【三一工法讲堂】浅析旋挖钻机偏孔的成因及相关解决方案

伴随着桩工基础行业的快速发展,旋挖钻凭借着环保、便捷、高效的施工工艺占据着市场大部分份额,但在复杂的施工工况下,旋挖钻难免存在一些不足,斜孔就是其中之一。工程规范要求,钻孔垂直度应控制在1%以内,个别工地对垂直度要求甚至会达到5‰。

偏孔影响

▲超声波测孔波形图

▲超声波测孔波形图

斜孔不但给工程的质量造成恶劣影响,而且也给施工方造成巨大的经济损失和心理影响,尤其在扫孔纠偏的过程中更可能会造成很大的次生事故,包括:严重超方、 塌孔埋钻,以致对施工旋挖钻机造成钻杆键条断裂,动力头漏油,磨损等设备故障。如何有效地防止出现钻孔偏斜事故是旋挖钻机施工过程中的一项重要工作。

原因分析:

▲ 不对称半边岩(灰岩)

▲ 不对称半边岩(灰岩)

1、地层原因

地层的力学强度分布不均极易诱发斜孔。实践发现,在斜岩层、 石灰岩溶洞地层、孤石漂石地层、 硬质岩层、软硬交替变换地层以及卵石层都很容易发生斜孔事故。

▲全站仪检测桅杆垂直度

▲全站仪检测桅杆垂直度

2、设备原因及诊断

(1) 桅杆偏斜

由于设备、调试或者机手操作等原因,个别旋挖钻机的桅杆自动调垂功能并不能保证桅杆的垂直度,桅杆会有轻微的偏斜。在施工过程中,旋挖钻机振动引起的底盘不均匀沉降、油缸泄压等原因也会引起原本垂直的桅杆有偏斜。桅杆偏斜可以通过向施工方借用经纬仪或者全站仪,使用仪器检测桅杆垂直度。

▲钻杆垂直度检测

▲钻杆垂直度检测

(2) 钻杆的原因

钻杆直线度或者钻杆方头存在问题时,钻孔也可能出现偏斜。

判断方法:

①钻杆问题可以从钻具的磨损情况表现出来,经常使用的钻具会出现一边磨损大,一边磨损小的现象。

②用软细绳悬吊一个重物,固定在钻杆方头附近,缓慢旋转钻杆,测量钻杆方头4个平面与垂线的间距,来判定钻杆方头或者钻杆是否存在偏斜。

(3) 钻具的原因

钻具的原因较为多样,比如,钻头连接方、中心导向锥没有位于筒体中心位置;钻齿布置不合理,使得钻进时受力不平衡;筒体锥度过大;筒体内部受结构限制(解锁结构、连接轴或斜板等)形成渣土堆积等。凡是由于钻具原因而出现斜孔的情况,钻具必定受力不平衡,筒壁、导条及钻齿的磨损也会出现不对称的现象。

3、操作的原因

操作机手囿于固有的思维和操作习惯,在施工过程中,不能针对地质变化以及由于振动引起的底盘不均匀沉降等情况灵活处理,例如:在岩层软硬交界面或斜岩部位处,持续加压,从而人为的造成钻孔偏斜。面对易产生偏斜地层部位,优先使用筒体高度较高钻具,尽量避免使用锥形钻具,增加钻具的导向性。减小加压力,维持恒定转速,必要时吊着钻杆钻进,待穿越易偏斜地层后,再加压钻进。

总结

旋挖钻机施工过程中出现的孔斜现象,不是单纯由设备、地质上的客观,或由操作上的主观,亦或是其他某一种因素造成的,必须多角度、多方面综合考虑出现问题的原因。处理旋挖钻机施工上的任何工法问题,都需要在施工中把设备、地质和操作这三方面的关系一体考虑、调和到位。

(本文来自:三一桩基础)

责任编辑:Yaodl

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三一重工股份有限公司

三一重工股份有限公司由三一集团投资创建于1994年,总部坐落于长沙经济技术开发区。自公司成立以来,三一重工每年以50%以上的速度增长。2008年,尽管受金融危机影响,三一重工仍然延续了以往的增长,全年实现营业收入137.45亿元,较上年增长50.3%。2009年公司实现销售收入164.96亿元,同比增长20.01%,利润总额26.29亿元,同比增长70.65%。2010年上半年,公司实现营业收入169.46亿元,同比增长98.43%;利润总额36.18亿元,较上年同期增长159.33%;净利润28.75亿元,同比增长162.39%。三一重工主要从事工程机械的研发、制造、销售,产品包括建筑机械、筑路机械、起重机械等26大类200多个品种,主导产品有混凝土输送泵、混凝土输送泵车、混凝土搅拌站、沥青搅拌站、压路机、摊铺机、平地机、履带起重机等。目前,三一混凝土输送机械、搅拌设备、履带起重机械、旋挖钻机已成为国内第一品牌,混凝土输送泵车、混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率居国内首位,泵车产量居世界首位,是全球最大的长臂架、大排量泵车制造企业。2002年,三一重工在香港国际金融中心创下单泵垂直泵送混凝土406米的世界纪录。2007年12月,三一重工在上海环球金融中心以492米再次创造单泵垂直泵送的世界新高。三一重工还研制出世界第一台全液压平地机、世界第一台三级配混凝土输送泵、世界第一台无泡沥青砂浆车。2007年10月,由三一重工自主研制的66米臂架泵车问鼎吉尼斯世界纪录。2008年底,三一推出72米世界最长臂架泵车,实现了对混凝土泵送技术的又一次跨越。三一秉承“品质改变世界”经营理念,将销售收入的5%-7%用于研发。拥有国家级技术开发中心和博士后流动工作站,目前共申请专利2040项,拥有授权有效专利1000项。荣获国家科技进步二等奖,被认定为中国驰名商标、全国“免检产品”、中国名牌产品、中国工程机械行业标志性品牌。在国内,三一重工建有遍布全国的100多个营销、服务机构,拥有56个服务网点仓库、6条800绿色服务通道。其自营的机制、完善的网络、独特的理念,将星级服务和超值服务贯穿于产品的售前、售中、售后全过程。在全球,三一建有30个海外子公司,业务覆盖达150个国家,产品出口到110多个国家和地区。目前,三一已在印度、美国、德国、巴西相继投资建设工程机械研发制造基地。三一重工已通过国家ISO9000质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证、OHSAS18001职业健康安全体系认证和德国TUV认证。三一重工于2003年7月3日上市;2005年6月10日,三一重工成为首家股权分置改革成功并实现全流通的企业,被载入中国资本市场史册。2003年10月3日 中共中央总书记、国家主席胡锦涛视察三一,亲切鼓励三一人:“你们已经取得了辉煌的过去,希望你们团结一心,有一个更加美好的未来!”此后,温家宝、贾庆林、曾庆红、黄菊、周永康等党和国家主要领导人相继视察三一。董事长梁稳根先生是三一集团的主要创始人,中共十七大代表,八、九、十届全国人大代表,全国劳动模范、全国优秀民营企业家,优秀中国特色社会主义事业建设者,“中国经济年度人物”、福布斯“中国上市公司最佳老板”、“蒙代尔•世界经理人成就奖”获得者。
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