近幾年來(lái),旋挖鉆機(jī)以其高效、環(huán)保、成孔質(zhì)量高、機(jī)械化程度高及適應(yīng)地層廣泛等特點(diǎn),橋梁、鐵路、高速公路等建設(shè)項(xiàng)目工地隨處可見(jiàn)不同規(guī)格旋挖鉆機(jī)的身影,該類設(shè)備深得施工單位的青睞。但由于國(guó)土遼闊地層多變,所施工的地質(zhì)條件復(fù)雜莫測(cè),具體施工過(guò)程中對(duì)于不同的地層結(jié)構(gòu),其施工技術(shù)要求也各有差異,因此面對(duì)不同的地質(zhì)條件如何科學(xué)選擇以及合理的使用結(jié)構(gòu)各異的鉆頭,是保證地基施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵。
旋挖鉆機(jī)使用的鉆頭主要包括旋挖鉆(回轉(zhuǎn))斗、螺旋鉆頭和巖石鉆頭。其中旋挖鉆斗的使用最為廣泛,主要用于不含砂石或者含很小顆粒砂石較軟地層的施工。螺旋鉆頭則主要用于風(fēng)化基巖和粒徑不大的礫石層。巖石鉆頭用于大的漂石層和硬質(zhì)巖石層的施工。本文就使用較為廣泛的回轉(zhuǎn)斗結(jié)構(gòu)作些闡述。
旋挖鉆斗由連接座1,開(kāi)合機(jī)構(gòu)3,斗體4,斗底5,擴(kuò)孔機(jī)構(gòu)2等幾部分組成。
其中連接座與鉆桿通過(guò)連接銷(xiāo)相連,開(kāi)合機(jī)構(gòu)通過(guò)動(dòng)力頭承撞體的下移運(yùn)動(dòng)下壓承撞桿,承撞桿帶動(dòng)鉤板實(shí)現(xiàn)斗底的開(kāi)合,同時(shí)通過(guò)限位桿限制承撞體的下移距離,確保斗底完全打開(kāi)而又不會(huì)引起相關(guān)零部件的損傷。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)斗體結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)為正臺(tái)體結(jié)構(gòu),根據(jù)不同的地質(zhì)條件也有使用直筒結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合(較為少見(jiàn))。對(duì)于不同的土質(zhì)條件(含砂量的多少),斗底可做成單底板鉆斗或雙底板撈砂鉆斗。
斗底下方有對(duì)稱布置的2扇僅可向斗內(nèi)方向打開(kāi)的合頁(yè)門(mén),當(dāng)鉆斗鉆進(jìn)時(shí),孔底切削下來(lái)的土、砂經(jīng)合頁(yè)門(mén)壓入斗內(nèi);在提鉆時(shí),在斗內(nèi)泥砂重力的作用下,兩扇門(mén)向下關(guān)閉,以阻止砂土漏回孔內(nèi)。該結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)單,節(jié)省材料,使用方便。但如果土層松散,重力作用不十分可靠時(shí),就會(huì)發(fā)生合頁(yè)門(mén)關(guān)閉不嚴(yán),造成砂土漏回孔內(nèi)的后果,從而降低了鉆進(jìn)效率,同時(shí)會(huì)對(duì)施工結(jié)束前孔底的清潔工作帶來(lái)不利的影響。為了克服上述弊端,人們又設(shè)計(jì)出雙底板撈砂鉆斗,其特點(diǎn)是斗底由固定斗底與活動(dòng)斗底組成。每次旋挖作業(yè)結(jié)束活動(dòng)斗底可以相對(duì)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度,以實(shí)現(xiàn)斗底進(jìn)泥沙口的完全打開(kāi)與關(guān)閉。設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)角度和開(kāi)門(mén)大小以確?;顒?dòng)斗底關(guān)閉狀態(tài)不漏土為宜。當(dāng)鉆桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鉆斗順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí),底部的進(jìn)口為開(kāi)放狀態(tài),其活動(dòng)斗底開(kāi)、閉的位置由固定斗底上的限位塊決定,欲提升鉆桿時(shí),鉆桿勢(shì)必帶動(dòng)鉆斗逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度,由于泥土的阻力作用活動(dòng)斗底保持不動(dòng),斗體連同固定斗底相對(duì)活動(dòng)斗底旋轉(zhuǎn)而關(guān)閉泥沙進(jìn)口,使斗內(nèi)泥砂全部封閉在鉆斗內(nèi)。
根據(jù)結(jié)構(gòu)的差別,旋挖鉆機(jī)施工過(guò)程中,可根據(jù)地質(zhì)狀況的差異選擇不同斗底形式的鉆頭。單底板土層鉆斗適用于粘土層及干孔條件下的施工。雙層底的旋挖鉆斗主要適用于流沙層作業(yè),砂土、膠結(jié)較差粒徑較小的卵石層,濕孔鉆進(jìn)條件下使用雙層底旋挖鉆斗也可有利于孔底的清孔施工。施工實(shí)踐已證明在復(fù)雜地層中,雙層底鉆斗的鉆進(jìn)效率及孔底清潔度明顯優(yōu)于單層底鉆斗。
另外,斗齒的分布、個(gè)數(shù)及焊接角度也是旋挖鉆斗提高作業(yè)效率的關(guān)鍵,直接關(guān)系到斗齒的磨損快慢和鉆進(jìn)效率。斗齒的個(gè)數(shù)及分布需保證在鉆孔切削面內(nèi)載荷基本一致,避免斷齒現(xiàn)象。尤其要注意邊齒的形狀和焊接位置,因?yàn)樵擙X處于切削的最外層,無(wú)論載荷、磨損作業(yè)環(huán)境卻惡劣,其焊接角度隨地質(zhì)狀況的不同需要及時(shí)調(diào)整,只有及時(shí)掌握所施工地層的具體情況,通過(guò)不斷探索、研究才能積累更多的經(jīng)驗(yàn),充分發(fā)揮旋挖鉆機(jī)的潛能。
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