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最详细的旋挖工法知识
2019-07-04by:五创设备
 
 

 考 

 察 

 

工程概况,地质、地下水、桩径,考察甲方

 

工程概况
    1、工程地点:工程地点对设备转场费用,材料采购,季节、天气、工程单价都有影响,因此这些因素需要考虑。
    2、工程类型:工程基础类型很多,如高铁、高速公路、水泥厂、电厂等等。工程类型会对施工方式,工程进展有很大影响。如高铁、公路桩位分散,加快了地质变化,并且监管严格;而水泥厂、电厂桩位密集,一般选地势较高平坦的场地,并且监管相对较松。
    3、地理位置:工程地点尽量远离山区,因山区岩石较多,地质变化快;远离河流,因河流附近地质多为沙层卵石,并且地下水丰富。
    4、季节:冬季施工不但追加施工费用,同时也增加施工难度,影响施工质量。
    5、天气对施工有很大影响,几乎每个施工方都因天气因素而停工过,其中雨、雪对工程影响最大,考察工程时一定考虑到此因素,如冬季南方阴雨连绵导致长期停工。

 

地质
    影响工程难度主要由以下因素不断变化造成的:地质、地下水、桩径、桩长。
    1、地质类型:根据旋挖施工可把地质分为
    (1)常规地质:泥层:软塑、中塑;土层:黏土、黄土、粉土;沙层:细沙、中沙、粗沙。
    (2)中难度地质:卵石:泥卵、沙卵;卵石层:角砾层、砂砾层、砾石层;沉积岩:砂岩、泥岩、页岩;风化岩:全风化、强风化、中风化。
    (3)高难度地质:弱风化;未风化的火成岩:花岗岩、玄武岩。
    2、地质强度:无论什么类型地质,最终都以地质的强度来衡量钻进难度
    (1)极限承载力:常规地质~中难度地质,一般都以极限承载力测定地质强度。
    极限承载力:1平方米面积上施加压力,直到出现塑性变形。如500千帕换算重力=50吨,1平方米上施压50的重力出现塑性变形。
    (2)单轴抗压强度:中难度地质~高难度地质一般都以单轴抗压强度测定地质强度。
    单轴抗压强度:岩石无侧束的状态下所能承受的最大压力,直到把岩石加压至破裂所需的应力。

 

地下水
    通常影响旋挖施工的地下水多半是上层滞水(局部隔水作用形成的蓄水体)和潜水层(第一个稳定隔水层上的地下水)。
    1、水介质:自然界的岩石、土壤均是多孔介质,它们的形状不一、大小不等的孔隙、裂隙或溶隙,其中有的含水,有的不含水,有的虽然含水却难以透水。通常把既能透水,又饱含水的多孔介质称为含水介质。
    2、地下水位置:对于旋挖施工,地下水的位置当然是越深越好。地下水越浅对旋挖施工越不利,由于泥浆压强随深度增加而增大,因此较浅的地下水只能使用长护筒或泥浆护壁工艺。
    3、地下水丰富情况:对于旋挖施工而言,地下水越少越好。如果地下水丰富,那么水介质地质层必然存,因此直接决定了泥浆质量(护壁、压强)。
    4、地质报告:基础桩必须由设计单位对地质、地下水勘探分析,提供地质报告以供施工参考。通过地质报告上的文字描述,平面图分析,对整个场地的地质及地下水了解。
    5、地质勘探(岩芯):勘探基础桩地质分为初勘、详堪。无论哪种勘探方式,都必须岩芯取样。如果工程未开工或刚开工时,勘探岩芯没有被破坏,可直接观察岩芯,分析地质情况。

 

桩径 
    桩径的变化直接影响钻进能力
    1、扭矩:桩径加大意味着钻斗的直径增加,因此阻力臂增加=增加扭矩负载。
    2、加压力:加压油缸输出压力传给钻斗上的钻齿,桩径增加后意味着钻斗直径增加,同时也增加了钻齿的数量,压力/面积=压强,因此桩径增加=每个齿上的压强减小,降低了钻进能力。

考察甲方
    1、四通一平:到施工场地考察道路、水、电、通讯和场地平整情况。
    2、地亩:占用的工程地亩费用是否已到位,可到当地住户了解情况。
    3、扰民:观察施工场地与居民区的距离,防止因噪音扰民夜间停工。
    4、图纸:工程图纸是否都已设计完毕,甲方已全部拿到。
    5、混凝土:搅拌站位置,是否已建成,设计日产砼方量,水泥储存量,搅拌车台数。
    6、钢筋笼:钢筋笼制作场地位置,日产数量,运输方式极运输能力。
    7、验孔方式:是否需要下孔规,深测管,是否使用超声波仪器验孔。

 

 

 

 

 管 

 理 

 

实行计划、组织、协调、指挥、控制,实现高产出,低投入的目的

 

 

外协公关
    有句谚语:干活不由东累死也无功。身为旋挖管理人员,任何事情都没有与甲方外协公关重要,应做到绝对服从安排,积极配合,按甲方工作指示开展工作,并搞好关系,经常沟通感请。


计划组织
    每天计划一个目标,通过对人、机、物、时的统筹安排,实现整个生产链的连接,并完成目标。


控制
    对安全、生产、质量进行监督, 判定团队是否正朝着目标健康地向前发展, 并在必要的时候及时采取矫正措施。


后勤保障
    要建立一套后勤管理办法,主要是针对员工:生活起居、劳动保护。一个团队如果连吃都吃不好、休息不好,那么其它的就免谈了!后勤保障非常重要,关系到人力资源问题,这是很多施工方留不人的根源,其实有时员工未必就差钱?

 

规章制度
    很多员工认为规章制度就是约束干活的,其实并不然。规章制度包括:劳动合同管理、工资管理、社会保险福利待遇、工时休假、职工奖惩,以及其他劳动管理规定。没有制度不成方圆,如果不出台制度并执行制度,说明管理存问题。

 

人力资源
    很多旋挖施工方都缺人,整天不是招机手就是招灌注工。其实机手的工资都差不多,灌注都按方量计算,既然在哪干赚的钱都差不多,为什么留不住人?其中的原因值得思考。任何企业人力资源的流失都是公司的损失,更何况一名优秀的机手在旋挖施工中起到的作用。


宁缺毋滥
    对于职业道德,技能经验存在问题的员工直接开掉,以免留下隐患,危害团队及工程质量。


发扬团队精神
    身为管理就是来协调他人活动,以便收到个人单独活动所不能收到的效果而进行的活动。

 
 

 设备
维护

 

机械、液压、电气等设备

 

设备维护

    保障设备长期稳定运转是提升效益的基石

    了解机电液柴构造及其工作原理,可提升对设备的保养维护技能。
    机械结构
    底盘:四轮一带.H形支撑、回转支撑、回转上车、配重、驾驶室。
    工作装置:变幅装置(动臂、变幅油缸、支撑杆、三角形),桅杆(上桅杆、中桅杆、下桅杆),吊锚架、随动架、提引器、钻杆、钻具、销轴、轴套、减速机。
    机械保养主要于检测:焊接部位,螺丝扭矩,销轴润滑,定期换油。
    机械检测重点:动力头、主卷钢丝绳、提引器、绳夹、钻杆、钻斗部位。


    电气

    电气是机手的弱点,因此不可能完全掌握!不过有些基础知识还是需要掌握的如:启动马达(发动机)的启动方法,工作装置显示器使用及参数设置,电磁阀的作用及工作原理,继电器的作用等等。
    (1)检查电气线路有无断路、短路、破损、绝缘破坏等问题,着重检查线束穿过金属孔或围绕直角处应加保护套或绝缘隔层。
    (2)最好会使用万能表,10分钟就可学会简单测量,电气出现故障可以测量诊断。


    液压
    把机械能转换液压能:液压泵。把液压能转化机械能:液压马达。
    1、液压系统由五部分组成:动力元件(液压泵)、执行元件(马达、油缸)、控制元件(阀)、辅助元件(油箱、散热器)、工作介质(液压油)
    2、主泵系统(主泵1主泵2.两组主阀)主要给马达供油。
    3、辅泵系统:辅泵(负载敏感变量泵)通过负载压力反馈控制斜盘,M4阀(电磁比例阀)主要用于控制桅杆动作,M4阀也含有先导及电磁阀控制方式,辅泵主要给整车油缸供油。
    4、先导系统:先导泵(齿轮定量泵),蓄能器、电池阀组、先导比例阀,用于控制主阀、M4阀、制动系统。
    5、液压保养:定期更换液压油及滤芯,严格使用指定油品及纯正部件,根据环境温度选用液压油粘度?凹觳橐好,定期过滤等。


    发动机
    当前旋挖钻机配置的发动机有两大品牌:卡特彼勒,康明斯。
    1、主流技术:直列六缸,水冷,电喷(高压共轨),涡轮增压,中冷器,可编程ECM控制器等等。
    2、发动机的保养:使用指定油品,使用纯正部件,按时定期维护,对柴油<、机油、防冻液、空气制定管理办法,如:每天清放油水分离器里的积水,油箱底部杂质及积水,下班之前尽可能加满燃油(空气中含水)。
    3、保养细节:更换机油时不可使用柴油清洗发动机;更换柴滤机滤时不可把滤芯内部装满燃油或机油(装满后部分油体未经过滤);安装滤芯时,当密封圈受力后,用手扭紧两圈即可;发动机低温启动后需预热,高温熄火前需怠速冷却。


    定期保养维护

    无论是机械、电气、液压、发动机都需要定期和周期性保养,日检、周检、月检,250h.500h.1000h.1500h.2000h.....定期保养更换部件油品。

 

 

 

 

 工 

 艺 

 

以地质、地下水、桩径、桩长为基本参数,制定一套施工工艺

 

 

 

钻杆
    钻杆属易损件,是钻机6大关键部件之一(主卷、动力头、钻杆、提引起、钢丝绳、钻具)也是故障频发部位,钻杆承受钻机输出扭矩和加压力,承受操作不当的惯性冲击,承受钻进恶劣地质剧烈振动。
    1、钻杆作用:将扭矩和加压力传递给钻具。
    2、钻杆类型 :摩阻式(伸缩式):通过扭矩负载产生的摩擦阻力传递加压力;机锁式(伸缩式):通过机锁点机锁传递加压力。
    3、选用钻杆:极限承载力超过500千帕以上就得考虑使用机锁杆。钻进深度超过80米只能使用摩阻杆(摩阻钻杆比机锁杆多1节)注:(随市场需求及技术上研发,产品会不断更新)

 

钻具
    工欲善其事、必先利其器,磨刀不误砍柴工,都反应钻斗的重要性。
    1、钻具作用:通过钻机输出的扭矩和加压力,作用在钻具上的钻齿,对地质进行切削破碎,并把钻下的渣土通过不同的方式容纳钻斗上并提出孔外。
    2、钻具类型:双底捞沙斗(常规地质),双底入岩(中难度地质)螺旋钻(干孔、岩石节理),入岩筒钻(高难度地质),压轮筒钻、压轮钻(极端高难度地质)

 

钻齿
    1、钻齿的作用:凝聚钻机的输出的扭矩和加压力,通过钻齿前的锋利刀刃对地质切削或破碎。
    2、钻齿的类型:斗齿:(线式刀具)通过斗齿前端刀刃切削地质(适用于常规地质);截齿:(点式刀具)通过截齿前的合金头,对地质进行破碎(适用于强度高地质)
    3、选用钻齿:根据地质类型选用钻齿,卵石层(宝峨齿:耐磨.强度高),常规地质(斗齿:切削),坚硬地质(截齿:破碎)

 

先导尖钻具

    最先接触也是最开始对地质进行掘进的装置。

    1、先导尖作用:定位(有效预防偏孔),改变切削顺序(降低钻进阻力)
    2、先导尖类型:鱼尾型(铸造),锥形铁板(厚铁板切割焊接),截齿型:(先导截齿座)
    钻机、钻杆、钻具、钻齿和先导尖之间匹配
    根据地质类型、地质强度、地下水、桩径、桩长,选用钻机型号(100~500扭矩),钻杆(摩阻、机锁),钻斗(开式.底式.螺旋.筒式),钻齿(宝峨齿、斗齿(v19.v20.v35),截齿),先导尖(铸造、铁板、截齿),只有部件之间合理搭配,才能发挥钻机性能。

 

钻进阻力

    分析所有的阻力都来源于钻斗,因此想要降低负载,就得钻斗上下功夫。

    1、正阻力:来源于先导尖和钻齿,改变先导尖类型,实现先导尖与钻齿优化组合,钻齿角度,间距等。
    2、侧阻力:泥浆或水具有润滑左右,降低侧阻力;同时导向防护条高度、边齿位置都可以改变侧阻力。
    3、内阻力:锥形钻体,干孔,底板开口大小都影响着内阻力。

 

优化钻具

    钻具不仅仅搭配好就能提升性能了!无论线式刀具还是点式刀具,其钻进理念都是减少接触面积而提升钻进能力,因此可通过点.线.面为基础理念优化钻具。
 

泥浆

    满足施工要求,保证施工安全,提升施工质量。

    1、泥浆作用:流速(护壁)、压强(支撑)、润滑(降阻)、悬。ǔ猎、减震(缓冲)、降温(护齿)、浮力(提升)
    2、泥浆原材料:膨润土(粘度护壁)、纤维素(增加粘度)、火碱(ph值)
    3、泥浆三项指标:流速,比重,含沙滤。
    4、搅拌方法:人工(搅浆罐)、水泵(漏斗冲)、机械(挖机、水泵叶片)
    5、应用泥浆压强:泥浆压强随深度增大,因此桩深部位的地质可排除危险性(塌孔、沉渣),而桩浅的位置由于泥浆压强较小,这时泥浆(粘度)护壁更重要。
    6、钻孔液:适合简单地质,没有护壁层,容易漏浆,但是使用方便,对PH值有要求。

 

操作控制
    1、操作理念:根据地质变化改变操作方式,实现保护设备的前提下最大化发挥钻机性能。


    2、望闻问切
    望∶看
    (1)检测:开机前通过目测检查各个部位:发动机、液压、结构、电气。
    (2)仪表:旋挖钻进时观察仪表显示的各项参数。
    (3)实时监测:如主卷钢丝绳、钻杆、钻斗销保险、钻斗底板挂钩、钻斗底板中心轴保险、钻齿。
    (4)地质分析:也可观察取出的渣土颜色、种类、颗粒、块状大小来分析地质变化趋势。
    (5)安全观测:观察提钻时钻杆上的泥浆下流波纹确定泥浆的质量,泥浆液面是否有翻花现象(塌孔),钻斗大梁上是否有渣土(塌孔),护筒周围是否冒泡(塌孔)。
    (6)负载观测:由于动力头使用变量马达,因此钻杆转速随负载变化,通过观察钻杆转速可知负载状况。


    闻:“听”由于施工隐蔽工程,当钻斗孔内时,只有通过听来控制、预防。
    (1)降低杂音:尽可能的把发动机消音器、冷却风扇声音关闭驾驶室之外。同时把前风挡部分打开,尽可能的让动力头和主卷扬(行星减速机)声音进入驾驶室(前置主卷)
  (2)监测:通过“听”实时监测整台设备各个系统的运转声音。
  (3)动力头声音:通过“听”;实时监测动力头行星减速机发出的声音,可第一时间感知负载变化,同时判断地质情况,改变操作控制。
  (4)主卷声音:通过“听”;实时监测主卷扬工作时减速机发出的声音,其声音随负载变化,可第一时间感知主卷上提或下放负载变化,可有效降低钢丝绳断、卡钻、夹钻、卡杆、带杆事故发生。

 

    问:“了解”
    承接工程之前,可通过地质报告了解地质、地下水情况,也可到现场观察导前钻勘探岩芯样品分析地质,如果已有钻机施工,也可询问对方施工情况了解地质、地下水情况。

 

    切:“振动”
    地质发生变化时比如:卵石层,通过钻具钻杆传递的振动频率大小也不一样,这时可通过振动变化判断地质情况,同时改变操作方式。


    3、操作与地质
    操作与地质有着密切关系,第一时间得知地质的变化情况,这与钻机效率有直接关系,每种地质的钻入方法存一定的差异如∶钻杆转数、加压行程、输出扭矩、钻进深度等等。如果任何地质的操作方法都是一个套路,不但影响生产效益,事故的发生概率也随之增高!

 

    4、操作方式:切削式(常规地质)、破碎式(软岩)、拨动式(卵石层、强风化局部)、碾磨式(弱风化.花岗岩、玄武岩)。

 

 

 

 

 

事故

处理

 

每种现象和事故发生都有它的因素所,找到这些因素并排除它

 

 

 

    沉渣:提升泥浆粘度,液面高度,降低含沙率。
    塌孔:提升泥浆粘度,液面高度,增加泥浆比重。
    偏孔:地质(强风化、中风化地质受力不均匀),操作(加压过快、进尺过快),钻具原因(没有根据地质选配钻具,或钻具存缺陷,阻力大)。
   
 缩径:提升泥浆压强,钻具(边刀)操作原因(进尺过快、加压过急、提升起步吸空)
    打滑:操作(单斗进尺过多、加压过急)、钻杆(摩阻钻杆,地质强度高如:泥岩)、钻具(没有根据地质情况选配钻具或钻具存缺陷),泥浆(润滑作用),钻齿原因(没有根据地质选配钻齿或钻齿磨损)
    漏浆:缓慢漏浆(泥浆护壁问题),迅速漏浆(地质问题:卵石层),操作因素(上下提钻时旋转钻斗破坏护壁)
    冒水:地势低,水位承压。
    钢丝绳断处理:钻杆承重动力头上,使用副卷或吊车,一节一节从外至内把钻杆倒上来。
    埋钻:调制泥浆清理沉渣,洗孔。
    卡钻:向下加压使用长形重物冲击被卡住钻斗。
    夹钻:向下加压使用长形重物冲击被夹钻钻斗。
    底板掉:1使用螺旋钻乱搅。2或者扩孔后使用大直径的入岩筒钻。3把双底钻斗底板卸掉,扩孔后在咋大梁上缠绕钢丝绳,下钻后慢钻把底板套入钻筒内。
    钻杆销脱落:钻斗掉入孔底,泥浆洗孔清理沉渣,使用小直径双底钻斗,把底板卸掉焊接反转双钩,下钩打捞。
    钻杆芯节断:芯节和钻斗孔内,调制泥浆清理沉渣,使用钢筋制作一个骨架。
    (1)使用钢丝绳制作一个绳套并固定骨架上,下套套住钻杆弹簧座下方。

    (2)下水鬼套住芯节。


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