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作者：王海

来源：旋挖钻机工法网

工法是指以工程为对象，工艺为核心，把先进的技术和科学管理结合起来，经过工程实践形成的综合配套的施工方法。它具有先进、适用和保证质量与安全、环保、提高施工效率、降低工程成本等特点。

　　旋挖工法由五部分组成：考察、管理、设备维护、工艺和质量及事故处理。

考察：工程概况，地质、地下水、桩径，考察甲方

工程概况 　　1、工程地点：工程地点对设备转场费用，材料采购，季节、天气、工程单价都有影响，因此这些因素需要考虑。 　　2、工程类型：工程基础类型很多，如高铁、高速公路、水泥厂、电厂等等。工程类型会对施工方式，工程进展有很大影响。如高铁、公路桩位分散，加快了地质变化，并且监管严格；而水泥厂、电厂桩位密集，一般选地势较高平坦的场地，并且监管相对较松。 　　3、地理位置：工程地点尽量远离山区，因山区岩石较多，地质变化快；远离河流，因河流附近地质多为沙层卵石，并且地下水丰富。 　　4、季节：冬季施工不但追加施工费用，同时也增加施工难度，影响施工质量。 　　5、天气对施工有很大影响，几乎每个施工方都因天气因素而停工过，其中雨、雪对工程影响最大，考察工程时一定考虑到此因素，如冬季南方阴雨连绵导致长期停工。 　　地质 　　影响工程难度主要由以下因素不断变化造成的：地质、地下水、桩径、桩长。1、地质类型：根据旋挖施工可把地质分为 　　（1）常规地质：泥层：软塑、中塑；土层：黏土、黄土、粉土；沙层：细沙、中沙、粗沙。 　　（2）中难度地质：卵石：泥卵、沙卵；卵石层：角砾层、砂砾层、砾石层；沉积岩：砂岩、泥岩、页岩；风化岩：全风化、强风化、中风化。 　　（3）高难度地质：弱风化；未风化的火成岩：花岗岩、玄武岩。2、地质强度：无论什么类型地质，最终都以地质的强度来衡量钻进难度 　　（1）极限承载力：常规地质～中难度地质，一般都以极限承载力测定地质强度。 　　极限承载力：1平方米面积上施加压力，直到出现塑性变形。如千帕换算重力＝50吨，1平方米上施压50的重力出现塑性变形。 　　（2）单轴抗压强度：中难度地质～高难度地质一般都以单轴抗压强度测定地质强度。 　　单轴抗压强度：岩石无侧束的状态下所能承受的最大压力，直到把岩石加压至破裂所需的应力。 　　地下水 　　通常影响旋挖施工的地下水多半是上层滞水（局部隔水作用形成的蓄水体）和潜水层（第一个稳定隔水层上的地下水）。1、水介质：自然界的岩石、土壤均是多孔介质，它们的形状不一、大小不等的孔隙、裂隙或溶隙，其中有的含水，有的不含水，有的虽然含水却难以透水。通常把既能透水，又饱含水的多孔介质称为含水介质。2、地下水位置：对于旋挖施工，地下水的位置当然是越深越好。地下水越浅对旋挖施工越不利，由于泥浆压强随深度增加而增大，因此较浅的地下水只能使用长护筒或泥浆护壁工艺。3、地下水丰富情况：对于旋挖施工而言，地下水越少越好。如果地下水丰富，那么水介质地质层必然存，因此直接决定了泥浆质量（护壁、压强）。4、地质报告：基础桩必须由设计单位对地质、地下水勘探分析，提供地质报告以供施工参考。通过地质报告上的文字描述，平面图分析，对整个场地的地质及地下水了解。5、地质勘探（岩芯）：勘探基础桩地质分为初勘、详堪。无论哪种勘探方式，都必须岩芯取样。如果工程未开工或刚开工时，勘探岩芯没有被破坏，可直接观察岩芯，分析地质情况。 　　桩径 　　桩径的变化直接影响钻进能力1、扭矩：桩径加大意味着钻斗的直径增加，因此阻力臂增加＝增加扭矩负载。2、加压力：加压油缸输出压力传给钻斗上的钻齿，桩径增加后意味着钻斗直径增加，同时也增加了钻齿的数量，压力／面积＝压强，因此桩径增加＝每个齿上的压强减小，降低了钻进能力。 　　考察甲方1、四通一平：到施工场地考察道路、水、电、通讯和场地平整情况。2、地亩：占用的工程地亩费用是否已到位，可到当地住户了解情况。3、扰民：观察施工场地与居民区的距离，防止因噪音扰民夜间停工。4、图纸：工程图纸是否都已设计完毕，甲方已全部拿到。5、混凝土：搅拌站位置，是否已建成，设计日产砼方量，水泥储存量，搅拌车台数。6、钢筋笼：钢筋笼制作场地位置，日产数量，运输方式极运输能力。7、验孔方式：是否需要下孔规，深测管，是否使用超声波仪器验孔。

管理：实行计划、组织、协调、指挥、控制，实现高产出，低投入的目的

　　外协公关

　　有句谚语：干活不由东累死也无功。身为旋挖管理人员，任何事情都没有与甲方外协公关重要，应做到绝对服从安排，积极配合，按甲方工作指示开展工作，并搞好关系，经常沟通感请。 　　计划组织 　　每天计划一个目标，通过对人、机、物、时的统筹安排，实现整个生产链的连接，并完成目标。 　　控制 　　对安全、生产、质量进行监督,判定团队是否正朝着目标健康地向前发展,并在必要的时候及时采取矫正措施。 　　后勤保障 　　要建立一套后勤管理办法，主要是针对员工：生活起居、劳动保护。一个团队如果连吃都吃不好、休息不好，那么其它的就免谈了！后勤保障非常重要，关系到人力资源问题，这是很多施工方留不人的根源，其实有时员工未必就差钱？ 　　规章制度 　　很多员工认为规章制度就是约束干活的，其实并不然。规章制度包括：劳动合同管理、工资管理、社会保险福利待遇、工时休假、职工奖惩，以及其他劳动管理规定。没有制度不成方圆，如果不出台制度并执行制度，说明管理存问题。 　　人力资源 　　很多旋挖施工方都缺人，整天不是招机手就是招灌注工。其实机手的工资都差不多，灌注都按方量计算，既然在哪干赚的钱都差不多，为什么留不住人？其中的原因值得思考。任何企业人力资源的流失都是公司的损失，更何况一名优秀的机手在旋挖施工中起到的作用。 　　宁缺毋滥 　　对于职业道德，技能经验存在问题的员工直接开掉，以免留下隐患，危害团队及工程质量。 　　发扬团队精神 　　身为管理就是来协调他人活动，以便收到个人单独活动所不能收到的效果而进行的活动。

设备维护：保障设备长期稳定运转是提升效益的基石

了解机电液柴构造及其工作原理，可提升对设备的保养维护技能。 　　机械结构 　　底盘：四轮一带.H形支撑、回转支撑、回转上车、配重、驾驶室。 　　工作装置：变幅装置（动臂、变幅油缸、支撑杆、三角形），桅杆（上桅杆、中桅杆、下桅杆），吊锚架、随动架、提引器、钻杆、钻具、销轴、轴套、减速机。 　　机械保养主要于检测：焊接部位，螺丝扭矩，销轴润滑，定期换油。 　　机械检测重点：动力头、主卷钢丝绳、提引器、绳夹、钻杆、钻斗部位。 　　电气

电气是机手的弱点，因此不可能完全掌握！不过有些基础知识还是需要掌握的如：启动马达（发动机）的启动方法，工作装置显示器使用及参数设置，电磁阀的作用及工作原理，继电器的作用等等。 　　（1）检查电气线路有无断路、短路、破损、绝缘破坏等问题，着重检查线束穿过金属孔或围绕直角处应加保护套或绝缘隔层。 　　（2）最好会使用万能表，10分钟就可学会简单测量，电气出现故障可以测量诊断。 　　液压 　　把机械能转换液压能：液压泵。把液压能转化机械能：液压马达。 　　1、液压系统由五部分组成：动力元件（液压泵）、执行元件（马达、油缸）、控制元件（阀）、辅助元件（油箱、散热器）、工作介质（液压油） 　　2、主泵系统（主泵1主泵2.两组主阀）主要给马达供油。 　　3、辅泵系统：辅泵（负载敏感变量泵）通过负载压力反馈控制斜盘，M4阀（电磁比例阀）主要用于控制桅杆动作，M4阀也含有先导及电磁阀控制方式，辅泵主要给整车油缸供油。 　　4、先导系统：先导泵（齿轮定量泵），蓄能器、电池阀组、先导比例阀，用于控制主阀、M4阀、制动系统。 　　5、液压保养：定期更换液压油及滤芯，严格使用指定油品及纯正部件，根据环境温度选用液压油粘度。开机前检查液面，定期过滤等。 　　发动机 　　当前旋挖钻机配置的发动机有两大品牌：卡特彼勒，康明斯。 　　1、主流技术：直列六缸，水冷，电喷（高压共轨），涡轮增压，中冷器，可编程ECM控制器等等。 　　2、发动机的保养：使用指定油品，使用纯正部件，按时定期维护，对柴油、机油、防冻液、空气制定管理办法，如：每天清放油水分离器里的积水，油箱底部杂质及积水，下班之前尽可能加满燃油（空气中含水）。 　　3、保养细节：更换机油时不可使用柴油清洗发动机；更换柴滤机滤时不可把滤芯内部装满燃油或机油（装满后部分油体未经过滤）；安装滤芯时，当密封圈受力后，用手扭紧两圈即可；发动机低温启动后需预热，高温熄火前需怠速冷却。 　　定期保养维护

无论是机械、电气、液压、发动机都需要定期和周期性保养，日检、周检、月检，h.h.h.1h.h.....定期保养更换部件油品。 　　

工艺：以地质、地下水、桩径、桩长为基本参数，制定一套施工工艺。

钻杆 　　钻杆属易损件，是钻机6大关键部件之一（主卷、动力头、钻杆、提引起、钢丝绳、钻具）也是故障频发部位，钻杆承受钻机输出扭矩和加压力，承受操作不当的惯性冲击，承受钻进恶劣地质剧烈振动。 　　1、钻杆作用：将扭矩和加压力传递给钻具。 　　2、钻杆类型：摩阻式（伸缩式）：通过扭矩负载产生的摩擦阻力传递加压力；机锁式（伸缩式）：通过机锁点机锁传递加压力。 　　3、选用钻杆：极限承载力超过千帕以上就得考虑使用机锁杆。钻进深度超过80米只能使用摩阻杆（摩阻钻杆比机锁杆多1节）注：（随市场需求及技术上研发，产品会不断更新） 　　钻具 　　工欲善其事、必先利其器，磨刀不误砍柴工，都反应钻斗的重要性。 　　1、钻具作用：通过钻机输出的扭矩和加压力，作用在钻具上的钻齿，对地质进行切削破碎，并把钻下的渣土通过不同的方式容纳钻斗上并提出孔外。 　　2、钻具类型：双底捞沙斗（常规地质），双底入岩（中难度地质）螺旋钻（干孔、岩石节理），入岩筒钻（高难度地质），压轮筒钻、压轮钻（极端高难度地质） 　　钻齿 　　1、钻齿的作用：凝聚钻机的输出的扭矩和加压力，通过钻齿前的锋利刀刃对地质切削或破碎。 　　2、钻齿的类型：斗齿：（线式刀具）通过斗齿前端刀刃切削地质（适用于常规地质）；截齿：（点式刀具）通过截齿前的合金头，对地质进行破碎（适用于强度高地质） 　　3、选用钻齿：根据地质类型选用钻齿，卵石层（宝峨齿：耐磨.强度高），常规地质（斗齿:切削），坚硬地质（截齿：破碎） 　　先导尖钻具

最先接触也是最开始对地质进行掘进的装置。

　　1、先导尖作用：定位（有效预防偏孔），改变切削顺序（降低钻进阻力） 　　2、先导尖类型：鱼尾型（铸造），锥形铁板（厚铁板切割焊接），截齿型：（先导截齿座） 　　钻机、钻杆、钻具、钻齿和先导尖之间匹配 　　根据地质类型、地质强度、地下水、桩径、桩长，选用钻机型号（～扭矩），钻杆（摩阻、机锁），钻斗（开式.底式.螺旋.筒式），钻齿（宝峨齿、斗齿(v19.v20.v35),截齿），先导尖（铸造、铁板、截齿），只有部件之间合理搭配，才能发挥钻机性能。 　　钻进阻力

分析所有的阻力都来源于钻斗，因此想要降低负载，就得钻斗上下功夫。

1、正阻力：来源于先导尖和钻齿，改变先导尖类型，实现先导尖与钻齿优化组合，钻齿角度，间距等。 　　2、侧阻力：泥浆或水具有润滑左右，降低侧阻力；同时导向防护条高度、边齿位置都可以改变侧阻力。 　　3、内阻力：锥形钻体，干孔，底板开口大小都影响着内阻力。 　　优化钻具

钻具不仅仅搭配好就能提升性能了！无论线式刀具还是点式刀具，其钻进理念都是减少接触面积而提升钻进能力，因此可通过点.线.面为基础理念优化钻具。 　　泥浆

满足施工要求，保证施工安全，提升施工质量。

1、泥浆作用：流速（护壁）、压强（支撑）、润滑（降阻）、悬浮（沉渣）、减震（缓冲）、降温（护齿）、浮力（提升） 　　2、泥浆原材料：膨润土（粘度护壁）、纤维素（增加粘度）、火碱（ph值） 　　3、泥浆三项指标：流速，比重，含沙滤。　4、搅拌方法：人工（搅浆罐）、水泵（漏斗冲)、机械（挖机、水泵叶片） 　　5、应用泥浆压强：泥浆压强随深度增大，因此桩深部位的地质可排除危险性（塌孔、沉渣），而桩浅的位置由于泥浆压强较小，这时泥浆（粘度）护壁更重要。 　　6、钻孔液：适合简单地质，没有护壁层，容易漏浆，但是使用方便，对PH值有要求。 　　操作控制 　　1、操作理念：根据地质变化改变操作方式，实现保护设备的前提下最大化发挥钻机性能。 　　2、望闻问切 　　望∶看 　　(1)检测：开机前通过目测检查各个部位：发动机、液压、结构、电气。 　　(2)仪表：旋挖钻进时观察仪表显示的各项参数。 　　(3)实时监测：如主卷钢丝绳、钻杆、钻斗销保险、钻斗底板挂钩、钻斗底板中心轴保险、钻齿。 　　(4)地质分析：也可观察取出的渣土颜色、种类、颗粒、块状大小来分析地质变化趋势。 　　(5)安全观测：观察提钻时钻杆上的泥浆下流波纹确定泥浆的质量，泥浆液面是否有翻花现象(塌孔），钻斗大梁上是否有渣土（塌孔），护筒周围是否冒泡（塌孔）。 　　(6)负载观测：由于动力头使用变量马达，因此钻杆转速随负载变化，通过观察钻杆转速可知负载状况。 　　闻：“听”由于施工隐蔽工程，当钻斗孔内时，只有通过听来控制、预防。 　　(1)降低杂音：尽可能的把发动机消音器、冷却风扇声音关闭驾驶室之外。同时把前风挡部分打开，尽可能的让动力头和主卷扬（行星减速机）声音进入驾驶室（前置主卷) 　　(2)监测：通过“听”实时监测整台设备各个系统的运转声音。 　　(3)动力头声音：通过“听”;实时监测动力头行星减速机发出的声音，可第一时间感知负载变化，同时判断地质情况，改变操作控制。 　　(4)主卷声音:通过“听”;实时监测主卷扬工作时减速机发出的声音，其声音随负载变化，可第一时间感知主卷上提或下放负载变化，可有效降低钢丝绳断、卡钻、夹钻、卡杆、带杆事故发生。 　　问：“了解” 　　承接工程之前，可通过地质报告了解地质、地下水情况，也可到现场观察导前钻勘探岩芯样品分析地质，如果已有钻机施工，也可询问对方施工情况了解地质、地下水情况。 　　切：“振动” 　　地质发生变化时比如：卵石层，通过钻具钻杆传递的振动频率大小也不一样，这时可通过振动变化判断地质情况，同时改变操作方式。 　　3、操作与地质 　　操作与地质有着密切关系，第一时间得知地质的变化情况，这与钻机效率有直接关系，每种地质的钻入方法存一定的差异如∶钻杆转数、加压行程、输出扭矩、钻进深度等等。如果任何地质的操作方法都是一个套路，不但影响生产效益，事故的发生概率也随之增高！ 　　4、操作方式：切削式（常规地质）、破碎式（软岩）、拨动式（卵石层、强风化局部）、碾磨式（弱风化.花岗岩、玄武岩）。

质量及事故处理：每种现象和事故发生都有它的因素所，找到这些因素并排除它。

沉渣：提升泥浆粘度，液面高度，降低含沙率。 　　塌孔：提升泥浆粘度，液面高度，增加泥浆比重。 　　偏孔：地质（强风化、中风化地质受力不均匀），操作（加压过快、进尺过快），钻具原因（没有根据地质选配钻具，或钻具存缺陷，阻力大）。 　　缩径：提升泥浆压强，钻具（边刀）操作原因（进尺过快、加压过急、提升起步吸空) 　　打滑：操作（单斗进尺过多、加压过急）、钻杆（摩阻钻杆，地质强度高如：泥岩）、钻具（没有根据地质情况选配钻具或钻具存缺陷），泥浆（润滑作用），钻齿原因（没有根据地质选配钻齿或钻齿磨损） 　　漏浆：缓慢漏浆（泥浆护壁问题），迅速漏浆（地质问题：卵石层），操作因素（上下提钻时旋转钻斗破坏护壁） 　　冒水：地势低，水位承压。 　　钢丝绳断处理：钻杆承重动力头上，使用副卷或吊车，一节一节从外至内把钻杆倒上来。 　　埋钻：调制泥浆清理沉渣，洗孔。 　　卡钻：向下加压使用长形重物冲击被卡住钻斗。 　　夹钻：向下加压使用长形重物冲击被夹钻钻斗。 　　底板掉：1使用螺旋钻乱搅。2或者扩孔后使用大直径的入岩筒钻。3把双底钻斗底板卸掉，扩孔后在咋大梁上缠绕钢丝绳，下钻后慢钻把底板套入钻筒内。 　　钻杆销脱落：钻斗掉入孔底，泥浆洗孔清理沉渣，使用小直径双底钻斗，把底板卸掉焊接反转双钩，下钩打捞。 　　钻杆芯节断：芯节和钻斗孔内，调制泥浆清理沉渣，使用钢筋制作一个骨架。 　　（1）使用钢丝绳制作一个绳套并固定骨架上，下套套住钻杆弹簧座下方。

（2）下水鬼套住芯节。

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