二、钻机主要技术参数的选择及选择依据 2 L* \5 f) f1 A- C$ `( 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。6 i; N1 P! q V! J
- 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:& T$ m4 Q& `2 z3 l& W# Y8 n8 x
T 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) o8 J' Y; E7 C0 j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:" Y6 ]6 a ^; O# Q+ u& V+ g0 C% b' o
D 钻头直径 :mm: ^# o6 H4 V( k$ T1 n
取D=2000 mm时, n=18.3 r / m i n ;
* J7 m+ T6 {5 v e9 E; L3 DD=1000mm时, n=36.6 r / m i n
' C0 h0 m( P4 u: \" s5 K, \ n max = (100 - 120) d / D r / m i n' u6 c2 B, U: E" I1 Z$ @/ X
式中: d 钻头外侧牙轮 / 滚刀直径; D 钻头直径4 |6 T5 Y3 e. ]& Z
取:D=1000, d=7″时 n max = 17.8 ~21.3 r / m i n) g, e% ^; ]3 K9 o. Z# C# O& 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。
) ]7 U) j! t9 S( D' m) k7 A. m 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:% v1 Q2 T x4 L& j
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
- Z3 w: ]1 K& G; B | 2000 | 2000 | 2000 | 孔深:mm4 D8 Y+ ~4 s2 x
| 80 | 80 | 80 | 最大扭矩:KN·m1 N2 x6 V. ]7 d L6 j
| 36 | 30 | 32 | 转速:r/min% d! j4 K o$ k K @! j
| 12、22、36、56、88 | 8、14、18、26、32、56 | 8、14、22、26、39、70 | 提升力:KN: p& o3 p! k; M7 ?& e0 s
| 45 | 30 | 30 | 加压力:KN
5 O/ h! e3 q; @) b# W+ |- {. m$ x | 100 | 无 | 无 |
综合上述论证,最终确定钻机主要技术参数如下:3 {7 W/ H7 M G Y( \5 H- W0 _) M
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
9 r) n- v. w9 a/ N) ~ 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。
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