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掌握旋挖钻机四大施工工艺以及事故预防措施

      发布时间:2018-5-14 14:27:15     浏览:96

 旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用,旋挖钻机的额定功率一般为125~450kW,动力输出扭矩为120~400kN·m,最大成孔直径可达1.5~4m,最大成孔深度为60~90m,可以满足各类大型基础施工的要求。

 

 

干成孔
一、干成孔特点

 

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  由于地质坚固密实,钻进时无需其他辅助成孔材料或者设备,直接钻进即可。干成孔工艺是旋挖施工中最简单的工艺,其特点是:工艺简单、施工成本低。
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  干成孔工艺针对硬塑、坚固的地质,有无地下水均可,但最好没有地下水。在采取干成孔工艺前,必须掌握岩土及地下水状况,以不塌孔为前提。 
 
二、干成孔优缺点 

 

 

1
  干成孔缺点:虽然无需担心塌孔问题,但由于失去水和泥浆的润滑软化、降温及缓冲,某些地层钻进阻力提升,特别是密实的干土、粗砂层尤为明显,出现倒渣困难,加剧钻齿损耗及钻杆振动。
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  干成孔优势:除了工艺简单、施工成本低外,在特定地质情况下,由于泥岩遇水软化,泥浆润滑,形成打滑、塞齿及湖底现象。而干成孔可消除上述现象,提升剪切破碎效率。

 

  

 

 

泥浆静压
 
泥浆静压作用
  泥浆压强支撑孔壁,防止孔壁出现缩径、塌孔、埋钻等施工质量问题及事故
 
泥浆三项指标
1、泥浆压强
  2、泥浆护壁
  3、含砂率
  4、泥浆三件套:泥浆比重计、泥浆黏度计、含砂率测定计。
 
泥浆其他作用
泥浆比重、黏度及含砂率是泥浆作用中的重要参数,是保护成孔质量及设备人员安全的保障。但除了支撑和护壁,泥浆还有其他多项作用,在不同地质及地下水工况下,分别起到不同作用,包括:悬浮、润滑、降温、减震、浮力和软化等。
 
造浆素材配合比
1、泥浆配合比:以膨润土为造浆护壁工艺,原材料为水、膨润土、纤维素和火碱;配合比为100:8:0.05~0.1:0.1~0.5。
  2、无固相钻井液:聚合物泥浆是以多种单体或共聚物为基础人工合成的集合电解质,系有机高分子聚合物材料。常见的聚合物泥浆产品形式分固体和液体,液体形式主要为反相乳液材料;固体形式又分为颗粒状和粉末状;按照溶解速度又分为普通型和速溶型。聚合物泥浆在水中充分溶解后呈半透明糊状,用量极少,属于轻质泥浆,比重一般小于1.08,黏度大、渗透力强,可以有效调节泥浆的流变性,能够快速沉淀孔内钻屑,在孔壁周围经过渗透和胶联形成一层薄透明糊状保护层,有效提高钻进速度,防止井漏和孔壁坍塌,减少钻具磨损,保持井径规则。
 
不同类型泥浆应用
由于地质类型多样性,层厚及埋深变化,以及地下水位丰富状况的不同,因此不同的地质及地下水需求的泥浆不同。

 

 

 

 

套管工
护筒
1、护筒作用:保护桩孔、设备及人员的安全。根据岩土及地下水状况确定护筒长度,一般护筒长度介于2M~4M之间,护筒直径通常大于桩径200MM;
  2、下护筒方式:扩孔器、钻斗、特殊工装、震动锤;
  3、控制要求:埋设护筒的垂直度及中心偏差。
套管
套管驱动器、搓管器或全回转钻机,以及震动锤埋设套管、旋挖钻斗在套管内跟管式钻进。套管工艺可以取代泥浆护壁静压工艺,适用于咬合桩、斜桩、不稳定地层及户外施工、资源局限(没有水电)、城市环保施工等。
  1、套管作用:同啊关强度支撑孔壁防止塌孔;套管长度实现强制导向,防止偏孔;套管密封性防护地下水。
  2、套管构造:
  ①驱动盘:驱动盘通过螺栓与动力头驱动套筒底口连接,实现结构过渡,作用是传递扭矩与加压力。
  ②连接盘:连接盘通过销轴与驱动盘连接,并预留与护筒驱动器连接销轴。
  ③套管驱动器:护筒驱动器上部通过销轴与连接盘连接,下部与套管连接。护筒驱动器直径需与套管直径相符;护筒驱动器下部有定位凹槽及止口,便于与套管对接。护筒驱动器的作用是将扭矩和加压力传递给套筒及筒靴。
  ④套管:套管上端通过销轴可与护筒驱动器或套管连接,套管下端可与套管或筒靴链接。
  ⑤连接销:锥形环和丝环固定在套管上,套管对接定位后,承托环安装密封圈扭入丝环及锥形环,实现连接。
  ⑥筒靴:筒靴前端镶嵌合金钻齿,通过旋转及轴压,环切各类地层及岩石,减缓埋设套管阻力,提升套管钻入能力。
  3、下套管方式:套管驱动器、搓管机、全回转钻机
  4、适用工况:城市施工、野外施工
  5、适用地质:淤泥层、松散地层、大粒径孤石、无充填物溶洞、特殊基础(咬合桩、斜桩)
 

 

 
 

 

混凝土造壁

 

旋挖钻机混凝土造壁工艺,不属于正规旋挖工艺,这种被动安全工艺,相对于泥浆静压和套管工艺主动安全相比滞后,具有一定作业风险。
 

 

 

一、混凝土造壁作用
    通常在高原、山区、回填土及溶洞施工时,由于地下水不丰富或者没有地下水,或者水资源缺乏,采用干成孔工艺施工时,孔内出现偏孔、局部塌孔,向孔内回填C15混凝土,将孔内异常部位回填,在混凝土达到初凝强度后,使用截齿筒钻取芯钻进。
  向偏孔中回填砼可修复偏孔,向局部塌孔位置回填砼,局部产生护壁层;中空溶洞回填砼,填充溶洞并钻进导向,防止卡夹钻及偏孔。
二、混凝土造壁应用
1、溶洞地质
2、偏孔
3、局部塌孔
三、混凝土造壁注意事项
 1、滞后:混凝土护壁处理溶洞、偏孔时具有一定优势,但处理局部塌孔时,由于滞后问题,如果钻斗在孔底出现塌孔,很可能造成埋钻,实际施工中也发生过类似事故。因此,在采取混凝土护壁时,应充分做好防范准备,全面了解地质及孔内情况,在有绝对把握时,再采取此工艺。
  2、费用:由于大量使用混凝土,因此,在签订合同时,回填混凝土及灌注超方由甲方项目部承担。
  3、施工效率:使用砼护壁,待达到初凝状态需要时间,因此造成单孔间断施工,降低了施工效率。
 

 

 

施工前期准备 

 

     1、技术准备:工程开工前,由项目总工组织全体施工人员进行技术交底工作,针对关键工序、主要技术要求、质量标准、质量目标提出具体要求,并对重要岗位人员进行 岗前安全培训。  
  2、施工保障
  ①、开工前做好设备进场、安装、调试等准备工作。
  ②、开钻前应复核每根桩的坐标,复核无误后方可进行测量放线工作。
  ③、按本标段总体平面布置提前做好供水、供电、施工便道、临时设施及材 料堆场等的布置安排。

 

事故预防措施 

 1、翻车事故六大原因:

①回填的泥浆池未做标记
回填的泥浆池以及留有较深空孔的回填孔未做标记
预防措施:
每次走机时根据路况不断调整钻机重心,如:变幅位置,桅杆后倾角度。桅杆左倾,右倾角度。钻杆提升高度。回转上车位置;如果前方路况不明确,可快速下放主卷,让钻斗试探路面。
回填的泥浆池,桩顶做出标记,如果地势恶劣不要逞强或怕麻烦,该落桅就落桅,前方路况不确定可试探走机,直机时应根据路况不断调整钻机重心。
②便道狭窄
一般便道都很窄,当路边被雨水或河水泡软后几乎没有承载能力。而且多数翻车都是虚假路面导致(看上去是实的,但实际上是虚的)。
预防措施:
要有足够的承载力,和足够的宽度,才能进行行走通过。
③钻进的时候塌孔
没有按照地质,地下水调制泥浆,或者地下水位高。较为丰富,造成护筒周围逐渐塌方,直到塌到钻机履带底部,造成履带悬空(地表地质为粘土)。
预防措施:
有塌孔预兆,要及时处理后方可重新开钻。
④上下板车倾覆
大板车对钻机未做绑扎,转弯过急,上下板车未对准。
预防措施:
旋挖钻机在运输过程中,板车停车位置应是平坦而坚硬的地面,板车转弯的时候要平缓,不应该过急。
⑤履带未伸开,挂钻杆回转
预防措施:
严格按照操作规程,履带先展宽后再挂钻杆。
⑥自身部件损坏,如:轴断裂,油缸缸头断裂。
预防措施:
按照操作规程定期检查和保养。
2、自燃三大成因
①油管漏油、发动机高温、电气线路短路;
②保养不当,发动机过脏;
③施工作业时间过长等人为因素。
发生自燃的原因为
起火点多在油箱或发动机,如果柴油滴漏到旋挖钻机发动机的高温处,必然会迅速挥发;当挥发的柴油气体与空气中的氧气充分混合,而此时如果环境温度达到柴油燃烧的临界点,或者正好遇到静电放电,发动机有可能发生自燃。
预防措施:
①避免旋挖钻机自燃事故最好的办法就是定期检查和保养旋挖钻机,防患于未然。首先检查发动机、油路和电气系统,看看有无泄漏和老化。及时清理发动机系统,保证发动机内外清洁。
②同时需要随机备好灭火器。
3、水淹
①暴雨、洪水等自然灾害
预防措施:
需要注意观察施工地域是否处于低洼地段,结合当地天气变化,施工完毕立即转移设备到地势较高处。如果猝不及防偶遇暴雨,山洪暴发等自然灾害因素,禁止在水中发动设备,应当立即熄火等待救援。
②施工区域突发积水
基坑内施工、水道内施工,遭遇输水管道破裂形成局部水淹,同样禁止在水中发动设备,应当立即熄火等待救援。
4、操作人员意外事故
预防措施:
旋挖钻机发生任何情况的侧翻,操作人员不能惊慌失措,等待侧翻稳定没有位移,才能够打开操作台逃生,避免出现自身设备部件误伤操作手。

 


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