簡析旋挖鑽斗的設計與應用

   時間:2014-03-12 02:45:17
簡析旋挖鑽斗的設計與應用簡介
近幾年來,旋挖鑽機以其高效、環保、成孔質量高、機械化程度高及適應地層廣泛等特點,橋樑、鐵路、高速公路等建設項目工地隨處可見不同規格旋挖鑽機的身影,該類設備深得施工單位的青睞。但由於國土遼闊地層多變,所施工的地質條件複雜莫測,具體施工過程中對於不同的地層結構
簡析旋挖鑽斗的設計與應用正文

  近幾年來,旋挖鑽機以其高效、環保、成孔質量高、機械化程度高及適應地層廣泛等特點,橋樑、鐵路、高速公路等建設項目工地隨處可見不同規格旋挖鑽機的身影,該類設備深得施工單位的青睞。但由於國土遼闊地層多變,所施工的地質條件複雜莫測,具體施工過程中對於不同的地層結構,其施工技術要求也各有差異,因此面對不同的地質條件如何科學選擇以及合理的使用結構各異的鑽頭,是保證地基施工順利進行的關鍵。

  旋挖鑽機使用的鑽頭主要包括旋挖鑽(迴轉)斗、螺旋鑽頭和岩石鑽頭。其中旋挖鑽斗的使用最為廣泛,主要用於不含砂石或者含很小顆粒砂石較軟地層的施工。螺旋鑽頭則主要用於風化基岩和粒徑不大的礫石層。岩石鑽頭用於大的漂石層和硬質岩石層的施工。本文就使用較為廣泛的迴轉斗結構作些闡述。

  旋挖鑽斗由連接座1,開合機構3,斗體4,斗底5,擴孔機構2等幾部分組成。

  其中連接座與鑽桿通過連接銷相連,開合機構通過動力頭承撞體的下移運動下壓承撞桿,承撞桿帶動鉤板實現斗底的開合,同時通過限位桿限制承撞體的下移距離,確保斗底完全打開而又不會引起相關零部件的損傷。根據施工經驗斗體結構一般設計為正台體結構,根據不同的地質條件也有使用直筒結構的場合(較為少見)。對於不同的土質條件(含砂量的多少),斗底可做成單底板鑽斗或雙底板撈砂鑽斗。分別為圖2和圖3所示。

  圖2中斗底下方有對稱布置的2扇僅可向斗內方向打開的合頁門,當鑽斗鑽進時,孔底切削下來的土、砂經合頁門壓入斗內;在提鑽時,在斗內泥砂重力的作用下,兩扇門向下關閉,以阻止砂土漏回孔內。該結構製造簡單,節省材料,使用方便。但如果土層鬆散,重力作用不十分可靠時,就會發生合頁門關閉不嚴,造成砂土漏回孔內的後果,從而降低了鑽進效率,同時會對施工結束前孔底的清潔工作帶來不利的影響。為了克服上述弊端,人們又設計出雙底板撈砂鑽斗見圖3,其特點是斗底由固定斗底與活動斗底組成。每次旋挖作業結束活動斗底可以相對迴轉一個角度,以實現斗底進泥沙口的完全打開與關閉。設計迴轉角度和開門大小以確保活動斗底關閉狀態不漏土為宜。當鑽桿旋轉帶動鑽斗順時針旋轉鑽進時,底部的進口為開放狀態,其活動斗底開、閉的位置由固定斗底上的限位塊決定,欲提升鑽桿時,鑽桿勢必帶動鑽斗逆時針旋轉一定角度,由於泥土的阻力作用活動斗底保持不動,斗體連同固定斗底相對活動斗底旋轉而關閉泥沙進口,使斗內泥砂全部封閉在鑽斗內。

  根據結構的差別,旋挖鑽機施工過程中,可根據地質狀況的差異選擇不同斗底形式的鑽頭。單底板土層鑽斗適用於粘土層及干孔條件下的施工。雙層底的旋挖鑽斗主要適用於流沙層作業,砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層,濕孔鑽進條件下使用雙層底旋挖鑽斗也可有利於孔底的清孔施工。施工實踐已證明在複雜地層中,雙層底鑽斗的鑽進效率及孔底清潔度明顯優於單層底鑽斗。

  另外,斗齒的分佈、個數及焊接角度也是旋挖鑽斗提高作業效率的關鍵,直接關係到斗齒的磨損快慢和鑽進效率。斗齒的個數及分佈需保證在鑽孔切削麵內載荷基本一致,避免斷齒現象。尤其要注意邊齒的形狀和焊接位置,因為該齒處於切削的最外層,無論載荷、磨損作業環境卻惡劣,其焊接角度隨地質狀況的不同需要及時調整,只有及時掌握所施工地層的具體情況,通過不斷探索、研究才能積累更多的經驗,充分發揮旋挖鑽機的潛能。

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