【正文】 91mm， 75mm ④鉆孔傾角 此鉆孔為垂直孔。 表 31 鉆 機(jī)比對 表 型號 XY5 XY6 TK3 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 技術(shù)參數(shù) 鉆進(jìn)深度（ m） 1000 1500 1500 20xx 1000 鉆桿直徑（ mm） 60 50 60 50 50 鉆孔直徑（ mm） 150 150 93 圖 31 XY5 型 鉆機(jī) （ 2） 鉆機(jī)工作參數(shù)選擇 轉(zhuǎn)速：由于此鉆孔工藝的要求的，在各個階段將使用不同的鉆頭，其直徑分別為 75mm、 89mm、 110mm 和 130mm，根據(jù)下式估算其轉(zhuǎn)速 [1]： 60DnV p= 60Vn Dp= 式中： V —— 鉆頭上切削具的線速度（ m/s）； D —— 鉆頭平均直徑 (m)； n —— 鉆頭轉(zhuǎn)速 (r/min)。 D1 = ， D2 = ， D3 = ， D4 = ， D5 = 代入數(shù)據(jù)： ??1 = 60 =407r/min,n2 = 60 =n3 = 60 =278r/min， ??4 = 60 =235r/min n5 = 60 =XY5型鉆機(jī)有 261r/min、 294r/min、 355r/min、 577r/min 檔位與所需轉(zhuǎn)速相近，所以 XY5型鉆機(jī)可以滿足鉆進(jìn)工藝對轉(zhuǎn)速的需求。 表 32 XY5 型鉆機(jī) 部分 技術(shù)參數(shù)表 鉆進(jìn)深度（m） 鉆桿直徑（mm） 鉆孔直徑（mm） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 最大提升能力（KN） 容繩量（m） 動力機(jī)型號 動力機(jī)功率（KW） 1000 60 150 85； 166；261； 355；294； 577；906； 1232 40 140 4135G 60 1500 50 泥漿泵選擇 泥漿泵的兩個主要參數(shù)是流量和壓力，泥漿泵選擇主要依據(jù)這兩個參數(shù)。從確保排除巖粉出發(fā)，沖洗液量的確定可用下式計算 [1]： 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 22()4Q F V D d Vpbb= = 3/ms 式中： Q —— 沖洗液量（ 3/ms）； ? —— 上返流速不均勻系數(shù)（一般 ~?? ），取 ； F —— 最大上返環(huán)狀空間過流斷面面積（ 2m ）； D —— 由鉆頭外徑?jīng)Q定的孔徑或套管直徑（ m ）； d —— 鉆桿外徑（ m ），為 60mm； V —— 沖洗液上返流速（ /ms）（一般 ~ /V m s? ），取 ～ 。 995179?？孜痪嗨?300m，高差 20m。 配置 雙 缸柴油機(jī)一臺。用于帶動供水泵工作。 （ 1）供水泵的流量 供水泵的流量由鉆場每天需要的用水量確定。實際選擇時，由于鉆進(jìn)時的消耗量不大，而循環(huán)系統(tǒng)中泥漿已經(jīng)在開工時配置了大部分，后續(xù)配制的泥漿量不大，對水量需求不大。 （ 2）供水泵的揚(yáng)程 供水泵為了將水由水源處經(jīng)過管道輸送到鉆機(jī)場的儲水池必須具有一定的揚(yáng)程（工作壓力）以克服一定阻力。 代入數(shù)據(jù)： ?? = 20+8 = 40 因為 H=4060，一般選用離心泵。 并配置單缸柴油機(jī)一臺?，F(xiàn)場共配置了兩臺柴油機(jī)，一臺供鉆機(jī)使用，一臺用于發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)組柴油機(jī)為 K41000型，額定功率 30KW，額定轉(zhuǎn)速1500r/min. 鉆塔選擇 鉆塔是鉆探施工中用于懸掛滑車系統(tǒng)進(jìn)行起、下鉆具和套管的設(shè)備。 （ 1）塔高和鉆孔角度的選擇 ①塔高 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 鉆塔高度決定于設(shè)計孔深和起下鉆時的立根長度。 初步確定塔高： H K L=? 式中： H —— 鉆塔高度（ m）； L —— 立根長度（ m），由于使用Φ 73mm 鉆桿， 單根長 3m， 為保證立根彎曲程度在允許范圍內(nèi)，立根只使用四根鉆桿，即； L=3179。 代入數(shù)據(jù)： 12 ? ? ? ②傾角范圍 鉆孔為垂直孔。天車載荷值取決于最大可能的大鉤荷載、滑車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式。 ?滑 —— 滑車系統(tǒng)效率，估計 m 在 3左右，查滑車系統(tǒng)效率表，取 ； 代入數(shù)據(jù)： 1 0 5 .5 6 2 .74 3 .5 0 .9 1m ??? 向大數(shù)方向取整， 3m? ； ③天車載荷 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 由于 3m? ，只能使用無 死繩端 方式； 無死繩端時，天車載荷為： 0 1 KNdg m?? （ 1+ ） （ ） 代入數(shù)據(jù)： 無死繩端時： 0 11 0 5 . 5 6 K N3 0 . 9 1Q ?? ?（ 1+ ） = 如將 m 取為 4，可使用有 死繩端 。此處應(yīng)選用有死繩端的滑車系統(tǒng)，天車荷載使用有死繩端時的計算結(jié)果，既0 KNQ ? 。 表 35 A1835 型鉆塔技術(shù)參數(shù)表 鉆塔高度（ m） 額定負(fù)荷（ KN） 塔腳跨度 （ m） 天輪個數(shù) 底座尺寸（ m） 二層臺高度 （ m） 立根容量（ m） 17 150 4 4 5179。 （ 2）吸水管和高壓送水管 吸水管主要用于連接泥漿泵吸水管接頭和濾水器，而送水管主要用于連接泥漿泵排水管和水龍頭。 由于吸收管內(nèi)壓力較小，受外力擾動也較小，但同時考慮到機(jī)場環(huán)境惡劣，設(shè)備經(jīng)常搬遷，對其耐久性有較高要求，故選用埋線吸水膠管，直徑 152mm 和75mm。 （ 3）滑車裝置的選擇 根據(jù)鉆塔選擇時的計算知：滑車系統(tǒng)工作繩數(shù)為 4，有死繩端，大鉤荷載為 。 查滑車系列表，選擇 雙 輪負(fù)荷能力為 16t 的游動滑車。為了決定是否需要使用繃?yán)K，要先進(jìn)行鉆塔抗傾覆計算： 使用 A1820 型 A型鉆塔，由于 A型鉆塔沒有塔圍，受風(fēng)面積僅為塔架部分，風(fēng)載作用很小，忽略不計。查鋼絲繩規(guī)格表，選擇 Φ 20mm 鋼繩，鋼繩規(guī)格繩 6179。 （ 5）提引器的選擇 普通提引器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，此鉆孔就選擇普通提引器。技術(shù)參數(shù)表如下： 表 36 型泥漿攪拌機(jī)技術(shù)參數(shù)表 規(guī)格 (m179。） 攪拌泥漿能力（ m179。 （ 4）鉆桿接箍 對應(yīng)選用 60 規(guī)格的 鉆桿接箍。 （ 6）主動鉆桿 結(jié)合鉆機(jī)結(jié)構(gòu)，選用外徑 60mm 主動鉆桿。 0～ 268m 孔段取芯使用取土器，無需巖芯管，需下入 Φ 146mm 套管；抽水過程使用 Φ 127mm 隔水套管。 機(jī)場布置 機(jī)場布置包括機(jī)場的修筑、鉆 塔和機(jī)械設(shè)備安裝及其它附屬設(shè)施的安裝等幾方面。 ①機(jī)場方向 機(jī)場方向主要決定于鉆孔的方位角，此鉆孔為垂直孔，機(jī)場方向根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置。綜合各種條件，此鉆孔機(jī)場大小為 15m179。 ③機(jī)場平整 鉆探機(jī)場場地的平整，必須使場地平坦堅實，穩(wěn)固，適用，保證在其上布置的基臺和安裝的鉆塔及機(jī)械設(shè)備不會發(fā)生塌陷、溜方歪斜，整個鉆孔施工期間自始至終能安全順利的進(jìn)行。 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 （ 4）基臺木的布置 ①基臺木的規(guī)格 基臺木的斷面尺寸與鉆機(jī)的鉆進(jìn)孔深有關(guān)，由于 XY5型鉆機(jī)是 1500型鉆機(jī)，選用 250179。 ②基臺木的連接 連接方式如圖 38。 A1820 型鉆塔，塔高 18m，塔底寬 5m，由于鉆孔為直孔，所以孔前距等于孔后距，為 ；機(jī)座左右兩排螺孔間距離為 1200mm，機(jī)座前排螺孔中心連線到立軸中心的垂直距離為 280mm。此法即在地上先把鉆塔連接起來，再用機(jī)械方法整體將鉆塔豎立起來。 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 ③固定設(shè)備底座的螺桿必須符合規(guī)格，并帶有墊片和防松螺帽擰緊，以防松動和避因擰緊螺絲而損害基臺木； ④各鉆探設(shè)備的安裝位置應(yīng)便于操作和確保工作的安全。循環(huán)系統(tǒng)的規(guī)格應(yīng)根據(jù)設(shè)計孔深、預(yù)計鉆進(jìn)巖層性質(zhì)，所用沖洗液攜帶巖粉的能力等情況合理確定。 循環(huán)系統(tǒng)包括水源箱 2 個，體積 a179。 h=1m179。 。寬179。 250mm179。槽中每隔 2m 上下交錯設(shè)置擋板。 沉淀箱 2個，體積 a179。 h=3m179。 。 繃?yán)K安裝 繃?yán)K用以保持鉆塔平穩(wěn)，增加鉆塔強(qiáng)度、預(yù)防大風(fēng)侵襲而傾倒。 避雷針及其安裝 由于一年四季都在施工，為預(yù)防夏天觸電，雷擊事故，在上需安裝避雷針以成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 保證雷雨季節(jié)施工安全。依據(jù)以上原則，得到以下布置圖： 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 310 鉆機(jī)場布置圖 簡易水文觀測 簡易水文觀測的內(nèi)容 （ 1）鉆孔中的水位 （ 2）鉆孔中的涌水現(xiàn)象 （ 3）沖洗液的消耗 （ 4）水的溫度 （ 5）根據(jù)巖心研究巖層力裂隙性質(zhì)及強(qiáng)度 （ 6）鉆進(jìn)時鉆具驟然下落現(xiàn)象 除此之外，如遇到大的含水層，及大的構(gòu)造破碎帶，對水文地質(zhì)有重要意義時，應(yīng)進(jìn)行簡單的抽水或注水試驗、止水、取水樣、取巖樣等。 簡易水文觀測的操作注意事項 鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測是在鉆進(jìn)過程中及時發(fā)現(xiàn)含水層，初步確定含水巖層的富水性及央溶在不同垂向深度的發(fā)育程度和發(fā)育規(guī)律等水文地質(zhì)問題的重要手段。此外，對巖心采取率、鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)情況（掉鉆、卡鉆、埋鉆、孔壁坍塌、涌砂、氣體逸出等）及變層、換徑的位置等也應(yīng)作詳細(xì)的觀測與記錄。各項觀測工作的具體要求見下表 表 39 簡易水文觀測工作的要求 觀測項目 觀測方法及質(zhì)量要求 備注 水位觀測 每次提鉆后（ 10 分鐘內(nèi)）、下鉆前各測一次，時間間隔不得小于 5 分鐘。每 2 小時觀測一次，直到穩(wěn)定為（ 2 小時內(nèi)水位波動不超過 3 厘米）。開鉆前再測一次。 觀測基準(zhǔn)點(diǎn)必須固定； 經(jīng)常檢查測繩長度，一般 10米以內(nèi)誤差不應(yīng)超過 5 厘米。涌水鉆孔可在孔口測定，精度要求177。 同時記錄氣溫 沖洗液量消耗觀測 鉆進(jìn)過程中每小時測量一次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有突然變化時，必須增加測量次數(shù)。對自然造漿的鉆孔，每班必須測定一次泥漿的粘度；對使用泥漿的鉆孔，每回次須測定泥漿水位；每班應(yīng)測定泥漿比重及其粘度、溫度變化。 涌水漏水現(xiàn)象 鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)涌水時，應(yīng)記錄其位置，并應(yīng)立即停鉆，接長套管，測量水頭高度。 對涌水鉆孔，必要時可進(jìn)行涌水量試驗 其它 對鉆進(jìn)過程中的掉鉆、坍塌掉塊、換徑變層、返水顏色的突變及涌砂、氣體的逸出等現(xiàn)象，均應(yīng)記錄其起止深度。 終孔后應(yīng)測量孔深和孔斜。洗井應(yīng)采用壓風(fēng)機(jī)或二氧化碳的方法，一直洗至水清沙凈。 降深要求：按有關(guān)抽水試驗規(guī)程執(zhí)行。抽水開始階段，每 5分鐘觀測一次。 靜止水位及恢復(fù)水位要求：抽水試驗開始前和結(jié)束時，必須分別進(jìn)行靜止水位和恢復(fù)水位測量，并按有關(guān)規(guī)程要求詳細(xì)記錄。 封孔 封孔的目的和要求 目的： 主要是防止鉆孔穿越某些巖礦層，給地下水的利用礦山的開采，礦產(chǎn)保護(hù)，工程建筑帶來危害。 要求 ： （ 1）孔口以下 5m范圍內(nèi)，均需用隔水材料封孔。如封口段是粘土層 ， 也可使用 優(yōu)質(zhì) 粘土 密封。 成都理工大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 封孔材料及封孔方法的選擇 （ 1） 封孔材料 由于水泥能在水中固化，與鉆孔孔壁具有一定的膠結(jié)力，同時又有較好的隔水性能，同時鉆孔直徑很小，所需水泥量不大，故全孔采用水泥密封，水泥牌號為 。 （ 3） 水泥用量 計算 水泥計算用量計算公式 如下 ： 3120 1 0 2 0 3505 0 5 0 LLLQ K K KL L L? ? ? 式中： 0L —— 每袋水泥理論密封長度（ m） ,以水灰比 ， 01L 為 、 02L 為、 03L 為 。 代入數(shù)據(jù)： 2 6 8 3 7 1 . 5 5 1 4 0 . 65 0 1 . 5 5 0 1 . 5 5 0 1 . 5 5 8 . 30 . 5 1 1 . 8 2 2 . 9 2Q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?t （ 4） 水泥封孔方法 由于孔較深，同時為了簡化工序， 采用 水泵灌注 水泥漿的方法進(jìn)行封孔。 （ 5） 封孔質(zhì)量檢查方法 使用采取液樣法檢驗，選 用提筒取樣器，提筒用 長 2～ 3m的 小一級的巖 芯管制成。 第 4 章 鉆進(jìn)工藝和鉆井液選擇 鉆進(jìn)工藝 鉆進(jìn)工藝包括鉆進(jìn)方法、鉆進(jìn)設(shè)備和鉆井規(guī)程的選擇和計算。） 可能的復(fù)雜情況 自 至 計 第四、三系（ Q+N） 黃土、下部紅土 0 268 268 2～ 5 0 漏失 洛河組（ K1l） 砂巖夾礫巖 268 521.55 253.55 4～ 6 2 鉆孔傾斜 宜君組（ K1y） 礫巖 521.55 562.95 41.4 6 1 鉆孔傾斜 安定組（ J2a） 泥巖、砂巖562.95 620.55 57.