小型机锁杆旋挖钻机钻桩速度分析-凯发ag旗舰厅

小型旋挖钻机的钻进效率是指在正常工作时，所钻桩孔的总深度与所费总时间之比。

影响旋挖钻机钻进效率的因素有：孔深、孔径、地层情况、钻具选配及钻杆型式等。

1.孔深对旋挖钻机钻进效率的影响
旋挖钻机施工中每当钻头装满土后都要提钻卸土，然后再把钻具下到孔底。显然孔深越小，效率越高。钻进效率v=h1/(t1＋t2 2h/v1)（m/h）其中h，为每钻进尺量，m；t1，为钻满一斗所需时间，h；t2为卸土时间，h；h为孔深，m；v，为提、下钻速度，m/h。从上式可知，当其他参数不变时，h越大则v越小，当孔深超过100m后，钻进效率急剧下降，当孔深超过120m时钻进效率会低于其他工法的效率，且事故率大幅升高。因此建议进行超深孔施工时，尽量选用正反循环等其他工法。

2.孔径对旋挖机钻进效率的影响

目前旋挖钻机最常用的是旋挖钻斗，桶体中空，下部有2个进土斗门。在钻进时，钻碴通过钻齿切削从斗门进人桶体内，在下部钻碴的推力下，上部碴土逐渐上升进入桶内，直至装满桶体。

钻孔直径大小影响钻进效率的主要有两点，一是碴土进入斗门的速度，二是碴土在桶体内上升的速度。首先碴土进人斗门速度与斗门进土面积有关，钻孔直径越大，斗门进土面积越大，进土速度越大；

其次渣土在斗体的上升速度与很多因素有关，最主要的是：
(1)碴土的重量；
(2)桶壁与碴土的粘附力。

很显然，钻孔直径越大，碴土的重量越大，但桶壁与碴土的粘附力会减小;当钻头直径减小时，碴土重量减轻，但桶壁与碴土的粘附力则会增大。
当然还有一些其他因素，如钻桶的形状、钻桶表面的摩擦系数、碴土的含水量等，都会影响碴土在桶体的上升速度。综合以上情况，钻孔直径对钻进效率的影响呈现如图2的规律，从图中可以看出，钻孔直径小于1m和大于2m时钻进效率会下降。

3.地层对钻进效率的影响
地层对钻进效率的影响主要表现在地层钻进的难易程度(地层的可钻性)和卸土的快慢。

3.1地层的可钻性
地层的可钻性是一个复杂的指标，国内外地质钻探专家把地层按钻进的难易程度进行分级，我国是参照前苏联的分级法，把地层分为12个级别，级别越大可钻性越差。由于在大口径灌注桩孔的施工中对地层的可钻性还没有分级，所以对应不同的地层的钻进工艺就没有统一标准和规范。

旋挖钻机桩孔施工的碎岩和携粉的机理与地质钻探还是有区别的，旋挖钻机主要是通过切挖把所钻层分割成大块岩碴，然后装进钻头体内，而地质钻探主要以冲磨把地层磨成细小颗粒，通过冲洗液携带到地面。所以旋挖钻机施工地层的可钻性指标，最主要的是地层的杭压强度，只要钻机所施加的钻压大于地层的抗压强度，钻齿就能压人地层，从而切割成块，作用在钻齿的压强一定要大于地层的抗压强度，即f/s>g，式中 f——压力；s——钻齿接触孔底的面积；g——地层的抗压强度。

如果满足以上条件，再优化其他因素，钻进效率就会大大提高，如调整回转速度及钻齿角度等。由上可知，地层越硬，钻进效率越低，因为所需钻压变大，在压力一定时使地层破碎的时间加大。

3.2卸土因素对钻进效率的影响

由于所钻地层的成份、结构、含水量等不同，造成钻碴的粘性不同，当钻碴装满斗体提出地面卸土时，其粘性越大，卸土所需时间就越长。

4.钻具选配对钻进效率的影响

小型旋挖机所用钻头种类很多，结构千变万化，对于不同设备机型、不同施工方法和不同地层，要选用不同的钻头。目前旋挖钻机常用的钻头有以下6大类：螺旋钻头、旋挖钻斗、筒式取芯钻头、扩底钻头、冲击钻头和冲抓锥钻头，每一大类中又有很多品种。钻具的选配对旋挖钻机钻进效率影响很大，应根据所钻地层选取最适合的钻头获得钻进效率最大化。旋挖钻机可根据地层情况配置不同的钻头，在粘性土层可使用长钻筒，加快钻进速度；对于砂卵石含量较大的地层可使用短钻筒，配臵泥浆护壁，控制钻速；对于含孤石、漂石及较硬岩石地层可换用长、短螺旋钻头进行处理，松动后再换上钻筒继续钻进。与常规钻机相比，旋挖钻机回转扭矩大，并可根据地层情况自动调整。

5.钻杆的选择对钻进效率的影响

旋挖钻机常用钻杆分为两大类一摩阻式和机锁式.

摩阻式钻杆主要是靠钻杆键条的之间的摩擦力产生钻压，特点是:随钻随加压，无需找加压点，提钻杆时无需解锁，操作方便，提、下钻具速度高，但加压力小，在较软地层钻进中使用该类钻杆效率高;

机锁式钻杆是通过钻杆每层之间的加压点，对接后把动力头的加压力传到孔底钻具上形成钻压，此类钻杆的特点是:钻进时只有在各层之间的加压点对接后才能产生最大钻压，提升钻杆时需先解锁，且提、下钻速度慢，适合于较硬地层。