二、钻机主要技术参数的选择及选择依据
A* x+ w/ ^5 K& k$ A 国内工程施工钻孔灌注桩桩径设计一般为 1.0-2.0米,孔深50米以内,个别桥梁设计桩径已采用2.2米。对于嵌岩桩,由于我国地域广大,各地嵌岩桩遇到的岩石硬度较大,但一般岩石硬度单轴抗压强度在98N/mm2以下。因此,确定钻机以下参数:钻孔径1.0-2.0m米,孔深80米,满足岩石单轴抗压强度98N/mm2的嵌岩桩施工要求。- R4 n# {* V9 N+ m
- 转盘扭矩的计算 按下列石油钻探中采用的公式:T=0.946×10-2×K×D2..5×Wd1..5 N· m 式中:
6 H( w! J0 y) d( |9 wT 扭矩 N·m K 地质补正系数 D 钻孔直径 cm Wd 钻头单位直径上的压力 N/m$ y- `& n# a1 h; h8 k5 y
由计算知, 满足φ2.0m嵌岩桩钻孔转盘扭矩需48.67KN·m - 钻头转速的计算
2.1国外推荐按下列经验公式确定钻头的经济转速:n=36575/D r / m i n 式中:3 Y& B8 o( g- R' M$ f+ d
D 钻头直径 :mm
& E! r2 \+ T4 X) V4 J取D=2000 mm时, n=18.3 r / m i n ;
7 Z9 P+ t. E- [* Q, P9 U( e. Y- MD=1000mm时, n=36.6 r / m i n
2 K( I2 G: r* ^: t7 h n max = (100 - 120) d / D r / m i n
$ ~, `1 M; T# x5 w4 K l 式中: d 钻头外侧牙轮 / 滚刀直径; D 钻头直径( b; Z" |! x/ c2 @0 d' E2 p
取:D=1000, d=7″时 n max = 17.8 ~21.3 r / m i n }; E d' r- U3 J0 b
综合2.1、2.2 所述,孔径 1.0-2.0m的钻进需钻头转速范围为10-36.6 r / m i n。
# d4 G; E* h" Q4 q3 c8 l, q1 r 为确保钻机设计参数满足施工要求,我们还结合国内其他类似钻机的技术参数进行类比法确认,如下表示:) O" w: u/ [( W
类别 | 黄 海 机 械 厂GM - 2 0 型 | 上 探 机 械 厂GPS - 2 0 型 | 山东探矿机械厂TS - 2 0 型 | 孔径:mm
) d5 m1 L( }: n2 x& [# T+ D9 v | 2000 | 2000 | 2000 | 孔深:mm
% E; Q" S& P2 U- y# h2 j0 C' @ | 80 | 80 | 80 | 最大扭矩:KN·m) r% r; H& y6 v* y0 C2 u) X& ?
| 36 | 30 | 32 | 转速:r/min( k* _7 _; A, [6 o; Q; L
| 12、22、36、56、88 | 8、14、18、26、32、56 | 8、14、22、26、39、70 | 提升力:KN! G" [' k& O3 f* W
| 45 | 30 | 30 | 加压力:KN6 M* R( m: I3 f, h" l* n' o
| 100 | 无 | 无 |
综合上述论证,最终确定钻机主要技术参数如下:% e9 R, d$ [' p" |& D& [
钻孔直径 m : 1.0-2.0 孔深 m : 80 最大扭矩 : KN ·m : 50 转速 r / m i n : 2.5 - 44r/min 主卷扬提升力 KN : 30 × 6=180 最大加压力 KN : 89 三、 结论
! j3 F: A3 G& F& S 通过优化设计思路,并经合理选择技术参数,该工程钻机主要技术参数可以满足施工钻孔灌注桩的要求,曾顺利完成了直径2.2m、孔深35m的一次成孔任务。# C" w- a; T" w: O) j
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