1.孔深对旋挖钻机钻进效率的影响 旋挖钻机施工中每当钻头装满土后都要提钻卸土,然后再把钻具下到孔底。显然孔深越小,效率越高。 钻进效率V=H1/(t1+t2+2H/V1)(m/h)
1.孔深对旋挖钻机钻进效率的影响
钻进效率V=H1/(t1+t2+2H/V1)(m/h)
旋挖钻机的钻进效率是指在正常工作时,所钻桩孔的总深度与所费总时间之比。影响旋挖钻机钻进效率的因素有:孔深、孔径、地层情况、钻具选配及钻杆型式等。
其中H,为每钻进尺量,m;t1,为钻满一斗所需时间,h;t2为卸土时间,h;H为孔深,m;V,为提、下钻速度,m/h。
从上式可知,当其他参数不变时,H越大则V越小,当孔深超过100m后,钻进效率急剧下降,当孔深超过120m时钻进效率会低于其他工法的效率,且事故率大幅升高。因此建议进行超深孔施工时,尽量选用正反循环等其他工法。
2.孔径对旋挖钻机钻进效率的影响
其次碴土在斗体的上升速度与很多因素有关,最主要的是:
(1)碴土的重量;
(2)桶壁与碴土的粘附力。
很显然,钻孔直径越大,碴土的重量越大,但桶壁与碴土的粘附力会减小;当钻头直径减小时,碴土重量减轻,但桶壁与碴土的粘附力则会增大。
当然还有一些其他因素,如钻桶的形状、钻桶表面的摩擦系数、碴土的含水量等,都会影响碴土在桶体的上升速度。综合以上情况,钻孔直径对钻进效率的影响呈现如图2的规律,从图中可以看出,钻孔直径小于1m和大于2m时钻进效率会下降。
3.地层对钻进效率的影响
3.1地层的可钻性
地层的可钻性是一个复杂的指标,国内外地质钻探专家把地层按钻进的难易程度进行分级,我国是参照前苏联的分级法,把地层分为12个级别,级别越大可钻性越差。由于在大口径灌注桩孔的施工中对地层的可钻性还没有分级,所以对应不同的地层的钻进工艺就没有统一标准和规范。旋挖钻机桩孔施工的碎岩和携粉的机理与地质钻探还是有区别的,旋挖钻机主要是通过切挖把所钻地层分割成大块岩碴,然后装进钻头体内,而地质钻探主要以冲磨把地层磨成细小颗粒,通过冲洗液携带到地面。所以旋挖钻机施工地层的可钻性指标,最主要的是地层的杭压强度,只要钻机所施加的钻压大于地层的抗压强度,钻齿就能压人地层,从而切割成块,作用在钻齿的压强一定要大于地层的抗压强度,即F/S>G式中 F——压力;S——钻齿接触孔底的面积;G——地层的抗压强度。
如果满足以上条件,再优化其他因素,钻进效率就会大大提高,如调整回转速度及钻齿角度等。由上可知,地层越硬,钻进效率越低,因为所需钻压变大,在压力一定时使地层破碎的时间加大。
3.2卸土因素对钻进效率的影响
由于所钻地层的成份、结构、含水量等不同,造成钻碴的粘性不同,当钻碴装满斗体提出地面卸土时,其粘性越大,卸土所需时间就越长。
4.钻具选配对钻进效率的影响
5.钻杆的选择对钻进效率的影响
旋挖钻机施工是一项技术性很强的系统工程,只有充分了解设备性能、所钻地层、场地条件、钻具选择、操作规程等,制订出一套科学的施工方案,才能展现出旋挖钻机施工质量和施工效率高的综合优点。