震動和鉆孔

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。