全液壓樁孔鑽機是一種廣泛用於水井、樁孔施工的專用機械設備，在缺水地區的水井建設，地源熱泵技術中的空調井鑽鑿，城市建設中高層樓房基樁孔、橋樑基礎樁孔的施工中廣泛採用全液壓樁孔鑽機作為主要的施工設備。
基本介紹
- 中文名：全液壓樁孔鑽機
- 外文名：hunt-drill
- 常用型號：HTK-1500L/2000L/3000L
旋挖鑽機成孔缺點,護筒冒水,鑽進極慢或不進尺,樁孔孔壁坍塌,樁孔局部縮頸,樁孔偏移傾斜,孔底沉渣過多,新型全液壓大孔徑樁孔鑽機,研發背景,工藝,鑽具配套,工作鑽進,實際套用,出產地,功能配置,HTK-1500L,HTK-2000L,HTK-3000L,產品特色,發展歷史,
旋挖鑽機成孔缺點
國內普遍使用旋挖鑽機成樁孔，但是施工過程常見不良現象，例如
護筒冒水
護筒外壁冒水，嚴重的會引起地基下沉、護筒傾斜和位移，造成樁孔偏斜，甚至無法施工。
病因分析 埋設護筒時周圍土不密實，或護筒水位差太大，或鑽頭起落時碰撞。
防治措施 埋護筒時坑底與四周要選用最佳含水量的粘土分層夯實；在護筒適當高度開孔，使護筒內保持有 1～1.5m 的水頭高度；起落鑽頭時防止碰撞護筒；初發現護筒冒水時可用粘土在四周填實加固，如護筒嚴重下沉或位移則應返工重埋。
病因分析 埋設護筒時周圍土不密實，或護筒水位差太大，或鑽頭起落時碰撞。
防治措施 埋護筒時坑底與四周要選用最佳含水量的粘土分層夯實；在護筒適當高度開孔，使護筒內保持有 1～1.5m 的水頭高度；起落鑽頭時防止碰撞護筒；初發現護筒冒水時可用粘土在四周填實加固，如護筒嚴重下沉或位移則應返工重埋。
鑽進極慢或不進尺
在硬可塑粘土層中鑽進極慢，一般為 8～10h，占單樁鑽進進間的 60%～70%。
病因分析 鑽頭選型不當，合金刀具安裝角度欠妥，刀具切土過淺，鑽頭配重過輕，鑽頭被粘土糊滿。
防治措施 更換或改造鑽頭，重新安排刀具角度、形狀、排列方向，加大配重、加強排渣、降低泥漿比重或改用鑽進方式，採取反循環鑽進方式。
病因分析 鑽頭選型不當，合金刀具安裝角度欠妥，刀具切土過淺，鑽頭配重過輕，鑽頭被粘土糊滿。
防治措施 更換或改造鑽頭，重新安排刀具角度、形狀、排列方向，加大配重、加強排渣、降低泥漿比重或改用鑽進方式，採取反循環鑽進方式。
樁孔孔壁坍塌
成孔中或成孔後，孔壁不同程度塌落。成孔中排出的泥漿不斷出現氣泡，有時護筒內的水位突然下降，均為塌孔的兆頭。
病因分析 主要是由於土質鬆散，加之泥漿護壁不好；護筒埋設不好，筒內水位不高；提住鑽頭鑽進；鑽頭鑽速過快或空轉時間太長都易引起鑽孔下部坍塌；成孔後待灌時間和灌注時間過長。
防治措施 在鬆散易坍土層中適當深埋護筒，密實回填土，使用優質泥漿，提高泥漿比重和粘度，升高護筒，終孔後補給泥漿，保持要求的水頭高度，保證鋼筋籠製作質 量，防止變形；吊設時要對準孔位，吊直扶穩，緩緩下沉，防止碰撞孔壁；成孔後待灌時間一般不超過 3h，並儘可能加快灌注速度、縮短灌注時間；在鋼筋籠未下孔內的情況 下，漿砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上 1～2m，或全孔回填並密實後再用原鑽頭和優質泥漿掃孔；在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下，用直徑小於鋼筋籠內徑的鑽頭以優質泥漿掃孔或用導管清孔。
病因分析 主要是由於土質鬆散，加之泥漿護壁不好；護筒埋設不好，筒內水位不高；提住鑽頭鑽進；鑽頭鑽速過快或空轉時間太長都易引起鑽孔下部坍塌；成孔後待灌時間和灌注時間過長。
防治措施 在鬆散易坍土層中適當深埋護筒，密實回填土，使用優質泥漿，提高泥漿比重和粘度，升高護筒，終孔後補給泥漿，保持要求的水頭高度，保證鋼筋籠製作質 量，防止變形；吊設時要對準孔位，吊直扶穩，緩緩下沉，防止碰撞孔壁；成孔後待灌時間一般不超過 3h，並儘可能加快灌注速度、縮短灌注時間；在鋼筋籠未下孔內的情況 下，漿砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上 1～2m，或全孔回填並密實後再用原鑽頭和優質泥漿掃孔；在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下，用直徑小於鋼筋籠內徑的鑽頭以優質泥漿掃孔或用導管清孔。
樁孔局部縮頸
局部縮頸是指局部孔徑小於設計孔徑。
病因分析 泥漿性能欠佳，失水量大。引起塑性，土層吸水膨脹，或形成疏鬆，蜂窩狀厚層泥皮；鄰樁施工間距不當，土層中應力尚未消散，新孔孔壁軟土流變；鑽頭直 徑磨損過大。
防治措施 採用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度，降低失水量；當設計樁距<4D 時 應跳隔 1~2 根樁施工；新樁儘可能在鄰樁成樁 36h 後開鑽；選用雙導正環保徑的籠狀鑽頭；用泥漿和足尺寸鑽頭掃孔；掃通清孔後儘快灌注砼。
病因分析 泥漿性能欠佳，失水量大。引起塑性，土層吸水膨脹，或形成疏鬆，蜂窩狀厚層泥皮；鄰樁施工間距不當，土層中應力尚未消散，新孔孔壁軟土流變；鑽頭直 徑磨損過大。
防治措施 採用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度，降低失水量；當設計樁距<4D 時 應跳隔 1~2 根樁施工；新樁儘可能在鄰樁成樁 36h 後開鑽；選用雙導正環保徑的籠狀鑽頭；用泥漿和足尺寸鑽頭掃孔；掃通清孔後儘快灌注砼。
樁孔偏移傾斜
成孔後樁孔出現較大垂直偏差或彎曲。
病因分析 鑽機安裝不平或鑽台下有虛土產生不均勻沉陷；樁架不穩，鑽桿導架垂直，鑽機磨損，部件鬆動；護筒埋設偏斜，鑽桿彎曲，主動鑽桿傾斜；遇舊基礎或大石等地下障礙物，土層軟硬不均或基岩傾斜。
防治措施 鑽機安裝周正、水平、穩固、無束前緣切點，轉盤中心和護筒中心三點面一線；護筒不偏斜，鑽桿不彎曲，主動鑽桿保持垂直，增添導向架，控制提引水龍頭， 儘可能採用鑽挺加壓；清除地下障礙物；除軟硬互層採用輕壓慢轉技術參數外，從軟塑粘土層，尤其流塑粘土層和砂層進入硬塑粘土層或從粘土層進入基岩時，籠裝鑽下端的 錐形導向小鑽頭需改用平底導向小鑽頭，或者直接用不帶導向小鑽頭的平底鑽頭鑽進； 採用沉井、控孔樁等方式清除地下障礙物；在硬塑膠粘土層發生偏斜時，用砂、料土混 合物回填偏斜以上 1～2m，待密實後用平度合金鑽頭輕壓慢轉傾斜；在基岩面發生偏斜時，可投入 20～40mm 粒徑碎石，略高於偏斜處，衝擊密實後用平底合金鑽頭、牙輪滾刀鑽或平底鋼粒鑽頭糾斜。
病因分析 鑽機安裝不平或鑽台下有虛土產生不均勻沉陷；樁架不穩，鑽桿導架垂直，鑽機磨損，部件鬆動；護筒埋設偏斜，鑽桿彎曲，主動鑽桿傾斜；遇舊基礎或大石等地下障礙物，土層軟硬不均或基岩傾斜。
防治措施 鑽機安裝周正、水平、穩固、無束前緣切點，轉盤中心和護筒中心三點面一線；護筒不偏斜，鑽桿不彎曲，主動鑽桿保持垂直，增添導向架，控制提引水龍頭， 儘可能採用鑽挺加壓；清除地下障礙物；除軟硬互層採用輕壓慢轉技術參數外，從軟塑粘土層，尤其流塑粘土層和砂層進入硬塑粘土層或從粘土層進入基岩時，籠裝鑽下端的 錐形導向小鑽頭需改用平底導向小鑽頭，或者直接用不帶導向小鑽頭的平底鑽頭鑽進； 採用沉井、控孔樁等方式清除地下障礙物；在硬塑膠粘土層發生偏斜時，用砂、料土混 合物回填偏斜以上 1～2m，待密實後用平度合金鑽頭輕壓慢轉傾斜；在基岩面發生偏斜時，可投入 20～40mm 粒徑碎石，略高於偏斜處，衝擊密實後用平底合金鑽頭、牙輪滾刀鑽或平底鋼粒鑽頭糾斜。
孔底沉渣過多
孔底沉淤，殘留泥砂過厚或孔壁泥土塌落在孔底。
病因分析 清孔未淨，清孔泥漿比重過小或清水置換；鋼筋籠吊放未垂直對中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；清孔後待灌時間過長，泥漿沉澱；沉渣厚度測量的孔底標高不統 一。
防治措施 終孔後鑽頭提高孔底 10～20cm，保持慢速空轉，維持循環清孔時間不少於 30min；清孔採用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度不要直接用清水置換，鋼筋籠垂直緩放入孔；用平底鑽頭時沉渣厚度從鑽頭底部所達到的孔底平面算起；用底部帶圓錘的 籠頭鑽頭時沉渣厚度從鑽頭底部所達到的孔底平面算起；或採用導管二次清水，沖孔時間以導管內測量的孔底沉渣厚度達到規範要求為準；提高砼初灌時對孔底的衝擊力，導 管底端距孔底控制在 30～40cm，初灌砼量須滿足導管底端能埋入砼中 1.0m 以上的要求，利用隔水塞和砼沖刷殘留沉渣。
病因分析 清孔未淨，清孔泥漿比重過小或清水置換；鋼筋籠吊放未垂直對中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；清孔後待灌時間過長，泥漿沉澱；沉渣厚度測量的孔底標高不統 一。
防治措施 終孔後鑽頭提高孔底 10～20cm，保持慢速空轉，維持循環清孔時間不少於 30min；清孔採用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度不要直接用清水置換，鋼筋籠垂直緩放入孔；用平底鑽頭時沉渣厚度從鑽頭底部所達到的孔底平面算起；用底部帶圓錘的 籠頭鑽頭時沉渣厚度從鑽頭底部所達到的孔底平面算起；或採用導管二次清水，沖孔時間以導管內測量的孔底沉渣厚度達到規範要求為準；提高砼初灌時對孔底的衝擊力，導 管底端距孔底控制在 30～40cm，初灌砼量須滿足導管底端能埋入砼中 1.0m 以上的要求，利用隔水塞和砼沖刷殘留沉渣。
新型全液壓大孔徑樁孔鑽機
研發背景
工藝
該鑽機獨特的雙動力頭設計，使其更適於大功率鑽機合理分配功率，可用於電力、公路、鐵路、橋樑樁孔施工。
鑽具配套
配備捆綁式潛孔錘。
工作鑽進
可進行大直逕入岩樁施工，其施工效率是目前入岩樁孔最高的鑽機，該鑽機及施工工藝已獲得國家專利。
實際套用
該鑽機將以其多功能、高性價比廣泛用於各樁孔工程領域。
出產地
功能配置
分為HTK-1500L /2000
HTK-1500L
可鑽進200~1500mm直徑50米深
柴油機 | 型號 | 康明斯 6CTA8.-215 |
功率 kW | 160 | |
轉速 rpm | 2200 | |
樁孔鑽進能力 | 深度 m | 50 |
樁徑 mm | 200--1500 | |
動力頭能力 | 轉速rpm | 0--100 |
最大扭矩 N.m | 40000 | |
桅桿 | 最大起拔力KN | 200 |
最大給進力 KN | 200 | |
桅桿總高度 m | 8600 | |
桅桿調整角度 | 0°-90° | |
其它 | 鑽進角度 | 45°-90° |
給進行程mm | 6500 | |
總重量 kg | 14500 | |
外形尺寸L×W×H mm | 8600x2200x3200 | |
泥漿泵 | 移動方式 | 鋼履帶自行式 、汽車車載式 |
型號 | 6寸 | |
HTK-2000L
可鑽進200~2000mm直徑80米深
柴油機 | 型號 | 康明斯 6CTA8.-245 |
功率 kW | 179 | |
轉速 rpm | 2200 | |
樁孔鑽進能力 | 深度 m | 80 |
樁徑 mm | 200--2000 | |
動力頭能力 | 轉速rpm | 0--100 |
最大扭矩 N.m | 60000 | |
桅桿 | 最大起拔力KN | 250 |
最大給進力 KN | 250 | |
桅桿總高度 m | 8600 | |
桅桿調整角度 | 0°-90° | |
其它 | 鑽進角度 | 45°-90° |
給進行程mm | 6500 | |
總重量 kg | 14500 | |
外形尺寸L×W×H mm | 8600x2200x3200 | |
泥漿泵 | 移動方式 | 鋼履帶自行式 、汽車車載式 |
型號 | 6寸、8寸 | |
HTK-3000L
可鑽機200~3500mm孔徑200米深
柴油機 | 型號 | 康明斯 6CTA8.-265 |
功率 kW | 194 | |
轉速 rpm | 2200 | |
樁孔鑽進能力 | 深度 m | 200 |
樁徑 mm | 200--3500 | |
動力頭能力 | 轉速rpm | 0--100 |
最大扭矩 N.m | 80000 | |
桅桿 | 最大起拔力KN | 300 |
最大給進力 KN | 300 | |
桅桿總高度 m | 14500 | |
桅桿調整角度 | 0°-90° | |
其它 | 鑽進角度 | 45°-90° |
給進行程mm | 12500 | |
總重量 kg | 21500 | |
外形尺寸L×W×H mm | 14500x2800x3500 | |
泥漿泵 | 移動方式 | 鋼履帶自行式 、汽車車載式 |
型號 | 6寸、8寸 | |
產品特色
1）、在鑽鑿600米孔深水井時使用一台排氣量30立方米/分鐘、工作壓力2.4Mpa的空壓機就行；即前迴轉頭帶反循環套管跟隨後迴轉頭帶鑽桿連線潛孔衝擊器到300米後，反循環套管不再跟隨鑽進。在深度300米處等待潛孔衝擊器排渣到達此停留的深度，發揮液壓反循環300米的有效吸程，由一台30立方的空壓機供潛孔衝擊器繼續鑽進到600米，這樣空壓機排渣只是300米的深度，是一台空壓機的排渣深度。
2）同上理論，配備兩台排氣量30立方米/分鐘、工作壓力2.4Mpa的空壓機鑽鑿1000米孔深水井；
3）採用集束式大直徑泥漿反循環用潛孔衝擊器鑽鑿直徑2400mm以內的岩石樁孔。針對入岩基樁孔，反循環水井鑽機不能完成，旋挖鑽機也只有很少設備配備國產大直徑潛孔衝擊器，配備國外集束潛孔錘進行泥漿正循環施工，與該發明反循環排渣、特製反循環用集束潛孔衝擊器相比，其施工速度慢、設備購置成本高，配備空壓機多，耗風量大等缺點。綜上所述的四種突破性工法，均源於雙動力頭液壓反循環與空氣鑽進相結合的全液壓水井鑽機，使得水井鑽機在鑽鑿岩石井時極大降低配套成本，降低能耗。
發展歷史
國內外廣泛採用的全液壓水井鑽機以動力頭型式主要分為頂驅式液壓動力頭和下迴轉機械式動力轉盤兩種，工法主要分為泥漿正反循環鑽機和空氣正反循環鑽機。對於泥漿反循環鑽機絕大部分都採用機械傳動方式驅動反循環泵，對於空氣正反循環鑽機採用空壓機為動力，潛孔衝擊器破碎岩石工作原理。這種施工中空壓機提供的高壓空氣，主要用於排渣，其次用於破碎岩石，所以對於空壓機排風量要求大、空氣壓力要求高。如果鑽鑿直徑300mm，深度300米水井，一般要配備排氣量30立方米/分鐘、工作壓力2.4Mpa的空壓機。本發明採用全液壓驅動反循環泵，液壓迴轉雙動力頭，前迴轉頭帶反循環套管，採用泥漿反循環工法排渣，後迴轉頭帶鑽桿連線潛孔衝擊器進行空壓機驅動的潛孔衝擊鑽鑿作業，空壓機提供風量僅用於潛孔衝擊器破碎岩石，不用於排渣，排渣由後動力頭的泥漿反循環抽吸，這樣新工法中，只需配備排氣量12立方米/分鐘、工作壓力1.2Mpa的空壓機就可完成和空氣正反循環鑽機同樣規格的水井鑽鑿，空壓機的配備可減少一半以上，這樣大大降低能耗和配置成本。同樣的推理派生三種突破性工法。
同類型鑽機國內各企業競相研發，我國鑽井鑽樁技術不斷創新加大推動國際能源行業發展
