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全套管旋挖钻孔施工工艺

2019年02月19日 热度:291 ℃

一、套管工艺

1.护筒驱动器

通过动力头与驱动盘、连接盘、套管驱动器和套管、筒靴连接,将扭矩及加压力传递给套管、筒靴,边旋转边下压钻入地层,套管钻入与钻机取土交替进行,降低了埋设套管阻力。

2.搓管机

当套管直径增加或长度延长时,埋设套管阻力增加,使用搓管机埋设套管。搓管机一端固定在旋挖钻机底盘上,通过夹钳紧缩与套管环抱产生摩擦力,左右两侧回转油缸反复推动,实现套管转动,并通过加压/举升油缸(搓管机自重)实现加压或拔起,将套管钻入或起拔。

3.振动锤

履带吊起重机振动锤,振动锤下部的液压钳夹住钢护筒顶端,通过内部偏心轮旋转产生的垂直振动力作用在钢护筒上,将钢护筒沉降或拔出。

二、套管构造

1.驱动盘

驱动盘通过螺栓于动力头驱动套筒底面连接,实现结构过渡,作用是传递扭矩与加压力。

2.连接盘

连接盘通过销轴与驱动盘连接,并预留与护筒驱动器连接销轴。

3.护筒驱动器

护筒驱动器上部通过销轴与连接盘连接,下部与套管连接。护筒驱动器直径需与套筒直径相符;护筒驱动器下部有定位凹槽及止口,便于与套管连接。护筒驱动器的作用是将扭矩和加压力传递给套筒及筒靴。

4.套管

套管上端通过销轴可与护筒驱动器套管连接,套管下端可与筒靴或套管连接。套管具有防护支撑及导向作用。

5.筒靴

筒靴前端镶嵌合金钻齿,通过旋转及向下加压,环切各类地层及岩石,减缓埋设套管阻力,提升套管钻入能力。

6.连接销

锥形环和丝环固定在套管上,套管对接定位后,承托环安装密封圈扭入丝环及锥形环,实现连接。

7.搓管机

根据搓管机直径选配搓管机,搓管机由底架、夹钳、升压缸、回转缸、连接杆、滑块和箱体组成,通过外接动力源,驱动回转油缸和升压油缸将套管钻入或拔起。

三、适用工况

1.法律法规

在欧美地区,相关法律法规对泥浆污染环境要求极高,对泥浆管理非常严格,因此为了避免麻烦,采用套管施工工艺。

2.城市施工

在城市里面施工,特别是发达城市,对施工要求严格,如:噪音、环境保护等,受到场地局限及不能随便开挖,以及承装泥浆设备必须是移动的,因此泥浆静压工艺受到局限,采用套管工艺,便可一一解决上述问题。

3.野外施工

在野外施工如采用泥浆静压工艺前提是必须有水有电,因此套管工艺具有较大优势,使用护筒驱动器或搓管机便可施工,不但保证桩孔质量,无需水电支持。

四、复杂地层

1.淤泥层

旋挖钻机施工于流塑地质时,由于地质含水量高且强度低,易出现缩颈现象,严重时可引起塌孔。此时采用套管工艺施工,通过套管对流塑地层支撑,防止缩直径塌孔。

2.松散地层

旋挖钻机施工于松散地质且地下水丰富时,可采用套管工艺,通过套管支撑孔壁防止塌孔及防护地下水。

3.大粒径孤石

旋挖钻机遇到大粒径孤石,由于地质软硬不均匀容易造成偏孔,如采用套管施工,通过套管可强制导向防止偏孔,筒靴环切并穿越孤石。

4.无填充物溶洞

旋挖钻机无填充物溶洞地质时,如采用泥浆静压工艺施工,钻进至无填充物且容积较大的溶洞时,泥浆瞬间流失,桩上部失去泥浆压强及护壁,如若是松散地质会造成塌孔;同时无填充物溶洞没有孔壁导向容易造成偏孔。采用套管工艺,通过套管防护导向,防止塌孔、偏孔。

五、特殊基础

1.咬合桩

基坑围护桩,不但侧向支撑还要防水,咬合桩工艺可满足基坑防护要求,通过套管强制导向,精确环切咬合,实现桩基紧密咬合,实现支护防水作用。

2.斜桩

某些基础工程桩,并不仅仅只需要轴向承载力,同时也需要侧向支撑力,如海上钻井石油平台、港口钻孔桩等,旋挖钻机施工于斜桩时,必须在套管导向作用下进行施工,否则难以成孔,甚至造成部件损坏。

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