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水电工程造价指南:施工设备和机具及其作用

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)钻孔灌浆1.钻孔设备、钻头、钻具钻孔设备。回转式钻机是目前使用最多的一种钻孔机械。回转式钻机,根据结构和性能的不同,一般可分为立轴式钻机、转盘式钻机和动力头式钻机等。其作用是将灌浆材料和水搅拌均匀供灌浆机输送。

水电工程造价指南:施工设备和机具及其作用

(一)钻孔灌浆

1.钻孔设备、钻头、钻具

(1)钻孔设备。钻孔设备种类,按其在钻进中对岩石的钻进方式不同或按结构特点,可分为回转式、冲击式和回转冲击式三大类。

1)回转式钻机。回转式钻机是目前使用最多的一种钻孔机械。这种钻机是利用钻机的回转器带动钻具旋转,以磨削孔底岩石进行钻进。其钻具多为筒状,能取出完整柱状岩芯。这种钻机的钻进速度较高,适用于各种硬度级别的岩石钻进。可钻直孔、斜孔、深孔。

回转式钻机,根据结构和性能的不同,一般可分为立轴式钻机、转盘式钻机和动力头式钻机等。其中立轴式钻机又分为手把式、油压式、螺旋差动式和全液压式四种。下面简单介绍几种回转式钻机。

①立轴式液压钻机。立轴式液压钻机是我国现在普遍使用的一种回转式钻机。该钻机可使用金刚石钻头、硬质合金钻头、钻粒钻头和鱼尾钻头等。可进行取芯钻进和不取芯的全孔钻进。

钻机型号:SGZ— IIIA、XU300—2、XY—2B、XY—2PB、XY—2PC、GX—1T。

②转盘式钻机。是以转盘带动钻具旋转、钢丝绳给压钻进的一种钻机。具有回转和冲击两种功能。

钻机型号:SH30—2、SPJ —300、SPJT—300、SPC—300H。

③动力头钻机。动力头是钻机的重要组成部分,在塔架的垂直导轨上下滑动,并将动力传至钻杆带动钻头回转钻进,故称动力头钻机。导轨刚性强、导向性好,能保证钻孔的垂直度和钻斜孔时所需要的倾斜度。动力头钻机具有回转和冲击两种功能。

钻机型号:GJD—1500、ZCY—30。

2)冲击式钻机、冲击反循环钻机。

冲击式钻机是利用钢丝绳将钻具提升到一定高度,然后自由落下,冲击地层,使孔底岩石破碎而进行钻进。其钻头多为十字形,不能采取完整岩芯。这种钻机适用于疏散性岩石、软岩石和硬地层中钻凿与地面垂直的孔。冲击式钻机属大口径型钻机。主要用于钻凿地质工程中的水文井、地基处理工程中的防渗墙槽孔、工农业中的机井、高层建筑等地基工程造孔。

钻机型号:CZ—22、CZ—30、KCL—100。

冲击反循环钻机是在冲击钻机的基础上研制出的新机型。由抽筒抽砂,改为泵吸排砂(渣),故称冲击反循环钻机。主要适用于钻进灌注桩孔、大口径水井、矿山通风孔和防渗、挡土用连续墙槽孔施工。

钻机型号:GCF—1500。

3)回转冲击式钻机。回转冲击式钻机,按其使用动力的不同,分为液压式、风动式、电动式、内燃式四种。与回转式钻机相比,具有钻孔速度快,机动灵活等特点。

风动式钻机使用较为普遍,通称风钻,它以压缩空气为动力,使钻头冲击和回转,将岩石破碎达到钻进的目的。风钻有手持式、气腿式、导轨式、潜孔钻几种,大多用于12m以内的浅孔。

(2)钻头、钻具。回转式钻机用的钻头,有钻粒钻头、硬质合金钻头和金刚石钻头三种。

1)钻粒钻头。也称碾砂钻头、铁砂钻头、钢砂钻头。适用于各种岩石中垂直或接近垂直的钻孔。但这种钻头在钻进过程中形成的岩粉和铁屑较多,易堵塞孔壁缝隙,影响灌浆质量,一般很少采用。

2)硬质合金钻头。适用于在软的或Ⅶ级以下硬度的岩石中钻孔,有较高的钻进效率。与钻粒钻头相比,它具有钻进平稳,成本低、孔壁圆整,不受钻孔方向的限制等优点。但在坚硬岩石中钻进效率不高,且强度、耐磨性差,寿命不长。

3)金刚石钻头。金刚石钻头具有钻进平稳、孔形较好、钻进效率高、钢材消耗少等优点,且不受岩石硬度、钻孔方向的限制,在条件具备时应优先选用。缺点是单个钻头造价较高。

一般对钻头的选用如下:

直孔:Ⅶ级(按12级划分)以下岩石优先选用硬质合金钻头;Ⅶ级及以上岩石优先选用金刚石钻头和牙轮钻进,也可采用钻粒钻头。

斜孔:孔与水平线夹角60°以下能用钻粒头。

钻具:包括钻杆、扩孔器、岩心管等。

2.制浆及储浆设备

制浆及储浆设备一般称浆液搅拌机(又叫浆液搅拌槽),一般多由使用单位在工地自行制造,容量通常在200~1000L之间,其形式有立式和卧式两种。

制浆及储浆设备一般包括两部分:①搅拌机,专门拌制水泥浆液,其转速较高,能充分分离水泥团粒,以提高水泥浆液稳定性;②储浆搅拌筒,储存已拌制好的水泥浆,供给灌浆机抽取而进行灌浆用的设备,转速可较低,仅要求其能连续不断地搅拌,维持水泥浆不发生沉积。其作用是将灌浆材料和水搅拌均匀供灌浆机输送。

常用的有200L双筒立式搅拌机、400L 双筒并列式搅拌机、400~800L单筒立式搅拌机。

3.灌浆设备

能产生一定的压力,可将水泥浆或其他种类浆液灌入到岩石裂隙或土的孔隙(或其他需要灌浆的处所)内的机械设备,称为灌浆机或灌浆泵。

(1)中压泥浆泵。往复式活塞泵,活塞与浆液直接接触,所以只能灌水泥浆、粘土浆、水泥粘土浆。

1)单作用泥浆泵。

卧式泥浆泵(活塞泵):BW—250、BW250—50、BW—150、BW—90。

卧式双浆泵——水泥浆、砂浆(柱塞泵):SNS—200/10。

其他:钻进用的SGZB—3250,也可作为水泥灌浆泵。

2)双作用泥浆泵。

卧式泥浆泵(活塞泵):BW600/30—1、BW600/30—1H、BW—850、BW—450、BW — 200。

(2)高压泥浆泵。卧式高压柱塞泵GBW—100/100、JGNB—100/100、SGB6—10。

(3)中压砂浆泵(灰浆泵)。隔膜泵,中间注水,活塞不与浆液直接接触。型号有100/15 型往复式柱塞泵、HP—013。

(4)化学灌浆泵(计量泵、比例泵)。是一种柱塞泵,可按比例输送弱酸性或碱性浆液。有JD 型、JZ 型。

(5)高喷泵。卧式柱塞泵,有XZ—75/50、3XB系列。

(6)液压灌浆泵。

全液压灌浆泵:是水泥浆灌注压力的专用泵,有YGB5—10。(www.xing528.com)

稳压自变量液压灌浆泵:HFV 系列。

(7)其他专用灌浆泵和代用灌浆泵。

其他专用灌浆泵:YBS—250/120、KBY—50/70、2JGZ—60/120、QZB—50/60、2MJ — 3/40、HGB、HG20 — 12、NJ — 4。

其他代用灌浆泵:ZDSJ3/30、100/20。

4.动力设备

钻探灌浆常用的动力机,主要有电动机和柴油机两种。

5.其他

如测量仪表、调节装置及一些专用器具。测量仪表有智能灌浆记录仪,如J—21型;专用器具有灌浆塞、孔口封闭器、阀门等。

(二)防渗墙

防渗墙施工主要使用的机械有冲击钻机、反循环钻机、抓斗(机械、液压)、液压洗槽机和泥浆搅拌机。

造孔设备:冲击钻机CZ—22、CZ—30、KCL—100;冲击反循环钻机GCF—1500;回转—冲击反循环钻机GJD—1500;潜水钻机;抓斗MHL(油压钢绳式)、抓斗BH(液压钢绳式)、双轮液压洗槽机。

制浆浇注设备:卧式泥浆搅拌机2m3、4m3高速锤式打浆机;立式搅拌机;水力搅拌机;高速制浆系统。

(三)桩基

1.振冲桩

一个振冲机组需要配备的主要施工机具有振冲器、起重机械、水泵、装载机和控制操作台等。

(1)振冲器。是利用一个偏心体的旋转产生一定频率和振幅的水平向振动力进行振冲挤密或置换施工的专用机械,有ZCQ、BJ 系列。

(2)起重机械。包括履带或轮胎吊机、自行井架或专用平车等。

(3)水泵。通常选用出口水压0.4~0.6MPa,流量20~30m3/h,每台振冲器配一台水泵。

(4)装载机。一台振冲器最好配备1~2 台装载机配合填料,装载机容量1.0 2.0m3;无装载机时也可用6~8台手推车代替。

(5)控制操作台。操作台由150A以上的电流表或自动记录电流计、500V电压表等组成,用以监测和控制振冲器的工作电流值和电压情况。振冲器和操作台之间的电缆可选用YHC型重型橡套电缆。每台振冲器配置一个控制操作台。

2.灌注桩

灌注桩的施工机具有钻机、专用工具和通用工机具。

(1)钻机。有普通水井钻机(用于正循环回转钻进)、反循环回转钻机(用于反循环回转钻进)。

(2)专用工具。有提引水笼头、方钻杆、钻杆、钻头、钻杆活动扳手等。

(3)通用工机具。一般需要配置水泵、电焊机、链式起重机、空压机、电气焊工具及管钳扳手、电气开关、推车等常用工具和杉杆、板方木、钢丝绳、胶管等材料。

(四)高压喷射灌浆

旋喷桩施工机具有高压泵、钻机、泥浆泵、浆液搅拌机、喷塔、喷管、孔口装置、高压管路系统、压缩空气系统、操作控制系统和其他辅助设施。

高压泵:有LT141 泥浆泵、HFV—2D注浆泵等。

钻机:76型旋转振动钻机及地质钻机改装后也可应用。

泥浆泵:普通泥浆泵BW200/40、BW250/50等。

浆液搅拌机:普通灌浆用搅拌机,如200L双筒立式搅拌机。

喷塔、喷杆及喷管:喷塔须牢固平稳,制成高架,宜保证整个钻孔能连续喷灌结束;喷杆必须平直,接头处应有锁紧装置,并有足够强度;喷管包括喷嘴和活门,其直径、加工及装配精度应符合规定。

提升装置:应有足够的提升能力,保证喷杆能匀速、平稳提升。

孔口装置:它是带动钻杆摆动或旋转,从而实现定、摆和旋喷多种灌浆形式的一个重要装置。

高压管路系统:包括高压软管、高压软管接头、旋转活接头(水龙头)、高压阀门等。

压缩空气系统:二重管或三重管旋喷法的空压机和管路采用通用设备器材。

操纵控制系统:包括机械设备的操纵、控制和安全措施。

其他辅助设施:供水供电设备管路线路等。要求利用孔口返回的浆液时,应当建立浆液回收净化设施。

提升装置与高压泵、空气压缩机、拌浆机、灌浆机、孔口装置间宜设灌浆装置。

(五)预应力锚固

钻孔设备根据地质条件、钻孔深度、钻孔方向和孔径大小选择钻机。在水电水利工程中一般用SGZ—1(Ⅲ)、YQ—100、XJ—100—1及东风—300等钻机。

张拉机具可分为拉伸式(拉伸机)与顶升式(千斤顶),一般均为油压型,也可采用特制的水压机张拉。

(六)开挖回填

一般用常用的开挖、回填机具即可。

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