【水利工程施工技术】造孔机械【水电工程施工技术】

第三节  钻孔机械
    1 钢绳冲击钻机
    钢绳冲击式钻机(简称冲击钻)通过钻头向下的冲击运动破碎地基土,形成钻孔。它不仅适用于一般的软弱地层,亦可适用砾石、卵石、漂石和基岩。钢绳冲击钻机结构简单,操作、维修和运输方便,价格低廉。因此,尽管效率较低,仍在我国水利水电和其它行业的中小工程中被普遍采用。
    1.1钢绳冲击钻机的技术性能
    我国使用的钢绳冲击钻机主要型号有CZ-20、CZ-22(图7-3-1)和CZ-30型等,主要技术性能见表7-3-1。各厂也都有一些改进的型号,技术性能稍有差别。
7-3-1                        常用冲击式钻机的主要技术性能
   
CZ-20
CZ-22
CZ-30
开孔直径                    (mm)溧阳地震
635
710
1000
钻具的最大重量              (kg)
1000
1300
2500
钻具的冲程                  (m)
1.000.45
1.000.35
1.000.50
钻具冲击次数            (/min)
404550
404550考考你的智商
404550
钻进深度                    (m)
120
150
180
工具、抽砂、辅助卷扬起重力  (kN)
1510
201315
302030
工具卷筒平均绳速          (m/s)
0.520.580.65
1.11.4
1.11.251.42
抽砂卷筒平均绳速          (m/s)
0.961.081.27
1.21.6
1.211.381.68
辅助卷筒平均绳速          (m/s)
——
0.801.00
0.951.22
工具卷筒钢丝绳直径          (mm)
19.5
21.5
26.0
抽砂卷筒钢丝绳直径          (mm)
13.0
15.5
17.5
辅助卷筒钢丝绳直径          (mm)
——
15.5
21.5
工具卷筒容绳量              (m)
250
250
350
抽砂卷筒容绳量              (m)
250
250
350
辅助卷筒容绳量              (m)
——
135
210
桅杆高度                    (m)
12.0
13.5
16.0
桅杆起重量                  (t)
工业建筑设计手册5.0
12.0
25.0
电机功率                    (kW)
20
30
40
电机转速                (r/min)
970
975
735
钻机重量                    (t)
6.27
6.87
11.15
工作状态的外形尺寸(长×宽×高)
(mm×mm×mm)
5800×1850×12300
5600×2300×14000
7700×2840×16000
牵引速度                  (km/h)
20
20
20
    1.2钻具
    1.2.1钻头
    冲击钻头可分为十字钻头、空心钻头、圆钻头和角锥钻头等。在防渗墙施工中常用十字钻头和空心钻头(图7-3-2)。空心钻头主要用于钻进粘土层、砂土层和壤土层等松软地层,钻进时阻力小,切削力大,重心稳。十字钻头用于砂卵石层、风化岩层、卵石、漂石以及基岩等。两种钻头的技术参数见表7-3-2,表7-3-3。
7-3-1  CZ-22型钢绳冲击钻机
1-前轮;2-后轮;3-牵引杆;4-底架;5-电动机;6-三角皮带;7-主动轴;8-冲击离合器;9-
击齿轮;10-冲击轴;11-连杆;12-缓冲装置;13-钻进工具用卷筒离合器;14-链条;15-钻进工
具用卷筒;16-抽筒用卷筒离合器;17-齿轮;18-抽筒用卷筒;19-辅助滑车用卷筒离合器;20-齿
轮;21-辅助滑车用卷筒;22-桅杆;23-钻进工具钢丝绳天轮;24-抽筒钢丝绳天轮;25-金沙农庄起重用滑轮
7-3-2  冲击式钻头(图中尺寸单位:mm)
(a)十字钻头;(b)空心钻头
7-3-2                        十字钻头与空心钻头的技术参数
钻头名称
钻头直径(mm)
  (°)
摩擦角(°)
摩擦面宽  (mm)
俄罗斯变速器水口宽度(mm)
冲击刃角(°)
底刃厚度(mm)
十字钻头
830850
160170
1015
250300
220240
60
10二分查20
空心六角
880900
140150
1015
200250
180200
60
1020
空心八角
880900
140150
1015
170200
140150
55
1020
空心十角
880900
140150
1015
150170
120140
5560
1020
7-3-3                        钻进不同土质时十字钻头的参数
   
冲击刃角α
摩擦面角β
摩擦角γ
底角φ
粘土、细砂
70°
40°
12°
160°
堆积层砂卵石
80°
50°
15°
170°
坚硬漂卵石
90°
60°
15°
170°
    1.2.2钢丝刷
    又称钢丝刷钻头(图7-3-3),是用于对墙段接缝缝面进行刷洗,以清除泥皮的工具。一般用废旧十字钻头或工字钻头加工而成。
    1.2.3抽砂筒
    抽砂筒(图7-3-4)是抽排孔底沉渣的工具。钻机型号和钻孔直径不同,所用抽砂筒的规格也有所不同。
7-3-3  钢丝刷子钻头
1-旧十字钻头体;2-固定拉杆;3-上圆盘;4-钢丝固定压条;5-钢丝穿编龙骨;6-钢丝;7-下圆盘;8-水道口
7-3-4  抽砂筒
1-提梁;2-筒体;3-底活门;4-螺栓;5-铰链;6-销轴;7-管靴
    1.3施工效率
    CZ-22型冲击钻机按进尺计算的钻进平均工效(墙厚0.8m,墙深60m以内)如表7-3-4,可供参考。
7-3-4                  CZ-22型钻机钻进平均工效一览表(m/台班)
   
粘土
砂壤土
粉细砂
砾石
卵石
漂石
基岩
混凝土接头
平均工效
2.80
3.70
1.50
1.70
1.30
0.80
0.70
2.03
    2 冲击式反循环钻机
    冲击式反循环钻机适用软土、砂砾石、漂卵石和基岩等多种地层。冲击式正循环钻机国内用得很少。
    反循环抽渣方式有泵吸、气举及射流三种。泵吸法一般适用于孔深50m以内的钻孔,此时效率较高。深孔用气举法较好,30m以内钻进效率较差。射水反循环在孔深50m以内效果较好。一般多用泵吸与气举反循环配合使用。
    2.1主要技术性能
    冲击式反循环钻机的工作原理如图7-3-5。CZF-1200型冲击式反循环钻机的外形结构如图7-3-6。部分国产冲击反循环钻机的技术性能见表7-3-5。
    2.2钻头
    冲击反循环钻机所使用的钻头有圆型套筒式阶梯钻头、套筒式双层弧板圆钻头、套筒式平底六角钻头和双反弧冲击钻头(图7-3-7)等。

本文发布于:2024-09-20 17:36:22,感谢您对本站的认可!

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