國家精品課程：巖土鉆掘工程學(xué)第6章——沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)與沖擊、振動鉆進(jìn)-資料下載頁
2025-09-11 20:40本頁面
【正文】 應(yīng)根據(jù)潛孔錘對風(fēng)量的要求和鉆孔環(huán)狀上返風(fēng)速計算來定，選擇其大者。 ? 潛孔錘工作風(fēng)壓要大于上、下配氣室的壓差，潛孔錘活塞才能作上下往復(fù) 運(yùn)動。目前，國產(chǎn)潛孔錘：低壓潛孔錘，所需風(fēng)壓是 ~；高壓潛孔 錘為 ~。 ? 鉆進(jìn)時還需加上隨鉆孔加深帶來的沿程壓降 () 和克服水位以下的水柱壓力。 第四節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 一、鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)工藝 ? 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)借助一定重量的鉆頭，在一定的高度內(nèi)周期地沖擊井底，使巖石破碎而獲得進(jìn)尺。在每次沖擊之后，鉆頭在鋼絲繩帶動下，回轉(zhuǎn)一定角度，從而使鉆孔得到規(guī)則的圓形斷面。 ? 應(yīng)用范圍 :(1) 鉆鑿大直徑水井； (2) 鉆鑿露天礦山爆破孔； (3) 用于鉆進(jìn)基礎(chǔ)樁孔、連續(xù)墻鉆孔、壩基處理孔以及其它工程孔；（ 4）鋼絲繩沖擊鉆，只能鉆進(jìn)垂直孔。 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)與振動鉆進(jìn)工藝 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn)工藝 鉆頭 、 沖擊鉆桿 、 鋼絲繩接頭、撈砂筒 ? 鋼絲繩沖擊鉆頭為使沖擊力更集中施加于巖石。鉆頭底部帶有各種刃角的切削刃。一般軟巖取65~80176。 中硬 90~11 0176。 硬巖 110~120176。 。 ? 為減少孔內(nèi)巖粉漿對鉆頭運(yùn)動的阻力，增大沖擊力，鉆頭體上開有流通巖粉漿的溝槽。 ? 鉆頭形狀有：一字形、工字形、十字形、馬蹄形或圓形。目前普遍用 十字形帶副刃的鉆頭 . ? 沖擊鉆桿為實(shí)心鉆桿以增加自重 . 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn) ? 鋼絲繩接頭使鉆具在鋼絲繩扭力作用下，讓鉆頭每沖擊一次自動回轉(zhuǎn)一個角度。 ? 提升鉆具時整個鉆具因鋼絲繩拉伸而轉(zhuǎn)一個角度，鉆具下放時活套脫離墊片，鋼絲繩不受力而恢復(fù)扭緊，活套與墊片間產(chǎn)生滑動不會帶動鉆頭轉(zhuǎn)動。這樣鉆頭每沖擊一次轉(zhuǎn)一個角度。 ? 又稱掏砂筒，用于撈取孔內(nèi)巖粉。其閥門有球形、半球形和平閥等形狀。 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 鉆具重量 —— 單位刃長上鉆具重量取決于巖性： ? 軟巖層 200~300N/m；中硬巖層 350~400N/m； ? 硬巖層 500~600N/m；極硬巖層 650~800N/m。 沖擊高度 —— 沖擊運(yùn)動時鉆頭提離孔底的高度 ? 改變鉆機(jī)的曲柄和連桿的連接孔位，可改變沖擊高度。由于鋼絲繩彈性伸長，鉆機(jī)壓輪上下高度 ≠鉆頭沖擊高度。 ? 懸距 =壓輪在最高點(diǎn)、鋼絲繩靜止、鉆頭距孔底的距離。 ? 沖擊高度通常取 ~，極硬巖層取小值，軟巖取大值。懸距的最優(yōu)值一般為 3~4cm。 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn)工藝 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 沖擊次數(shù) ? 沖擊次數(shù)與沖擊高度有關(guān) ? 一般粘土層 j=~5m/s2；硬巖 j=6~；清潔孔底 j=。 巖粉密度 ? 若巖粉密度 ↓懸浮差孔底巖粉墊 ↑鉆效 ↓，不同的巖性存在著最佳巖粉密度。巖石密度 ↑巖粉密度可越 ↑。 ? 操作中通過控制掏砂間隔和數(shù)量來調(diào)整巖粉密度，規(guī)程上規(guī)定“勤掏少掏”就是為了控制巖粉密度。 Sjn 20?第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn)工藝 沖擊高度 , m 沖擊次數(shù) , 次 /min 50 58 65 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 3. 典型巖層的沖擊鉆進(jìn)工藝 (1) 含大卵石、大漂石的地層用其他鉆進(jìn)方法不易奏效，用沖擊鉆進(jìn)時宜取大沖擊高度，低沖擊次數(shù)，并適當(dāng)加大鉆具 (2) 粘土層易造成糊鉆，鉆速不是主要問題，重要的是防止事故，勤掏漿并及時回灌密度小的泥漿。 (3) 砂層主要問題是保護(hù)孔壁，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿壓孔鉆進(jìn)，薄 (4) 脆性的石灰?guī)r地層很適合用沖擊鉆進(jìn)，鉆具質(zhì)量不必很大，鉆頭底刃要用硬材料補(bǔ)強(qiáng)，使用優(yōu)質(zhì)泥漿，勤掏少掏，在有溶洞的地段注意防斜。 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn)工藝 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn)工藝 二、振動鉆進(jìn)工藝 0、振動鉆進(jìn)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 ? 適用于砂性土、粘土、粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粘土等土層。在軟巖層和松散巖層中鉆進(jìn)與取樣都有很高的效率。 ? 由于不使用泥漿，不污染巖樣和地層設(shè)備簡單，被廣泛用于工程取樣鉆進(jìn)及海底淺層取樣鉆進(jìn)等方面。 ? 也廣泛用于樁基工程施工，如振動沉管灌注樁施工等。振動鉆進(jìn)中，還可借助于振動器的振動下套管、起拔套管、處理卡鉆事故等。 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 影響鉆效的工藝因素：振動頻率、振幅、偏心力矩和回次長度。 1. ? 振動器頻率很低時，鉆具只有輕微振動鉆頭沒有進(jìn)尺。當(dāng)超過某一頻率值時鉆具的振幅也隨之加大，鉆具與巖層間產(chǎn)生相對滑移并開始切入巖層中 —— 稱為 “ 起始頻率 ” 。 ? 隨著頻率的提高鉆速也增加，頻率進(jìn)一步提高時，鉆具的振幅達(dá)到 “ 極限振幅 ” （ A∞ ）， 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn)工藝 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn) 振幅 ? 只有當(dāng)振幅超過某個值時鉆頭才能切入土層，此時的振幅叫做 “ 起始振幅 A0”。 ? 振幅超過 A0后，鉆速隨振幅成線性 ↑ 。起始振幅 A0不是定值，隨頻率、鉆具斷面尺寸和地層條件而變化。 A0與頻率的關(guān)系如下。正常鉆進(jìn)一般選 A等于 3~5倍的 A0 。 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 2022/9/20 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 第五節(jié) 鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)及振動鉆進(jìn)工藝 偏心力矩 ? 增大偏心矩，在堅(jiān)實(shí)土層中鉆效 ↑ 。但偏心力矩過大，會使上部鉆桿變形。 回次長度 ? 鉆進(jìn)中取樣管 完全裝滿后才結(jié) 束回次是不合理 的。為提高回次 鉆速存在著最優(yōu)回次長度。
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