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简介

华阴履带潜孔钻机，全液压动力头钻机，是铁路和公路桥梁、煤矿通风井、港口码头及高层建筑等大型基础工程钻孔施工的施工设备，可在孔径φ1.5～φ3.0m,岩石单轴抗压强度σc≤200MPa的基岩中任选孔径下钻进，钻进深度可达130m，在覆盖层中的钻孔直径可达6.0m。该设备成功的使用在福建青州大桥施工、荆沙长江大桥、香港荃湾南丰地盘护坡桩施工，具有成孔速度快、钻孔质量高的优点。1、设备的主要技术参数及性能

华阴履带潜孔钻机 反循环钻机冲击频率40次/min,主副卷扬提升能力为30kN,电动机功率45kW,不含反循环6BS泵。冲击钻头重量4t,钻头为整体铸造,耐冲击、冲击量大、钻进效率高,适应于反循环冲击直径为800～1500mm桩。CJF—20型冲击反循环钻机。主副卷扬机提升能力50kN,zui大钻机直径为2.0m钻孔深度为80m,卷扬冲程1.5～3.0m,冲击频率46次/min,主要机功率75kW,反循环泵组为3PNL和6BS泵可配液压步履纵横移位,其钻头除冲击尖头为耐磨材料外,其余为50mm以上钢板焊制而成,也可配备多种规格钻头,此系列冲击反循环钻机,适用于卵砾石、胶结卵砾石和嵌岩等复杂的基础工程施工,广泛应用于桥梁钻孔灌注桩,地下连续墙基础工程。

施工工艺

冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进行较高频率的冲击,使岩石产生破碎,然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑*时间排出孔外。冲击钻头由两根钢绳平衡连接,无论起、下钻都非常方便,大大缩短了辅助时间。

因此,冲击反循环钻头是冲击钻进的主要工具,其结构的合理与否直接影响到钻进效率和质量。在冲击钻进过程中,关键是冲击和吸渣量是否匹配,也是确保孔壁稳定正常钻进zui基本zui重要条件。在钻进过程中吸渣工作应根据钻进地层和情况而定,不应过量汲渣以免造成孔壁失稳坍孔。发生埋钻事故。另外,在冲击过程中,必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向装置的灵活性和连接的牢固性,以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳,发生掉钻事故。

根据地质情况,钻头出量研磨材料提钻时要应经常检查,一般地层每小班至少提钻一次检查,复杂地层提钻头次数要增加,往往钻头底量和外出量在砂卵石和基岩中磨损严重,所以应及时进行修补,这样就增加了修补钻头的铺助时间,降低了纯钻进冲击时间,又减少了修补钻头的辅助时间,再则在提升钻头时,要小心谨慎,尤其是在快到护筒底部将钻头慢慢提起,防止碰撞孔口护筒以免造成护筒底部坍孔或护筒错位或变形事故。

冲击反循环钻机与回转钻机在施工过程中的优缺点

根据已施工的工程,不同的地层、不同的区域但钻进口径相同来对比,发现冲击反循环与回转正循环各有各的优点,一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时,通过小班报钻孔记录报表,取各程平均数据分析,回转钻机要比冲击反循环钻机施工快1.2倍,且因冲击反循环钻机自重大搬迁困难、时间长等因素,在土层中施工不如回转正循环钻机快,但在卵砾石层、基岩施工中,冲击反循环钻进明显比回转钻机要快3倍,一般5cm以下砾石要快2倍以上,5～10cm砾石要快3倍以上,而且冲击反循环钻进5级以下的岩石,钻进速度比回转钻进要快5～6倍,从上述情况分析来看,冲击反循环在施工复杂地层即卵石层,嵌岩钻孔桩成孔速度上优点明显,尤其在一些丘陵山区地带较为适用,*性更加显着。如:福建福宁高速霞浦段就是一个典型的例子,整个桩成孔时间比回转钻机快3倍以上。

对桩孔成型方面,冲击反循环施工孔径一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时为防止坍孔,仍然采用正循环冲击钻进,但易缩径,但桩的垂直度比较好。在卵、砾石层施工中都采用冲击反循环钻进,由于冲击力较大,容易坍孔,充盈系数偏大,根据我公司已施工的几个工程数据表明,在回转钻机进段的平均充盈系数为1.15;而冲击反循环钻进段的充盈系数则为1.25,在土层中的充盈系数冲击和回转基本接近在1.1。

在成本消耗方面:在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工,冲击反循环的成本消耗要比回转钻机消耗大,主要冲击钻机动力功率大、耗电量高。再则钢丝绳消耗大,因冲击耗绳、自身重量大,搬迁运输成本大等,但在卵、砾石层、漂石、块石、基岩施工中,冲击钻进效率高,而回转钻机研磨材料消耗大,钻进速度慢,成孔周期

长,成本比冲击钻进大5倍以上,如遇大漂石、大块石、硬度较高的花岗岩回转钻机是无法钻进,只用冲击反循环钻机来完成。

在环境影响方面,冲击反循环钻进振动对周围环境影响比回回转钻进要大,特别是冲击下部坚硬基础岩面时,冲击振动对周围产生声音较大,影响人们休息。

体会

总之,在施工基础时,设备的选型非常重要,对不同的地层采用不同的施工工艺方法,从我们多年来的施工经验和设备使用情况来看,在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工,采用回转钻进,其成本低,成孔质量好,桩机自重轻,搬迁方便等优点较为适应;而在卵砾石、漂石、块石、基岩等复杂地层及旧基处理方面施工,使用冲击反循环钻进较为适应,因可加快施工周期,提高钻进效益,确保工程质量。因此我们在施工钻孔桩时,要根据现场条件、工期要求、地制质情况及成本分析等,用科学的方法来选择设备和工艺手段,用的施工工艺,在保证质量、工期、安全的情况下产出的效益。钻杆是尾部带有缧纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。

光管和原钢管材在经过多次加工步骤后被制成钻杆。首先，通过钢管加厚工序的处理， 光管外表面向内弯，钢管管壁加厚。下一步，进行螺纹加工并镀上能够增加强度的铜。然后进行非破坏性质量控制检验，随后进行钢管管体接头的焊接。而后，管体会经历焊接热处理和焊接zui终处理，以消除焊接残余压力。在对成品钻杆进行渡漆和包装前要对钢管成品进行其他的一些检测，包括硬度测试，压力测试和非破坏性测试。⒈钻头应装在特制的包装盒里，避免振动相互碰撞。

⒉使用时，从包装盒里取出钻头应即装到主轴的弹簧夹头里或自动更换钻头的*库里。用完随即放回到包装盒里。

⒊测量钻头直径要用工具显微镜等非接触式测量仪器，避免切削刃与机械式测量仪接触而被碰伤。

⒋某些数控钻床使用定位环某些数控钻床则不使用定位环，如使用定环的其安装时的

钻头

深度定位一定要准确，如不使用定位环其钻头装到主轴上的伸长度要调整*，多主轴钻床更要注意这一点，要使每个主轴的钻孔深度要*。如果不*有可能使钻头钻到台面或无法钻穿线路板造成报废。

⒌平时可使用40倍立体显微镜检查钻头切削刃的磨损。

⒍要经常检查主轴和弹簧夹头的同心度及弹簧夹头的夹紧力，同心度不好会造成小直径的钻头断钻和孔径大等情况，夹紧力不好会造成实际转速与设置的转速不符合，夹头与钻头之间打滑。

⒎定柄钻头在弹簧夹头上的夹持长度为钻柄直径的4～5倍才能夹牢。

⒏要经常检查主轴压脚。压脚接触面要水平且与主轴垂直不能晃动，防止钻孔中产生断钻和偏孔。

⒐钻床的吸尘效果要好，吸尘风可降低钻头温度，同时带走粉尘减少摩擦产生高温。

⒑基板叠层包括上、下垫板要在钻床的工作台上的一孔一槽式定位系统中定位牢、放平。使用胶粘带需防止钻头钻在胶带上使钻头粘附切屑，造成排屑困难和断钻。

⒒订购厂商的钻头，入厂检验时要抽检其4%是否符合规定。并*的用10～15倍的显微镜检查其缺口、擦伤和裂纹。

钻头结构介绍

⒓钻头适时重磨，可增加钻头的使用和重磨次数，延长钻头寿命，降低生产成本和费用。通常用工具显微镜测量，在两条主切削刃全长内，磨损深度应小于0.2mm。重磨时要磨去0.25mm。普通的定柄钻头可重磨3次，铲形头（undercut）的钻头可重磨2次。翻磨过多其钻孔质量及精度都会下降，会造成线路板成品的报废。过度的翻磨效果适得其反。

⒔当由于磨损且其磨损直径与原来相比较减小2%时，则钻头报废。

⒕钻头参数的设置在一般情况下，厂商都提供一份该厂生产钻头的钻孔的转速和下速的参数表，该参数仅仅是参考，实际还要工艺人员经过实际使用得出一个符合实际情况的钻头的转速和下速参数，通常实际参数与参考的参数有区别但是相差不会太多。

⒖钻头刃磨时，应尽量使麻花钻的两主切削刃刃磨得对称，使两个主切削刃的径向力相互抵消，以防止钻头引偏及孔径扩大。油泵是一种既轻便又紧凑的泵，提出了一种具有一个由含铝材料制成的外壳的油泵和设置在该外壳中的可运动的模制件，其中，该可运动的模制件至少部分地由一种可烧结的、至少包含一种奥氏体的铁基合金的材料制成，并且其中由一种可烧结材料制成的该模制件具有一个至少为该外壳的热膨胀系数60%的热膨胀系数。油泵有直列式、分配式和单体式三大类，不管哪一类，油泵的关键在于一个“泵”字。泵油的数

油泵(工程机械类)

量、压力和时间都要非常精确，并且按照负荷自动调节。油泵是一个加工精细，制造工艺复杂的部件，国内外一般汽车柴油机的油泵都是由世界上少数几个专业厂生产的。

油泵要有动力源才能运转，它下部的凸轮轴是由发动机曲轴齿轮带动的。喷油泵的关键零件是柱塞，如果以医院常见的注射器做比喻，那么可移动的塞子就称为柱塞，针筒就称为柱塞套，假设在针筒里面安装一只弹簧顶着柱塞一端，柱塞另一端接触凸轮轴，当凸轮轴回转一周，柱塞就会在柱塞套内上下移动一次，这就是喷油泵柱塞的基本运动方式。

柱塞与柱塞套是加工十分精密的配套件。柱塞身上有一道倾斜槽，柱塞套上有小孔称为吸入口，这个吸入口充满着柴油，当柱塞倾斜槽对着吸入口时，柴油进入柱塞套内，柱塞被凸轮轴顶至一定高度时，柱塞倾斜槽与吸入口错开，吸入口被封闭，使柴油既不能吸入也不能被压出，柱塞继续上升时压迫柴油，柴油压力到一定程度就会顶开单向阀蜂拥而出进入喷油嘴，再从喷油嘴进入气缸燃烧室。柱塞每次排出一定量的柴油，只有一部分喷入气缸，其余部分则由回油孔泄走，并利用增减泄走的回油量来调节喷油量。

柱塞

当柱塞上升至“上上点”后往下移动，柱塞倾斜槽又会与吸入口相遇，柴油又被吸进柱塞套里面，再次重复上述的动作。直列式喷油泵每一组柱塞系统对应一个气缸，4个气缸就有4组柱塞系统，因此体积比较大，多用在中型以上汽车。例如公共汽车和大货车上的柴油机一般用直列式喷油泵。

锚杆钻机在一些地方又称为锚固钻机，是煤矿巷道锚杆支护工作中的钻孔工具。其在改善支护效果、降低支护成本、加快成巷速度、减少辅助运输量、减轻劳动强度、提高巷道断面利用率等方面有着十分突出的*性。锚杆钻机是锚杆支护的关键设备，它影响着锚杆支护的质量——锚杆孔的方位、深度、孔径的准确性以及锚杆安装质量，又涉及操作者的人身安全、劳动强度与作业条件等全液压操控方便灵活

可随时调整钻机的转速、扭矩、推进轴压、反轴压、推进速度、提升速度，以满足不同钻具使用工况和不同施工工艺的需求

顶驱式回转推进提升

便于钻杆接卸，缩短辅助时间，还有利于跟管钻进。

多功能钻进

各种钻进工艺都可以在这种钻机上使用，比如：潜孔钻进、贯通式空气反循环钻进、气举反循环钻进、切削钻进、牙轮钻进、跟管钻进以及正在研发的岩芯钻进等等。钻机可根据用户需求加装泥浆泵、泡沫泵、发电机。钻机还标配有各种卷扬机。

作业效率高

由于全液压和顶驱式回转推进提升，适应于各种钻进工艺和各种钻具，操控方便灵活，钻进速度快，辅助时间短，因而作业效率高。

成本低

在岩石上的钻进以潜孔锤钻进工艺为主，潜孔锤岩石钻进作业效率高，单米钻进成本zui低。

高支腿履带式

高支腿便于装车运输，不需要吊车可直接装车。履带式行走更适应于泥泞的现场移动。

正反轴压调节

各种冲击器的冲击效率都有其相匹配的轴压和转速。在钻进过程中，随着钻杆数量的不断增多，冲击器的轴压也不断加大，因此施工中通过调节正反轴压阀，以保证冲击器能获得轴压。此时冲击效率zui高。

油雾器的作用

在岩石上的钻进以潜孔锤钻进工艺为主，潜孔锤岩石钻进作业效率高，单米钻进成本zui低。

钻机底盘

可以是履带式自行底盘，也可以是车载式自行底盘。液压锚杆钻机主要由一个封闭的液压系统组成,其特点主要是运行平稳,结构小巧,工作可靠耐用,调节方便,配置灵活。但抗污染性能要求较高,这是因为系统受到污染,油液中的杂质和细小颗粒会导致液压元件磨损,阻塞调节小孔,寿命缩短,工作可靠性降低,效率下降。加之故障具有隐蔽性、多样性、不确定性及关系复杂等特点,故障出现后不易查找,严重影响工程机械的正常作业,甚至出现机械事故,给施工单位造成损失。再加之锚杆钻机同其它工程钻机一样,常年露天作业,经受日晒、风吹、雨淋,受自然条件的影响很大。为了充分保障和发挥设备的工作效能,减少故障发生次数,延长使用寿命,就需要在使用液压系统钻机前对机器作出全面的了解和培训,就必须加强日常的维护保养。

通常锚杆钻机的日常维护检查主要内容有:工作前的外观检查,如接头处是否松动、是否有漏油,管路是否有裂纹等;泵启动前的检查,如是否按规定加油,油温是否正常,低于10℃时应在无负载状态下运转20分钟以上;泵启动和启动后的检查,泵启动时应用开开停停的方法进行启动以使油温上升,使各执行装置运转灵活再进入正常使用。泵启动后还应检查是否有汽蚀、过热、气泡等不良现象发生。钻机在稳定工作时随时注意油量、油温、压力等,同时还要注意执行元件、控制元件的工作情况,注意系统是否有漏油和振动等不良现象。

在工作结束后要作好全机的清洁工作和遮盖,特别是散热器、发动机、液压元件等部分。如前所述液压钻机使用中主要是防止污染,特别是液压油的污染。通常专业生产厂家在钻机出厂前都会严格按照标准对液压系统去污染处理,因此污染物的产生绝大多数是在使用(特别是不正常使用)和维护中产生。中钻华机锚杆钻机专家总结了液压系统的污染原因,认为主要有以下几方面:(1)加注了不清洁的液压油或异种油;(2)由于混入了空气、水分等使油液氧化变质;(3)液压油在工作过程中不断产生的金属、密封材料的磨损磨粒,剥落的纤维,油漆碎片等;(4)在更换液压油时没有将已废弃的油放干净,没有清洗油箱、过滤器等;(5)由于液压系统散热器损坏或未安装、油液未达到规定的液位等情况,使系统油温超过规定温升长时间使用,加快系统油液的碳化变质,密封件老化,容积效率降低;(6)钻机在使用维修过程中未加盖空气过滤器盖,致使杂质混入油液中;(7)在维修作业时工作场地不清洁,更换配件未进行去污处理,装配时带入了泥土、残渣等杂质。因此在使用维护钻机的过程中要特别注意以上的污染源,有效控制污染造成的危害。

另外,在使用锚杆钻机施工前,必须作好充分地准备,尤其是到很偏远的山区作业,如准备一些常用密封件、一定数量去污液压管、多用接头等等备用件。在高原地区和冬天作业时还需注意防冻防寒,加注一定量的防冻液或使用防冻液压油。