无固相泥浆沙岩地层条件复杂,施工难度较大,为了提高施工效率,离不开相关机械设备的合理选用。旋挖钻机是近年来发展和使用的一种施工设备,该设备实现了机、电、液的高度集中,系统的工作性能良好,现场施工使用方便,位移灵活,并且施工效率高,质量好,污染少,满足了泥沙岩地层施工的需要,在工程建设中的运用越来越广泛。然而,在施工过程中,由于受到施工环境、操作人员技术水平等因素的影响,旋挖钻机在施工中容易出现卡钻现象,不仅影响钻机正常性能的发挥,还对整个工程施工带来不利影响。因此,结合施工的实际情况,探讨分析旋挖钻机卡钻的原因,并提出相应的预防和处理对策无疑具有重要的现实意义。
2.旋挖钻机在泥沙岩地层中施工卡钻的原因分析卡钻是施工中容易出现的问题,对整个施工的顺利进行带
来负面影响,具体表现为,由于非钻机本身的原因,当钻机各系统在正常工作的时候,出现正反转动都无法进行,并且主卷扬不能将钻杆提起的情况。在出现这些情况之后,往往难以立即修复,并且上述故障会反复出现。通过对故障的仔细调研,导致旋挖钻机出现卡钻的原因是多方面,主要体现在以下几个方面。
2.1钻进和提升的操作不当。操作人员技术水平不高,没有严格按照要求进行操作。一次进尺的深度太大,导致孔壁出现缩径的情况,从而引起钻头筒壁与孔壁之间的间隙消失,出现卡钻现象,不能正常进行施工。容易出现这种情况的地层是粘泥层。
2.2孔壁出现大面积塌方。在施工中,当钻进或者提升的时候,孔壁出现大面积塌方,从而导致钻头无法正常进行工作,既不能进行正反转向,也不能正常提起。导致这种情况容易发生的地层是,密实度不大的砂卵层或者流砂层。
2.3钻头边齿和侧齿出现磨损。钻头使用较长时间之后,没有及时进行维护和管理,边齿和侧齿出现较为严重的磨损。在成孔的时候,直径不能满足所需要的尺寸要求。钻筒外壁与孔壁之间不存在间隙,钻进的时候没有控制好深度,出现钻进深度过大的情况。
2.4其它偶然因素引起卡钻。其它原因也会导致卡钻现象的出现。例如,在钻进或者提升的过程中,钢丝绳出现断裂的情况,活动接头出现解体现象。机器自身存在着故障,比如,发动机不能正常运转,钢丝绳所处的位置不准确,出现跳出滑轮槽的现象。当旋挖钻机出现这种情况的时候,往往会突然停止工作,同时不能及时对其进行处理。另外,钻头在孔底停留的时间过长,从而导致钻头筒壁四周出现很多的沉渣,或者是孔壁出现缩径现象,从而引起卡钻现象的发生,使旋挖钻机不能正常工作。
3.旋挖钻机在泥沙岩地层中施工卡钻预防对策卡钻现象的发生不仅影响钻机正常工作,而且处理比较困
难。为了预防卡钻现象的发生,促进旋挖钻机能够正常运行和工作,根据卡钻的成因,今后在实际工作中需要做好以下几项工作,从而预防卡钻现象的发生。
3.1开钻前重视地质情况的调查和研究。开钻前要做好地质情况调查,熟练的掌握地质情况,并根据地质情况采取相应的施工策略。在施工过程中,也要时刻关注地质情况的变化情况。对砂卵层、流砂层等容易引起卡钻现象的地层,要做好预防工作,提前采取相应的应对措施。例如,对护壁液的性能进行调整、埋设长护筒等,避免出现大面积坍塌的情况,从而实现预防卡钻情况发生的目的。
3.2操作过程中严格控制进尺。在实际操作中,不能一次进尺太深,对每次钻进深度进行严密的控制。例如,如果在15m以内钻进的时候,每次钻进的深度不能超过40cm。另外,地层的性能不同,也要采取不同的应对措施。如果在粘泥层钻进的时候,要考虑缩径因素。当地层情况出现变化的情况,应该关注地层的变化规
律,钻进中不能盲目的进行加压,而是严格控制每次钻进的尺度,以达到最佳的钻进效果,预防卡钻现象的发生。
3.3合理确定钻筒尺寸。在钻头制作的时候,要根据具体要求,合理确定钻筒的尺寸。钻筒直径一般应该小于成孔直径的6cm以上。同时在使用过程中,要及时修复钻头。当钻头的侧齿、边齿出现磨损之后,应该立即补焊,或者更换成合格的侧齿或者边齿,以确保成孔大小满足要求。另外,要确保钻头挂勾牢固,能够正常工作,防止出现脱勾的现象。
3.4重视钻机的维护和保养。当发动机出现动力不足的情况,需要及时修理,确保发动机处于良好的运行状态。对液压系统要及时清理,确保系统压力满足要求,防止发动力头达不到额定扭矩的情况,避免提升拉力出现不足的情况。对钢丝绳、活动接头等附件需要及时检查,防止出现断裂、接头解体现象的发生。要确保钻头销子装配牢固,防止钻头与钻杆出现脱离情况的发生。施工现场应该配备专业技术人员,当出现发动机熄火、钢丝绳断裂、活动接头解体现象的时候,要及时处理,从而恢复正常工作。当不能立即修复的时候,要采取吊车等辅助设备从孔内将钻头提出,避免出现卡钻的情况。
3.5做好护壁液密度和粘度的调整工作。在日常工作中,通过采取这项措施,能够清除孔底内的沉渣,确保孔底清洁、干净。这样一来,即使设备在使用中出现故障,也有足够的时间来排除故障,确保钻机正常工作。
4.旋挖钻机在泥沙岩地层中施工卡钻的处理措施当旋挖钻机出现故障的时候,要立即采取措施将故障清理,
具体可以采取以下措施。
4.1根据发生原因的不同,有针对性的采取处理措施。当出现卡钻的时候,首先要分析其可能的形成原因,并尽快测量卡钻深度,对地层进行全面的分析,然后有针对性的采取处理措施。例如,如果卡钻是塌孔或者设备自身原因所引起的,沉渣厚度较大,则首先要清孔,再用钻机进行处理。如果卡钻是非塌方因素引起的,沉渣并不多,先要采取自救措施。适当调高液压系统压力,增大动力头扭矩,然后正反转动钻杆,从而使钻杆活动。也可以适度提升桅杆,从而增大钻杆的起吊能力,让钻杆能正常运转。
4.2重视辅助设备的运用及处理工作。当上述措施不能解决问题的时候,则需要采取辅助措施。如果沉渣较少,则可以立即采取措施。当沉渣过多的时候,则先要清孔,然后进行处理。具体方法为:直接起吊法,用吊车直接向上施力,例如,使用4至5台45t的吊车能够实现起吊的目的。钻头周围疏通法:用反循环、水下切割等方法,将钻筒周围的沉渣及时清理,再用钻机及辅助设备顶升。护壁开挖法:用水泥、护筒进行护壁,将孔内护壁液排除,然后由人工直接开挖,将钻筒周围的沉渣及时清理干净。