奧克塔維亞·沃爾頓(Octavia Wolton)展望鉆孔技術(shù)的最新發(fā)展。
當(dāng)談及鉆孔時,供選擇的方法很多,你可選擇頂錘鉆機(jī)或支柱式鉆機(jī)。這些巖石鉆機(jī)適用于鉆直徑達(dá) 152mm的孔,而旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)則適于鉆直徑為152mm至508mm的孔。
支柱式鉆機(jī)或頂錘鉆機(jī),其壓力是通過打樁機(jī)的活塞作用于沖擊桿上,再通過聯(lián)接器、鉆桿和鉆頭進(jìn)行工作。轉(zhuǎn)動馬達(dá)驅(qū)動鉆頭旋轉(zhuǎn),并保持壓力在新巖層上鉆孔,壓縮空氣把鉆渣由孔中吹出。由于接器和鉆桿的增加,導(dǎo)致鉆進(jìn)速度大大降低,因此這種鉆機(jī)最好用于較淺的孔。
對于大直徑爆破孔、深孔或在軟至中硬巖層上鉆孔,旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)更有效。在巖層上鉆大直徑孔,需要施加的壓力也更大。鉆頭需要的破碎壓力很大,頂部驅(qū)動壓力作用在孔外。轉(zhuǎn)動壓力由旋轉(zhuǎn)頭或凱氏驅(qū)動裝置提供。壓力和扭轉(zhuǎn)力共同作用破碎巖石,壓縮空氣、泥漿或泡沫則清除孔底的鉆渣。
潛孔法(DTH)適用范圍廣,可鉆任何直徑的孔,在中硬至堅(jiān)硬巖層上鉆孔速度最快。鉆頭由送人中心底部的壓縮空氣驅(qū)動。盡管該法可通過操作臺控制鉆很多規(guī)格的鉆孔,但更適用于鉆直徑114—178mm的孔。該技術(shù)的一個重要的特點(diǎn)是,無論鉆孔多深,鉆頭作用于巖層上的壓力都是恒定的。
錘頭裝在鉆頭吊索上,錘頭和鉆頭之間的接觸是直接的和瞬時的。其結(jié)果是能量不會有任何損耗,但由于鉆管和孔壁之間磨擦力的增加,轉(zhuǎn)速有所衰減。轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)可由液壓、空氣或凱氏鉆桿驅(qū)動。高頻振動和活塞與鉆頭直接接觸產(chǎn)生的沖擊力能鉆出一個直孔,因此DTH非常適用于破裂帶地層和容易產(chǎn)生孔斜的地方。
香港HD工程公司的HD400全液壓履帶式鉆機(jī)適于采用DTH$鉆lin直徑以內(nèi)的樁孔,而該公司聲稱,CFA則適于鉆大直徑樁孔。
該鉆機(jī)由 Cat 3306, 187kw的狄賽爾引擎提供動力,可在一定范圍選用轉(zhuǎn)子并與不同的扭矩和轉(zhuǎn)速相匹配。鉆頭規(guī)格很多,最大扭矩為 8,000kgm,適用于直徑1m以內(nèi)的DTH法成孔。
HD工程公司說,雖然鉆機(jī)重65,000kg,支架長度為24m,但這種鉆機(jī)的運(yùn)輸卻很方便。它可在15分鐘內(nèi)把支架折疊到 14m長,可伸縮的履帶可把鉆機(jī)寬度由4.5m調(diào)至3.6m.
既然潛孔鉆孔法是最快的成孔方法,為什么承包商還選用其他成孔方法呢?英格索蘭公司旋轉(zhuǎn)鉆分部的銷售工程師克里斯·納特說:“這主要取決于你需要什么樣的施工效率,當(dāng)然還有其它許多需要考慮的因素。”
針對施工現(xiàn)場的類型和位置,鉆孔的要求也不一樣,他說:“如果在大壩的中央部位施工,噪聲就不受限制。作為一個特例,如果在半山腰施工,你就要考慮設(shè)備如何運(yùn)上去。”納特說,其他要考慮的問題是巖石種類和生產(chǎn)效率等。所遇到的項(xiàng)目是否有特殊的生產(chǎn)效率要求?操作人員的能力也很重要,也許做同樣的工作,技術(shù)要求不太復(fù)雜的機(jī)械更為合適。
最近,香港巖土工程公司的微型樁專家Wan Kei開發(fā)一種新技術(shù),因?yàn)橄愀鄣仄ぞo俏,該技術(shù)消除了對大承臺和大直徑鉆孔樁的需要。
如在一個城市的未開發(fā)的陡峭山坡上建造建筑物的工項(xiàng)目上,需要有效地控制成本,為此他們購買了25套以上Drilltech, Tubex XL鉆孔系統(tǒng)。
該工地包括在山坡上建500套一層和兩層的住宅,項(xiàng)目的第一階段,要為總包Heng Tat建筑公司在山坡上施工6,000多根微型樁。
山坡開挖揭露出破碎的花崗巖和4種厚度為4.6m至3 5 m厚的連續(xù)階地。在山坡進(jìn)行噴射混凝土鋪面,厚度為100mm,形成的斜坡角度不大于35”。
Wan Kei發(fā)現(xiàn),該工程不僅是迄今為止微型樁工程量最大的項(xiàng)目,而且由于每一根樁都要在陡坡上成孔,因此困難也最大。他們用四臺備有特別設(shè)計(jì)附件的液壓履帶式起重機(jī)形成基座來支承鉆頭。
一旦就位,鉆頭開始工作,就可進(jìn)行遙控操作。Drilltech宣稱該公司已設(shè)計(jì)出適用于松散土質(zhì)和各種場地條件的Tubex XL系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于頂部鉆孔和DTH工法,鉆孔時用套管襯孔。達(dá)孔深時,鉆桿就反轉(zhuǎn),促使擴(kuò)孔鉆頭縮回,然后可由套管內(nèi)將鉆桿、鉆頭拔出,套管可以留在孔中。
Wan Kei用套管直徑為219mm的TubeX XLI 90系統(tǒng)在硬度為2度和3度的花崗巖上鉆出 8— 15m深的孔。
該工地絕大多數(shù)微型術(shù)都是1o:4o的斜樁,其問也布置了一些垂直樁。套管人巖深度不小于300mm,這樣有利于保持樁位。然后插人4根高強(qiáng)度鋼筋,并進(jìn)行原位灌漿。
與微型樁機(jī)相比, Atlas Copco公司 ROC L7 CR錘擊樁機(jī)也許是最大的樁機(jī)之一。該樁機(jī)由 C a t317 5 6 ATAA C, 272kw引擎驅(qū)動,裝備有一臺已獲專利權(quán)的鉆機(jī)系統(tǒng)——一COPROD。根據(jù)AtlasCopCo公司的說法,該系統(tǒng)適于施工直孔,可以極大地減少爆破的成本。該公司說該鉆機(jī)最適于預(yù)劈裂和成孔工作。該設(shè)備還隨機(jī)裝了一臺螺旋式空壓機(jī),用來吹除鉆渣。
ROC L7 CR用三種不同的COP-ROD組件,能鉆很多規(guī)格的孔。CR89成孔直徑為105-127mm,CR102為115—140mm, CR127為140—165mm。CRI 27的鉆孔深度為24m,采用 CR 89或CR 102,則成孔深度可達(dá)30m。COP 4050MECR巖石鉆機(jī)已投人使用,它的沖擊力可達(dá)30kw,工作壓力為 190巴,鉆孔直徑為 105— 165mm。
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