管理好一台旋挖钻机

..如何管理一台旋挖钻机近年来，随着施工质量和效率的提高，旋挖钻机作为桩基设备得到了广泛的应用。如何才能使用并管理好一台旋挖钻机，创造高效益，其中有很多因素，今天为大家分享一文章。各位行业同仁一起来看看他们的经验。一、设备选择设备的长期运转，才能确保高效益产出，我公司（龙建一公司）现有一台中国南车TR360D型旋挖钻机，中国南车处于工程机械制造行业的领先地位，产品性能保障较高。此机型配置如下：底盘—进口卡特彼勒底盘，它主要由发动机，液压系统，电气系统构成，卡特彼勒底盘配置性能优越，对整台钻机来讲是个很好的保障。液压—液压部件包括液压泵、马达、控制阀（主阀、先导比例阀）。南车选用的品牌为最好的德国力士乐，大幅降低故障率。减速机—减速机是旋挖钻机的关键部件，动力头、回转、行走，特别是动力头减速机，属故障高发区，一般配置单速邦菲力更为实用。..钢丝绳—钢丝绳的选用很重要，质量过关的同时一定符合卷扬机滚筒标准。二、组建团队1.管理人员：一个团队的安全，质量，效益，直接取决于管理人员。其主要工作不仅仅是旋挖钻进，而是如何通过外协公关（甲方）、内部组织（人、材、机、时间）、指挥控制（重点、质量）、规章制度（管理办法），来实现预防隐患、安全生产、控制质量，实现高效益产出的目标。2.现场操作：现场操作主要包括设备维护、地质地下水分析、钻杆钻具钻齿选配、钻具优化、泥浆调配、操作控制等，这些都决定着安全（人员、设备）、隐患（卡杆、塌孔）、质量（沉渣、偏孔）、效率。因此一个团队的整体技能很重要，一个优秀的团队可以提升待遇并加以重视，相反则宁缺毋滥。三、钻具选配施工中钻具选择直接影响质量和效益，当今市场钻具五花八门，大体分以下几类：1.土层双底捞砂钻斗：淤泥、细沙、粉土、粉质粘土，部分土质软岩，如全强风化泥岩，泥质砂岩等。2.嵌岩双底捞砂钻斗：卵石，碎石，中等风化的类土质软岩，风化程度较高的硬岩，如全强风化花岗岩等，钻进硬岩时需与筒钻以及螺旋钻配合使用。3.筒钻：适用于中等分化砂岩（取芯效率高），以及硬质岩层及孤石的环切。在密度较高的土层，或是部分软岩地层，由于选用摩阻杆造成打滑时，可尝试使用筒钻处理。4.嵌岩螺旋钻斗：主要适用于硬质岩层的破坏以及孔内孤石的打捞。5.双层筒钻：卵石层，其采用一种全新的钻进思想“挤”。将大小不一的碎卵石，在筒内挤密后带出孔外。四、常见事故原因及处理方案1、塌孔：各种钻孔方法都可能发生塌孔事故，一般特征为孔内水位突然下降，孔内冒出细密的水泡，出渣量增加而不进尺，钻机提升负荷增加等。事故原因及处理方案：a、泥浆相对密度不够不达标、调制适合相应地质层的泥浆比重；b、孔内出现承压水（水头不够）、加高护筒或在孔位加设泥浆坑，确保钻进时护筒内水头稳定性；c、护筒太浅由于震动造成护筒底坍塌；d、松软砂层进尺过快等。..2、偏孔斜孔：a、钻孔中遇较大孤石或探头石，应及时选用桶钻对孤石进行切削然后再慢速钻进；b、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进，特殊地层钻头受力不均，应慢速钻进保证钻杆垂直度；c、扩孔较大处钻头偏向一侧，提高泥浆质量的同时机手及时调整钻头位置；d、钻机站位不平或产生不均匀沉陷位移，钻机就位前保证场地的承载力及平整度，定期对桅杆进行校正。3、扩孔和缩孔：扩孔比较多见，一般为局部孔径过大。在地下水呈运动状态，土质松散地层处或钻头摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与塌孔相同，若因扩孔后继续坍塌影响钻进，即使成孔也无法保证灌注成功，应按塌孔事故处理。缩孔即孔径异常缩小，一般表现为钻进时出现卡钻，提升过程中压力明显增大，造成缩孔除钻机未及时焊补外，则是地层中含有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。遇到此类情况一般选用失水率小的优质泥浆护壁并采用快转慢进的钻进方法，严重时需复孔两到三次以防桩身缩小而露筋。对于此类问题的处理意见为保证泥浆质量的同时，一般会通过对钻具的修改有效的保证桩径。浅谈中小型旋挖钻机入岩施工技术发布日期：2015-8-178:35:13阅读次数：25次字号：大中小旋挖钻机入岩施工一直是长期困扰我们旋挖钻机施工的一大难题，尤其是中小型旋挖钻机的入岩施工更是难上加难。1、中小型旋挖钻机入岩技术难点中小型旋挖钻机入岩一直以来有以下几个技术难点：（1）轴向加压力小；（2）自身重量轻；（3）岩石对设备本身冲击大。由于旋挖钻机轴向加压力的不足，很难实现高效的破碎岩石跃进式破碎的形式，主要有两方面的原因：①岩石是具有各向异性、不均质、不连续的组织物，且岩石位于地底深处，地质条件复杂；②中小型旋挖钻机本身重量小，既要保证中小型旋挖钻机的机动和灵活性，又要保证自身的重量能够承受住岩石的反作用冲击力，同时又能保证自己的安全和稳定性，这样对中小型的钻机似乎是一个挑战，也对旋挖钻机设计者提出了一个新的要求。2、入岩施工2013年4月小型旋挖钻机在四川重庆施工，地质条件为中风化石灰岩层，单轴抗压强度为30MPa，孔径φ900mm，要求入岩1000mm，采用的是4×9.5m机锁杆，采用的钻具是带截齿筒钻，主要原理是利用筒钻截..齿的自转和公转，对岩石进行磨削。如下图所示。旋挖钻机的加压施工方式主要采用恒定加压与点动加压相结合的方式，恒定加压主要是产生静载，为磨削岩石提供恒定的加压力，点动加压主要形成对岩石的一定的冲击，实现岩石的局部破碎，这两种方式加压相互结合实现岩石的快速切削。由于岩石的软硬不均，转速会随着负载发生变化，造成钻进的过程中产生快慢交替的情况，亦对岩石造成一定的冲击作用，从而达到加速岩石切削的作用。另外在钻进的过程中要不断产生加注水或者泥浆，主要是起到润滑和对钻斗降温的作用，减少钻头因为发热导致的设备损坏。3、岩芯的取出当使用筒钻钻进达到规定的要求的时候，需要将岩石进行切断并取出。因为小钻机自身重量轻以及扭矩小，不能直接将岩石切断，这就需要专用的楔形钻斗(如下图)，利用楔形加压的原理，楔形钻斗的加压力F产生对岩芯的径向分力F1，最终将岩石折断。如下图所示，将楔块插入岩芯与孔壁的缝隙中，再施加加压力F（利用钻杆下放形成的冲击力），从而将岩心成功的折断。再更换筒钻将折断的岩芯取出。..4、岩石的入岩机理分析中小型旋挖钻机之所以能够成功的快速入岩，主要是由于钻机本身设计必须严格遵守欧盟的EN791安全设计标准，在充分考虑旋挖钻机安全性、稳定性的基础上，将整机重量进行合理分布后又实现其灵活性，可靠的设计结构可承受小型机锁杆的反作用力，从而实现较大的加压力传递和较高的入岩效率，取得了最优的结果。中小型旋挖钻机需充分考虑岩石破碎机理的三个阶段：研磨破碎区段、疲劳破碎区段和跃进破碎区段。..（1）研磨破碎区段：在较小的轴压力作用下，钻斗与岩石接触所产生的接触压力显著小于岩石的极限强度或者压入硬度，破碎是靠摩擦切削，此阶段的破碎颗粒小，钻头有一定的磨损。（2）疲劳破碎区段：当压力载荷增加到一定的值，仍未达到岩石的极限强度或者压入硬度时，旋转钻头多次与岩石冲击接触，使得岩石的产生微裂纹，微裂纹越多，岩石的强度就降低的多，当岩石的强度降低到一定的程度时，经过钻头多次冲击的岩石便会形成大颗粒的岩石碎屑，从而形成疲劳破碎。（3）跃进破碎区段：在足够的轴压力作用下，钻头与岩石所产生的接触压力大于或者等于岩石的极限强度或者压入硬度时，则岩石产生跃进破碎。跃进破碎的颗粒比较大。中小型旋挖机入岩的岩石破碎机理，就是利用研磨破碎区段和疲劳破碎区段。解决了中小旋挖钻机的自身重量轻，提供的轴压小的问题，在加压与动力头转速上取得合理的值，同时又能保持住中小钻机的机动灵活的优势。在取出岩芯的问题上采用有效合理的工法，以及合适的钻具，成功将完整的岩芯取出。5、结论：（1）利用岩石的破碎机理，调整旋挖钻机的设计，配备合适的钻具，使得旋挖钻机入岩是完全可行的，并在实践中得到充分的论证。解决了中小型旋挖钻机不能入岩的问题。（2）小型钻机由于其自身重量较轻，要实现入岩必须使用机锁杆以将整机重量传递到作业面，但较大的反作用力对整机结构的可靠性提出更高要求。（3）在岩石上钻孔，必须配备合适的钻具，尤其是取出岩芯这个问题上，必须配备合适的工具，因此在钻机工具的研究也是必不可少的，并将是我们今后旋挖钻机入岩的研究的一个大的方向。（4）旋挖钻机的工法研究更加必不可少的，比如合理分配加压力与动力头转速的关系，入岩时候必须加注水或者泥浆，对钻具进行降温以及增加润滑。（5）对中小型旋挖钻机尤为重要的是由于自身重量的限制，在保证稳定性的情况下，合理分配钻杆、钻具、桅杆与钻机总重量的比例关系，同时又能发挥中小旋挖钻机的灵活、耗油低的特点。旋挖钻机流砂层施工工法详解粉砂、细砂、砾砂层等地层受结构松散、地下水位高、抗剪强度较差的影响，工程施工中特别容易发生潜蚀，塌孔等现象，造成扩径、超方、泥浆含砂量高、沉渣层过厚等施工质量问题，甚至会发生局部坍塌或桩孔整体坍塌，进而埋钻等严重后果。在该地层施工最安全的方法是采用全护筒，但由于代价昂贵，很难在国内使用。在目前国内现有条件下，只能通过有效使用泥浆护壁和改进钻进操作方法等工艺手段，来防止事故发生，最大程度降低事故出现率，提高成孔合格率。一、案例解析某建筑公司在安徽省巢湖市和县施工，现场使用的是旋挖钻机成孔桩径1.8m，成孔桩深48m。在地下20~35m处为粉细砂地层，周围河流众多、地下水丰富，砂粒处于悬浮状态而失去稳定，能随渗流的水一起流动，形成流砂现象。二、问题分析现场观察地质条件，结合现场钻取出的钻渣，发现该工程钻进的难点主要有两点：(1)上部有8m厚的流塑状淤泥质粘土，中间是15m左右的流砂地层，下部是中风化的砂岩，钻进中易出现塌孔、吸钻，缩颈现象。需配置合理的泥浆，在钻进过程中起到较好的护壁作用;(2)在钻进至流塑地层时,需注意操作方式的调整，过多的扰动很可能导致孔壁意外事故的发生。..三、解决措施解决塌孔问题主要在于防止初始塌孔的形成，防止发生连续塌孔的恶性循环，即：解决塌孔主要在于防，而不是在于救。(1)合理调配泥浆，针对流塑地层的特点，需要配置高粘度，中等容重的泥浆进行护壁。鉴于国内膨润土质量好坏不一、泥浆粘度要求较高等原因，泥浆的配比可按照如下方案：水：膨润土：CMC：纯碱=1000:140:2.5:4，并加入少许粘土搅拌均匀后，控制泥浆容重在1.20左右，粘度不小于45s，PH〉8。尤其值得注意的是：在泥浆池中加入膨润土、纤维素、纯碱后需静置一段时间(24小时)，待膨润土完全水合后，在泥浆池中倒入粘土，用长臂小挖掘机充分搅拌。且在开钻前2小时用小挖掘机再次搅拌，开钻前检测所配置的泥浆是否达到要求(挖掘机搅拌过程中应时刻注意测量泥浆各参数值，达到工程所需值后即可停止搅拌)，否则再向泥浆池中酌情添加原料;(2)在钻头上设置通气孔，保证提钻过程中钻头上下泥浆流动，防止出现提钻过程中的真空现象;(3)保持泥浆液面高出地下水水面2～3m，可以通过加高护筒或在孔周围设置粘土坝来实现;(4)调整操作方式：控制泥浆液面，并在钻孔过程中始终保持距护筒上边缘30～40cm。(特别在提钻时)。钻至软土及砂层时：软土和砂土层为易塌孔地层，操作时要尽量注意减少对孔壁的冲刷和扰动，操作方法严格遵循“三慢”原则：即提、放钻及钻进转速慢，通过严格控制钻具的运动速度，来减少泥浆对孔壁的扰动，并为泥皮形成留足时间;地面观察：时刻关注泥浆液面，当发现泥浆液面突然下降且大量泡沬涌出时，可判断出现局部塌方，应立即停止钻进并保证在钻斗斗底打开的情况下，缓慢地提升钻头，防止因扰动而引起二次塌方;局部塌方事故处理：当发现有局部塌方时，继续向孔内注入泥浆同时提出钻头，用挖掘机向孔内倾倒足量粘土，然后下放钻头反转压实粘土，边压边反转，待稳定后再用前文所述方法钻进。在操作的过程中要注意如下事项：在钻进过程中还应时刻注意泥浆液面，若发现有塌方迹象时应尽快采取相应措施;保持泥浆液面高度，勤加泥浆;在整个钻进过程中，提、放钻头一定要非常缓慢;注意钻机沉降情况，一旦发现异常立刻安排钻机离场，现场人员及时撤离。四、解决效果通过以上改进效果明显：钻进过程中没有出现塌孔、吸