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  • 旋挖鉆機培訓 — 就業

    施工方案

    2019-10-08 -
    旋挖鉆機在高原多年凍土區橋梁鉆孔樁施工中的應用

     

    旋挖鉆機在高原多年凍土區橋梁鉆孔樁施工中的應用


    摘  要:介紹旋挖鉆機的結構,工作原理,應用實例,總結旋挖鉆機的優缺點,并提出幾點建議。

    關鍵詞:旋挖鉆機     多年凍土     橋梁鉆孔樁施工     應用

    青藏鐵路的建設,因其跨越560km的多年凍土區而備受世人矚目,高原凍土區橋墩梁的特殊性在于橋梁的基礎是設置在多年凍土層內,凍土層為工程介質,故要求橋梁基礎施工時盡量少破壞凍土地層,以避免引起熱融現象,造成隱患。而傳統的鉆孔樁施工中的成孔工藝因其所需時間長,容易引起熱融現象而在凍土施工區受到極大的限制,取而代之的是一種新型的成孔施工設備——旋挖鉆機,現就旋挖鉆機在凍土區橋梁鉆孔樁施工中的應用談談不成熟的觀點。

    一、旋挖鉆機的結構

    旋挖鉆機由履帶式主機、液壓轉盤、鉆桿導向支架、伸縮鉆桿、鉆頭,以及卷揚機等附屬構件組成。

    1、履帶式主機

    履帶主機形狀同大型挖掘機,履帶較寬、較長,以減小壓強,主機可以繞中心軸旋轉,并能借助履帶前后移動。

    2.鉆頭分為螺旋鉆和筒鉆

    螺旋鉆顧名思義,在螺旋形的鉆頭上鑲嵌合金鋼鉆頭,主要用于鉆挖較硬的土層或巖層。筒鉆顧名思義形狀如筒,但其筒底是可以開啟的,可以倒出鉆渣。鉆孔除渣時筒鉆底的鉆頭受阻,受阻的鉆頭和鋼底板與鋼筒相對逆向繞軸旋轉,鋼筒旋轉半周時,鋼底板受阻與鋼筒同向旋轉,鉆頭向下旋轉擠壓,使孔渣向上進行鉆筒內,當筒內鉆孔渣樣充滿時,再逆向下旋轉鉆桿帶動鉆筒旋轉,此時,由于阻力,鉆頭及鋼底板下筒鉆相對旋轉一半時,鋼底板受阻,使筒鉆底封閉,然后由卷揚機提升鉆桿、鉆頭至孔口,旋轉主機使鉆頭遠離孔口,開啟筒底倒出鉆孔渣樣,筒鉆適合用于松軟地層及由螺旋鉆鉆松的巖層。

    3.伸縮鉆桿

    旋挖鉆機的鉆桿可以伸縮,鉆桿是由幾根直徑不同的鉆桿套結而成,當鉆孔深度較大時,鉆桿就會自動伸長以滿足施工要求。

    4.鉆桿導向架

    鉆桿導向架使鉆桿沿著導向架上下移動,確保鉆桿移動軸線一致。

    5.液壓轉盤

    同回旋鉆結構類似,液壓轉盤固定在鉆桿導向架上,可以帶動鉆桿及鉆頭順、逆時針旋轉。

    6.卷揚機

    普通卷揚機,起重能力在10T以上,能夠起吊鉆桿、鉆頭及特殊情況下的最大重量,與卷揚機起重能力相匹配的鋼絲繩(足夠長)。

    二、旋挖鉆機的工作原理

    旋挖鉆機是由若干個零部件構成,工作前先用吊車配合組裝(BAVER旋挖鉆機可自行組裝),調試鉆機,確信鉆機能正常工作。旋挖鉆機工作前需對工作場地進行平整,然后將鉆機開到施工工點附近,由固定在鉆桿導向架上的兩個液壓油缸(油缸、鉆桿導向架在主機上形成三角架)調整鉆桿導向架的垂直度,以便使鉆桿垂直(駕駛室內有電腦控制裝置,可以判斷導向架是否垂直)。然后將主機旋轉、前后移動,使鉆頭上的對中裝置與樁位中心正對,如是反復幾次,直至鉆機主機底盤平衡,鉆桿導向架垂直(即鉆桿亦垂直),鉆頭上的對中裝置與樁位中心正對后,開始鉆孔并埋置鋼護筒,然后正常鉆孔,直至達到設計孔底高程。

    三、旋挖鉆機在施工中的應用實例

    在青藏鐵路第17標段DK1381+896,1-8m小橋施工中,該橋兩橋臺基礎設計為鉆孔灌注樁,共8根,孔徑φ1.0m,鉆孔深度18.0m,地質為角礫土,采用BAVER  BG  22G(煙臺誠信樁基公司擁有該鉆機)旋挖鉆進行成孔,該型旋挖鉆機在施工中每個樁從埋置永久護筒至達到樁尖設計標高共計2小時左右,由于灌注設備限制(導管、吊車僅一套,砼供應不及時等原因),故下一根樁成孔施工受到極大的限制(前一根樁在灌注砼開始,才允許后一根樁鉆孔成孔施工)。至8根樁基全部結束,共計36小時。

    四、旋挖鉆機的優缺點

    優點:

    1.工作效率高,可以提高工作效率在20倍以上。

    2.不用制作傳統成孔所需的泥漿池,對環境污染少。

    3.機械整體重量大,穩定性好,成孔質量好。

    4.全部操作由電腦控制。

    5.適應性強。

    缺點:

    1.機械體積大,移動困難,靈活性差。

    2.成孔受地質影響較大,尤其是受砂層影響最大。

    五、旋挖鉆機的前景

    旋挖鉆機由于其工作效率高,污染少,成孔質量好適應性強等優點,所以其前景是非常樂觀,它不但可以在高原凍土區施工,而且也可以在內地施工,若地質條件允許,旋挖鉆機適用于任何地方。

    六、幾點建議

    旋挖鉆機雖有若干優點,但它仍受不少約束,如遇流砂層不宜使用旋挖鉆機成孔,宜選用傳統成孔法,再加樁基過長(無水者除外)鉆孔時間較長,且受水浸泡,鉆桿、鉆頭上下活動頻繁,使孔內的水活動過頻極易造成坍孔。因此,旋挖鉆機雖好,但不能千篇一律,應經過慎重考慮,確定使用機具,追求最佳經濟效益。

    本文由旋挖鉆機培訓整理提供。

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