旋挖鉆機在鉆進泥巖或淤泥層時,經(jīng)常出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,即鉆機加壓動作無效,無法鉆進或鉆進困難,從而影響施工進度及生產(chǎn)效率。以下是對于旋挖鉆機泥巖鉆進行之有效的方法介紹。
一、泥巖概述
泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂巖及頁巖等沉積巖類的巖石,因含有豐富的氧化物呈紅色、深紅色或褐色,這類巖石統(tǒng)稱為紅砂巖。紅砂巖主要呈粒狀碎屑結(jié)構(gòu)和泥狀膠結(jié)結(jié)構(gòu)兩種典型結(jié)構(gòu)形式。多數(shù)紅砂巖受大氣環(huán)境的作用可崩解破碎,甚至泥化,故其巖塊的大小及顆粒級配將隨干濕循環(huán)的時間過程而變化。泥巖是一種由泥巴及黏土固化而成的沉積巖,其成分與構(gòu)造和頁巖相似但較不易碎。一種層理或頁理不明顯的粘土巖。泥巖具有吸水、粘結(jié)特性。下圖照片為典型的泥巖層。
二、打滑原因
施工過程中,如果干孔鉆進泥巖,選用螺旋鉆斗鉆進效率較高,如果選用雙底撈砂斗也可鉆進,但負載較大;孔內(nèi)一旦遇水馬上出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,因此打滑與水或泥漿有直接關(guān)系,所以泥巖打滑主要原因由以下幾點組成:1、泥巖的硬度;2、水或泥漿潤滑作用;3、泥巖吸水軟化等。
三、不同鉆具鉆進
1、螺旋鉆斗鉆進水孔泥巖時,由于泥巖遇水軟化,會把螺旋鉆斗前端的錐頭擠滿泥巖渣土,形成一個整體,鉆具便失去鉆進作用,不能持續(xù)鉆進后,水或泥漿便進入鉆斗與泥巖之間而潤滑,便形成打滑。
2、用雙底截齒鉆斗鉆進泥巖水孔時,截齒鉆進方式是利用前端的合金頭鉆入,合金頭很容易破入泥巖,但由于前端的合金頭很短,固定合金頭的截齒體必須跟進切入。由于截齒體太鈍,便形成阻力,導(dǎo)致截齒破入泥巖太淺,泥巖具有膠結(jié)性,從而達不到破碎效果。加之鉆進過程中還會有大量的淤泥依附在鉆斗的外筒壁,造成“浮鉆”。因此不能持續(xù)鉆進,便形成打滑。
3、通過上述分析,泥巖膠結(jié)性好不易破碎,需較鋒利的刀具,鉆進切入較深,切入阻力小才能達到切削破碎的效果。
四、泥巖鉆進打滑的處理辦法:
因此選用雙底撈砂斗,切削式鉆進符合上述分析。但實際撈砂斗也會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,不過其中包含眾多因素。
1、鉆斗上的缺陷,比如中心定位尖不易過長過寬過鈍,齒尖的角度及齒座之間的間隙,邊齒的直徑,斗齒的型號或齒尖磨損,最好通過改進,讓齒尖長度高低落差,減少接觸面積。下圖鉆斗是為打泥巖專門改進的,包括斗齒反裝,斗齒加長等。
2、撈砂斗的直徑,直徑越大的鉆斗,接觸面積越大,越難以克服打滑,所以樁徑較大可先選用較小直徑的鉆斗鉆進。
3、克服打滑分析前面已講到主要原因是由水或泥漿潤滑引起的打滑,所以只要克服被軟化的泥巖及表面的水或泥漿,就可克服泥巖打滑!克服后要持續(xù)加壓鉆進,盡量減少動力頭在孔內(nèi)空轉(zhuǎn),水或泥漿便無法進入切削面,這樣齒尖一直接觸干地質(zhì),便可正常鉆進。
4、操作上的控制非常重要,由于泥巖較硬,膠結(jié)性好,在水的潤滑下想切入并不容易,首先把動力頭提升到最高,之后必須控制動力頭慢轉(zhuǎn),加壓速度慢而持續(xù),動力頭與加壓的速度一定配合好,如果加壓行程完畢,沒有切入泥巖,重新提升動力頭繼續(xù)鉆進,一直到切入地質(zhì)負荷上升,之后要持續(xù)鉆進,當(dāng)負荷過重時需提升動力頭減輕負載,從而保護鉆機部件。當(dāng)負載減輕時需繼續(xù)加壓,以防水或泥漿進入被切削面而降低摩擦系數(shù)。
5、打滑分類鉆進時由于泥巖被軟化,會出現(xiàn)兩種打滑現(xiàn)象,一種為托底打滑,也就所謂的鉆進泥層掉土打滑現(xiàn)象;而另一種是泥巖打滑,由于泥巖較硬本身鉆進切削就較困難,而在水或泥漿的潤滑下便打滑,兩者打滑是有區(qū)別的,因此一定分清打滑類型,才能有效地處理。
6、處理打滑分清兩種打滑非常關(guān)鍵,處理方式也不相同,如果是泥巖軟化托底打滑那就反轉(zhuǎn)正傳加壓來克服,如果是泥巖較硬因水降低摩擦系數(shù)打滑,通過上述的一系列整合辦法便可克服。泥巖因膠結(jié)物質(zhì)和風(fēng)化程度的差異,其強度的變化大,因此并不是所有泥巖都可用切削式鉆進。