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旋挖钻机的施工应用分析论文
旋挖钻机是现代工程建设当中的重要设备，其对于提升工程建设质量具有重要意义。基于此，以新疆玛纳斯河渡槽工程为例，对旋挖钻机的实际应用进行分析。
1 泥浆制备
1.1 性能指标
根据对新疆玛纳斯河渡槽工程实际情况分析与计算，得出的所需泥浆性能指标如表1所示。
表1 泥浆性能指标
1.2 材料、设备选择与投放顺序
1.2.1 材料选择 根据对新疆玛纳斯河地质水文情况的实际勘察，其渡槽工程所需泥浆的材料主要包含：以蒙脱石为主的膨润土;塑形指数>17、低于0.005 mm级别粘粒含量>50%的粘土。
1.2.2 设备选择 为了保证泥浆当中的膨润土与羧甲基纤维素能够完全溶解，故选择膨润土搅拌机，工作效率规格为>200 r/min。
1.2.3 投放顺序 泥浆拌制材料的投放顺序如下：①水(投放量由配比决定);②膨润土(一边搅拌一边投放，直至充分溶解);③羧甲基纤维素(均匀投入);④分散剂;⑤比重剂与止水剂。
1.3 护壁设置 根据对新疆玛纳斯河潮汐情况的分析，该工程泥浆护壁设置高出最高水位1.5 m。制作泥浆护壁时，入孔泥浆粘度严格控制在18～20 s，比重<1.10，出孔泥浆粘度在18～25 s，比重<1.25。清孔时不断置换泥浆，直至混凝土充满。
2 护筒制作及埋设
2.1 护筒制作 根据工程实际需求，以钢板作为护筒材料，长度设置为1.5 m，内径大于孔径200 mm。护筒顶端焊制两个吊环，以满足起吊之用。护筒上部设置两个溢浆孔，上中下各加一道加劲筋。
2.2 护筒埋设 护筒的埋设主要分为5个步骤，具体流程如下：
(1)放线找出桩位中心点，然后在胡同外80～100 cm过中心点正交十字线上埋设控制桩;
(2)桩位外挖出深度2.0 m、直径比护筒直径宽60 cm的圆坑，并在底部填筑厚度为20 cm的粘土，夯实;
(3)以钢丝绳为工具，将护筒对称吊放进孔内，找出护筒圆心;
(4)以控制桩放样找出桩位中心点，移动护筒，使护筒与桩位以桩位中心为中心点，形成同心圆;
(5)用水平尺对护筒垂直度进行测量，符合要求后，在护筒周围回填粘土并分层夯实，要注意避免护筒歪斜。
3 钻机就位
根据对新疆玛纳斯河渡槽工程实际需求分析，钻机钻头与桩位的误差要控制在2 mm以内。在钻机就位前，要做好对场地的压实，并确保其平整性，保证钻机左右履带板处于同一水平面上。
4 钻机成孔
4.1 成孔方法 根据对工程需求的分析，采取旋挖钻机来完成钻孔。其工作原理为利用旋挖钻杆的液压马达施加下压力，然后利用扭矩的旋转力使钻头旋转切入土地内，破碎土地、石渣直接装入钻头，依靠钻机提升装置与伸缩钻杆提出孔外卸土，往复如此直至设计深度。
4.2 钻孔流程 钻孔施工流程主要可以分为7个环节，具体内容如下。
(1)调平钻机位置，保证钻机垂直稳固，钻头着地，进尺深度调整为“0” 。
(2)损失真旋转开口，以液压压力及钻斗、钻杆自重作为进钻压力，初钻压力控制在90 kpa左右，钻速先慢后快。(3)根据工程不同位置的不同地质条件，选择不同钻头予以钻进，钻头应用情况参见表2。
(4)在使用短螺旋嵌岩钻头钻进时，应用筒式钻头对其予以辅助，以解决短螺旋嵌岩钻头出渣能力较低的问题。
(5)钻杆内充满钻渣后，需停止下压和回旋，沿逆时针方向转动动力头并稍向下送行，然后关闭钻头回转底盖。在避免钻头碰撞孔壁的基础上缓慢提升钻斗。提离孔口后，依靠钻机自身旋转至自卸车位置，利用动力头顶压顶杆，打开底盖倾卸钻渣。关闭底盖，旋回孔位，沿孔位慢慢将钻斗放至地钻孔，重复进行。
(6)为保证泥浆充足，在钻进时，要及时补充泥浆，保证孔内高度始终保持高于地下水位1.0～1.5m。同时，要根据地下地质条件对泥浆的配方与比重进行调整，以确保钻孔质量。钻至设计高度后，用带有货们的筒形钻对沉渣予以清理，若孔壁泥浆沉淀较厚，可用钻口进行上下扫孔。
(7)提出钻头，监理人员与质检人员对孔径、深度、垂直度进行检测验收，验收合格后移走钻机，盖好盖板，准备进行下道施工工序。
表2 地质对应钻头选择表
4.3 清孔 为保证清孔质量，需进行两次清孔。其中第一次清孔在钻至设计标高时直接进行(钻孔流程(6))，第二次清孔则在完成混凝土灌注导管安装后进行，清孔目的主要对孔深、孔底泥浆比重、是否有沉渣进行核查。若泥浆比重不符或沉渣清理不干净，需利用灌注导管进行循环式清孔30 min，当孔底沉渣≤100 mm、孔底50 cm处泥浆相对密度满足1.15～1.20时，可停止清孔
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