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挖掘工法各地層施工之中風化

時間:2019-06-05 14:25   作者:地星機械設備 點擊:
    中風化施工關鍵詞:磨齒、阻力大、進尺慢、偏孔。
    解決措施關鍵詞:機型配置(機鎖桿、筒鉆、合金鉆齒)、取芯為主、強制導向。
    一、中風化定義
    結構部分破壞,沿節理面有次生礦物,由鳳凰裂隙發育,巖體被切割成巖塊。用鎬難挖,干鉆不易鉆進。
    由于巖石成因及礦物成分不同,多數中風化巖強度范圍在20MPa—80MPa之間,基本呈塊狀、短柱或柱狀,旋挖鉆機鉆進有一定難度。
    二、中風化辨別
    1、顏色光澤:表面和沿節理面大部分變色,但斷口仍保持新鮮巖特點。
    2、巖體組織結構的變化及破碎情況:組織結構大部分完好,但風化裂隙發育,裂隙面風化強烈。
    3、礦物成分的變化情況:沿節理裂隙出現次生礦物。
    4、物理力學特征的變化:物理力學性質減弱,巖體的軟化系數與承載強度降低。
    5、錘擊聲:發生不夠清脆。
    三、中風化機型配置
    1、機型:主機配備機鎖桿,鉆桿滿足樁徑、樁長,此外中風化巖層強度高,大機型可輸出更大的加壓力,提升鉆齒的接地比壓,破碎入巖。建議250機型起步,入巖主力機型250—360機型區間。
    2、鉆桿:必須配備機鎖鉆桿,傳遞更大軸壓,剪切破碎入巖。
    3、鉆具:中風化巖層以非全斷面取芯筒鉆鉆進為主,60MPa以內選用截齒筒鉆,大于60MPa選用牙輪筒鉆。如果巖芯未取上來,可選用Y形全斷面筒鉆或牙輪/滾刀全斷面,將巖芯破碎。
    4、鉆齒:單軸抗壓強度20MPa—60MPa,選用30/50.19mm、22mm合金;大于60MPa選用8.5英寸牙輪鉆,牙輪鉆齒選裝楔形或錐形齒。
    5、導向齒:Y形筒鉆選裝4S截齒導向齒,牙輪筒鉆或全斷面牙輪/滾刀選裝三軸牙輪鉆導向齒。
    四、中風化施工工藝
    中等風化巖本身具有很高強度,不存在塌孔縮經現象,因此無需采取泥漿或套管防護,干成孔+加注清水,給鉆齒降溫,此外清水有助于分解巖屑,降低夾鉆、托鉆的附加阻力,保護鉆體,緩沖振動等。
    五、中風化操作控制
    1、發動轉速:視巖石成因、結構及結構,鉆進平穩即可增加轉速,發動機油門檔位6-8擋,而鉆進振動油門適當調低,振動劇烈油門檔位調制4-6擋。
    2、動力頭轉速:動力頭轉速輸出同樣看震動情況,如平穩中高轉速可12rpm—16rpm;震動劇烈中低轉速輸出6rpm—12rpm。
    3、加壓方式:鉆進中風化巖層進尺緩慢,使用點加壓方式即可,即進尺一點加壓跟進一點。
    4、單斗鉆深:使用筒鉆入巖,如裂隙發育碎塊狀,環切幾十公分更換全斷面鉆具破碎巖心;如整體堅固狀,單斗鉆深與筒體高度相符即可。
    六、中風化注意事項
    1、取巖心:中風化強度較高,采用入巖筒鉆取芯鉆進,相對于全斷面鉆斗,筒鉆入巖能力強,節省做工,環切頻率高,但同時也面臨取芯問題。
    優化鉆齒質量及鉆齒排布,縮小筒經,提升筒體高度,提升單斗鉆深,巖石層理或節理裂隙燈因素有助于鉆取巖心;大孔徑筒鉆,可在中心加裝三牙輪鉆頭,縮小巖心半徑,增加巖芯斷裂概率。或單獨制作一個取芯筒鉆,在筒鉆內部焊接螺旋鐵塊,將巖芯別斷并提出孔外。
    2、預防偏孔:中風化巖強度高鉆進阻力大,進尺緩慢或不進尺時,通過施加更大的軸壓強制進尺,鉆具在承受巨大軸壓的同時,導致鉆斗徑向搖擺、畫弧,尋找薄弱點,此時很容易造成偏孔。
控制加壓力度,嚴禁前履帶支起,保持筒體直徑,提升筒體高度強制導向,可在鉆通中心加裝牙輪導向齒等措施,都可有效抑制偏孔。
    3、鉆齒磨損:鉆進中風化巖鉆齒磨損較為嚴重,發現鉆齒磨損應及時更換,及時檢測維護鉆具。
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