螺旋鉆頭在旋挖鉆機(jī)施工中的應(yīng)用
2020-07-29 15:12:49 評(píng)論：0 點(diǎn)擊：
近年來(lái)，大口徑旋挖鉆進(jìn)工法在樁基礎(chǔ)施工中得到廣泛的推廣。在大口徑旋挖鉆施工中，硬地層鉆進(jìn)是施工中遇到的主要難題之一。通常旋挖施工的硬地層主要有河床、山地丘陵的含卵礫石、漂石及風(fēng)化巖層等，鉆進(jìn)這些較硬地層主要采用短螺旋鉆頭。短螺旋鉆頭的選擇和使用是影響施工效率的重...
近年來(lái)，大口徑旋挖鉆進(jìn)工法在樁基礎(chǔ)施工中得到廣泛的推廣。在大口徑旋挖鉆施工中，硬地層鉆進(jìn)是施工中遇到的主要難題之一。通常旋挖施工的硬地層主要有河床、山地丘陵的含卵礫石、漂石及風(fēng)化巖層等，鉆進(jìn)這些較硬地層主要采用短螺旋鉆頭。短螺旋鉆頭的選擇和使用是影響施工效率的重要環(huán)節(jié)。
1、短螺旋鉆頭的結(jié)構(gòu)及分類(lèi)
鉆進(jìn)硬地層的嵌巖短螺旋鉆頭結(jié)構(gòu)如圖1所示，由法蘭、芯軸管、主螺旋葉片和引導(dǎo)螺旋葉片構(gòu)成。常用的嵌巖短螺旋鉆頭在結(jié)構(gòu)形式又可分為單錐單螺短螺旋鉆頭和雙錐單螺短螺旋旋鉆頭，雙錐雙螺短螺旋鉆頭。
單錐單螺短螺旋鉆頭是指由一組主螺旋葉片和引導(dǎo)螺旋葉片組合而成的螺旋鉆頭，雙錐雙螺是指由二組主螺旋葉片和二組引導(dǎo)螺旋葉片組合而成。
雙錐單螺短螺旋鉆頭則是由一組主螺旋葉片和二組引導(dǎo)螺旋葉片組合而成。其它還有非整螺整錐的鉆頭形式，一般較少采用。單錐單螺的葉片間距等于導(dǎo)程，雙錐雙螺的葉片間距等于1/2導(dǎo)程。引導(dǎo)螺旋葉片上部有切削具，承擔(dān)鉆進(jìn)碎巖和排土的任務(wù)，平螺旋葉片具有導(dǎo)向和排土的作用。切削具一般為頭部鑲焊有鎢鈷硬質(zhì)合金的截齒。
2、短螺旋鉆頭的工作原理
鉆進(jìn)過(guò)程中，首先在鉆壓下，位于芯軸管底端的中心齒在孔底中心“掏槽”，形成破碎自由面，位于螺旋錐片上的切削具跟進(jìn)，形成錐形的鉆孔，鉆進(jìn)中鉆齒形成的軌跡線O在孔底的投影是一組同心圓。巖屑和土、石等沿螺旋葉片反向上升，充滿(mǎn)螺旋葉片之間后，被提鉆帶出孔，或落入孔中后，用撈砂鉆斗撈出。
短螺旋鉆頭的主要參數(shù)有螺距、螺旋線長(zhǎng)度、螺旋鉆頭錐角、切削具布齒間距、切削具布齒到徑的螺旋線回轉(zhuǎn)角度、鉆齒的布齒角度及長(zhǎng)度、合金頭的大小等。
單錐單螺短螺旋鉆頭布齒相對(duì)較少，一般鉆進(jìn)膠結(jié)較松的卵礫石層，特別是卵礫石較多較大的地層和風(fēng)化巖層。由于單錐單螺鉆頭葉片間距較大，提鉆過(guò)程巖屑、土塊和碎石易掉落孔中，需要用撈砂斗進(jìn)行撈砂清底，一般是一鉆螺旋鉆頭，一鉆撈砂鉆斗，交替進(jìn)行。很多時(shí)候螺旋鉆頭起到的是破碎或攪松孔底風(fēng)化層或膠結(jié)礫石層的作用。
雙錐雙螺短螺旋鉆頭是雙錐片布齒，布齒數(shù)量是單錐單螺短螺旋鉆頭的1.5～2倍，一般適合鉆進(jìn)風(fēng)化巖層和卵礫石較小的礫石層。鉆進(jìn)中是雙鉆齒同時(shí)刻劃，鉆進(jìn)效率高，鉆進(jìn)較平穩(wěn)。
如果兩組引導(dǎo)螺旋葉片相間布齒，那么雙錐雙螺短螺旋鉆頭的鉆進(jìn)軌跡線比單錐單螺短螺旋鉆頭相對(duì)較密，適宜在較大鉆壓下鉆進(jìn)。雙錐雙螺鉆頭比雙錐單螺鉆頭的導(dǎo)向性和攜帶巖土更好一些，由于葉片間距較小，易被巖土擠緊，但是對(duì)于取出尺寸較大的礫石不利。
螺旋鉆頭錐角的錐角是螺旋鉆頭的重要指標(biāo)，一般錐角較大，螺旋線的回轉(zhuǎn)角度較小，布齒相對(duì)較少，鉆頭的制造成本也較低，可滿(mǎn)足強(qiáng)風(fēng)化和礫石層鉆進(jìn)。但對(duì)于中風(fēng)化、弱風(fēng)化等堅(jiān)硬地層，則要采用小錐角鉆頭，大鉆壓進(jìn)行鉆進(jìn)。
鉆齒的布齒技術(shù)對(duì)鉆頭的鉆進(jìn)性能也有影響，一般鉆進(jìn)巖層較硬風(fēng)化巖層，鉆齒的下偏角（齒和水平方向的夾角）和出刃（伸出）量宜小，而鉆進(jìn)膠結(jié)較松的礫石層，鉆齒的下偏角和出刃（伸出）量可大一些，提高鉆進(jìn)效率。
1、短螺旋鉆頭的結(jié)構(gòu)及分類(lèi)
鉆進(jìn)硬地層的嵌巖短螺旋鉆頭結(jié)構(gòu)如圖1所示，由法蘭、芯軸管、主螺旋葉片和引導(dǎo)螺旋葉片構(gòu)成。常用的嵌巖短螺旋鉆頭在結(jié)構(gòu)形式又可分為單錐單螺短螺旋鉆頭和雙錐單螺短螺旋旋鉆頭，雙錐雙螺短螺旋鉆頭。
單錐單螺短螺旋鉆頭是指由一組主螺旋葉片和引導(dǎo)螺旋葉片組合而成的螺旋鉆頭，雙錐雙螺是指由二組主螺旋葉片和二組引導(dǎo)螺旋葉片組合而成。
雙錐單螺短螺旋鉆頭則是由一組主螺旋葉片和二組引導(dǎo)螺旋葉片組合而成。其它還有非整螺整錐的鉆頭形式，一般較少采用。單錐單螺的葉片間距等于導(dǎo)程，雙錐雙螺的葉片間距等于1/2導(dǎo)程。引導(dǎo)螺旋葉片上部有切削具，承擔(dān)鉆進(jìn)碎巖和排土的任務(wù)，平螺旋葉片具有導(dǎo)向和排土的作用。切削具一般為頭部鑲焊有鎢鈷硬質(zhì)合金的截齒。
2、短螺旋鉆頭的工作原理
鉆進(jìn)過(guò)程中，首先在鉆壓下，位于芯軸管底端的中心齒在孔底中心“掏槽”，形成破碎自由面，位于螺旋錐片上的切削具跟進(jìn)，形成錐形的鉆孔，鉆進(jìn)中鉆齒形成的軌跡線O在孔底的投影是一組同心圓。巖屑和土、石等沿螺旋葉片反向上升，充滿(mǎn)螺旋葉片之間后，被提鉆帶出孔，或落入孔中后，用撈砂鉆斗撈出。
短螺旋鉆頭的主要參數(shù)有螺距、螺旋線長(zhǎng)度、螺旋鉆頭錐角、切削具布齒間距、切削具布齒到徑的螺旋線回轉(zhuǎn)角度、鉆齒的布齒角度及長(zhǎng)度、合金頭的大小等。
單錐單螺短螺旋鉆頭布齒相對(duì)較少，一般鉆進(jìn)膠結(jié)較松的卵礫石層，特別是卵礫石較多較大的地層和風(fēng)化巖層。由于單錐單螺鉆頭葉片間距較大，提鉆過(guò)程巖屑、土塊和碎石易掉落孔中，需要用撈砂斗進(jìn)行撈砂清底，一般是一鉆螺旋鉆頭，一鉆撈砂鉆斗，交替進(jìn)行。很多時(shí)候螺旋鉆頭起到的是破碎或攪松孔底風(fēng)化層或膠結(jié)礫石層的作用。
雙錐雙螺短螺旋鉆頭是雙錐片布齒，布齒數(shù)量是單錐單螺短螺旋鉆頭的1.5～2倍，一般適合鉆進(jìn)風(fēng)化巖層和卵礫石較小的礫石層。鉆進(jìn)中是雙鉆齒同時(shí)刻劃，鉆進(jìn)效率高，鉆進(jìn)較平穩(wěn)。
如果兩組引導(dǎo)螺旋葉片相間布齒，那么雙錐雙螺短螺旋鉆頭的鉆進(jìn)軌跡線比單錐單螺短螺旋鉆頭相對(duì)較密，適宜在較大鉆壓下鉆進(jìn)。雙錐雙螺鉆頭比雙錐單螺鉆頭的導(dǎo)向性和攜帶巖土更好一些，由于葉片間距較小，易被巖土擠緊，但是對(duì)于取出尺寸較大的礫石不利。
螺旋鉆頭錐角的錐角是螺旋鉆頭的重要指標(biāo)，一般錐角較大，螺旋線的回轉(zhuǎn)角度較小，布齒相對(duì)較少，鉆頭的制造成本也較低，可滿(mǎn)足強(qiáng)風(fēng)化和礫石層鉆進(jìn)。但對(duì)于中風(fēng)化、弱風(fēng)化等堅(jiān)硬地層，則要采用小錐角鉆頭，大鉆壓進(jìn)行鉆進(jìn)。
鉆齒的布齒技術(shù)對(duì)鉆頭的鉆進(jìn)性能也有影響，一般鉆進(jìn)巖層較硬風(fēng)化巖層，鉆齒的下偏角（齒和水平方向的夾角）和出刃（伸出）量宜小，而鉆進(jìn)膠結(jié)較松的礫石層，鉆齒的下偏角和出刃（伸出）量可大一些，提高鉆進(jìn)效率。
上一篇：旋挖機(jī)施工過(guò)程中預(yù)防卡鉆的措施。
下一篇：土層撈砂斗和嵌巖撈沙斗有哪些特點(diǎn)呢?
