā)生卡堵。