روش ساخت دکل حفاری چرخشی برای شمع های حفاری در لایه های سنگ آهک سخت

دکل‌های حفاری چرخشی ماشین‌های ساختمانی مناسب برای عملیات‌های سوراخ‌سازی-در مهندسی فونداسیون ساختمان هستند. در سال‌های اخیر، آنها به پایه اصلی ساخت پی شمع در ساخت پل در چین تبدیل شده‌اند. دکل‌های حفاری چرخشی، زمانی که با ابزارهای مختلف حفاری استفاده می‌شوند، برای عملیات شکل‌دهی سوراخ‌های خشک (مخزن کوتاه)، مرطوب (سطل چرخشی) و سنگ (مته حفاری) مناسب هستند. آنها دارای قدرت نصب شده بالا، گشتاور خروجی بالا، فشار محوری بالا، مانورپذیری بالا، راندمان ساخت بالا و عملکرد چند- هستند. توان نامی دکل‌های حفاری دوار عموماً 125–450 کیلو وات است، گشتاور توان خروجی 120–400 کیلونیوتن‌متر، حداکثر قطر سوراخ می‌تواند به 1.5–4 متر برسد و حداکثر عمق سوراخ 60–90 متر است که می‌تواند نیازهای پروژه‌های ساختمانی بزرگ را برآورده کند.قیمت دستگاه حفاری زمینی

در ساخت پل در مناطق با زمین شناسی سخت، روش های متداول ساخت پی شمع، حفاری دستی و حفاری ضربه ای است. حفاری دستی به دلیل چرخه طولانی ساخت و ساز، فناوری قدیمی و خطرات ایمنی قابل توجه مرتبط با عملیات انفجار به تدریج حذف می شود. حفاری کوبه ای نیز مشکلاتی را ایجاد می کند، در درجه اول سرعت حفاری بسیار کند آن در سازندهای سنگ سخت، که گاهی منجر به عدم پیشرفت می شود. در مناطقی که{3}}توپوگرافی کارست به خوبی توسعه یافته است، گیر کردن مته ها مکرر است، که اغلب به 1-3 ماه یا حتی بیشتر برای تکمیل یک شمع حفاری نیاز دارد. استفاده از دکل های حفاری دوار برای ساخت فونداسیون شمع به طور قابل توجهی سرعت ساخت و ساز را افزایش می دهد، هزینه ها را کاهش می دهد و کیفیت برتر را نشان می دهد. به عنوان مثال، در بخش شنیانگ از راه‌آهن پرسرعت هاربین-دالیان، بیش از 95 درصد از ساخت پایه شمع توسط دفتر نهم راه‌آهن چین با استفاده از حفاری چرخشی تکمیل شد. با وجود محدودیت های شدید در زمان ساخت و ساز به دلیل مسائل جابجایی، ساخت پل اصلی یک سال زودتر از موعد مقرر به پایان رسید.

دکل های حفاری چرخشی با مهندسی فونداسیون شمع و فناوری ساخت و ساز از نزدیک ادغام شده اند. با این حال، به دلیل کاربرد گسترده دکل های حفاری دوار فقط در سال های اخیر، کشور من در حال حاضر فاقد استانداردهای جامع ساخت و ساز برای آنها است، به ویژه برای ساخت شمع های حفاری در لایه های سنگ سخت، جایی که تحقیقات سیستماتیک در مورد روش های ساخت و ساز انجام نشده است. این مقاله، بر اساس پروژه تبادل و توسعه جاده گانان، یک پروژه فرعی از پروژه جاده گانان و خط Qinan BT که توسط شرکت ساختمانی Dalian شرکت گروه دفتر نهم راه‌آهن چین انجام شده است، بر معرفی روش ساخت شمع‌های حفاری با استفاده از دکل‌های حفاری چرخشی و اندکی مقاومت در آب و هوا تمرکز دارد. 30-50 مگاپاسکال) با سنگ نسبتاً سخت، مرجعی برای ساخت شمع حفاری دوار در لایه‌های مشابه است.

ویژگی های روش ساخت:

1. سرعت حفاری بالا: چیدمان مته و ساختار مته هسته سنگی دکل حفاری دوار بر اساس تئوری شکست سنگ طراحی شده است، که امکان حفاری مستقیم در لایه های سنگ را فراهم می کند، در نتیجه سرعت حفاری بالا و راندمان ساخت و ساز به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

2. **مزایای برجسته کنترل کیفیت:** دکل های حفاری چرخشی به طور کلی به یک محفظه گمانه با قطر 2 متر مجهز می شوند (که اگر خاک پس انداز در دهانه گمانه ضخیم باشد، می تواند طولانی تر شود). خود دکل همچنین می تواند پوشش را تعبیه کند و تأثیر خاک پس انداز را بر روی شمع حفاری شده به حداقل برساند. دکل‌های حفاری دوار از فرآیند ریختن بتن زیر آب کامل استفاده می‌کنند و از اثرات نامطلوب ریزش گل از دهانه گمانه و رسوب تولید شده در حین ریختن جلوگیری می‌کنند. به عنوان یک ماشین ساخت فونداسیون شمع که علم و فناوری پیشرفته مدرن را ادغام می کند، دکل های حفاری چرخشی دقت بالایی در عمودی بودن، بازرسی لایه سنگ پایین و کنترل طول شمع در طول ساخت گمانه ارائه می دهند. علاوه بر این، حداقل رسوب در پایین گمانه تمیز کردن را تسهیل می کند، بنابراین کیفیت بالای ساخت فونداسیون شمع را تضمین می کند.

3. **تطابق پذیری قوی با سازندهای زمین شناسی:** دکل های حفاری چرخشی مجهز به مته های مختلف هستند و می توانند بدون محدودیت جغرافیایی در سازندهای مختلف زمین شناسی مانند ماسه، خاک، شن و سنگ مورد استفاده قرار گیرند.

4. **تحرک راحت و قابلیت متحرک بالا:** دکل های حفاری چرخشی از شاسی بیل مکانیکی ردیابی شده استفاده می کنند که به آنها امکان می دهد مستقل حرکت کنند. علاوه بر این، دکل‌های حفاری دوار می‌توانند به‌طور مستقل عمل کنند، بسیار متحرک هستند، با زمین‌های پیچیده سازگار هستند و نیازی به تجهیزات کمکی برای نصب و برچیدن ندارند. آنها فضای کمی را اشغال می کنند و می توان آنها را روی دیوار کار کرد.

5. محل ساخت و ساز دوستدار محیط زیست و پاک: دکل های حفاری چرخشی می توانند در سازندهای سنگی بدون گل و لای کار کنند، هدر رفت آب را کاهش دهند و از آلودگی گلی محیط اطراف جلوگیری کنند. بنابراین، سایت های ساخت دکل حفاری دوار تمیز بوده و کمترین آلودگی زیست محیطی را ایجاد می کنند.

دامنه کاربرد: این روش عمدتاً برای ساخت شمع حفاری چرخشی در سازندهای سنگی با هوازدگی متوسط ​​و کمی هوازدگی با سنگ نسبتاً سخت قابل استفاده است.

اصل فنی:

1. اصل طراحی: بر اساس اصل کار دکل های حفاری دوار، همراه با خواص مکانیکی سنگ و تئوری اساسی شکستن سنگ دکل حفاری دوار، شمع های آزمایشی در سازندهای آهکی با هوازدگی متوسط ​​با سنگ نسبتاً سخت حفاری شدند. پارامترهای فنی مرتبط و شاخص‌های اقتصادی فرآیندهای مختلف حفاری با استفاده از دکل‌های حفاری دوار مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. از طریق مقایسه و تحلیل سیستماتیک فنی و اقتصادی، در نهایت روش ساخت شمع های حفاری دکل حفاری دوار در سازندهای آهکی با هوازدگی متوسط ​​با سنگ نسبتاً سخت تعیین شد.

2. اصل تشکیل سوراخ دکل حفاری دوار در سازندهای سنگی: با تجهیز دکل های حفاری دوار به انواع مته های مته، بزرگ شدن مرحله ای سوراخ در سازندهای سنگ سخت انجام می شود. این یک سطح آزاد در پایین سوراخ برای مته ایجاد می کند، که توانایی دکل حفاری را برای نفوذ به سنگ بهبود می بخشد و در نهایت حفاری سنگ کارآمد را به دست می آورد و در عین حال در هزینه های ساخت و ساز صرفه جویی می کند.

مراحل ساخت و ساز و نکات کلیدی عملیاتی:

برای اطلاع از فناوری ساخت و ساز دقیق شمع های لوله، لطفاً به نمودار جریان فرآیند ساخت و ساز مراجعه کنید.

II. نکات کلیدی عملیات ساختمانی:

1. کنترل موقعیت شمع: برای اطمینان از کیفیت موقعیت شمع، یک روش اندازه گیری دقیق اتخاذ شده است، یعنی موقعیت یابی با یک ایستگاه کل. پس از نصب پوشش، یک اندازه‌گیری مجدد انجام می‌شود و از یک قاب مختصات جوش داده شده استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که مرکز پوشش با مرکز موقعیت شمع مطابقت دارد.

2. کنترل شیب شمع: پوشش با استفاده از روش صلیب{1}}شکل در انتهای بالایی و پایینی قطر داخلی آن نصب می‌شود. عبور از دو نقطه مرکزی عمودی بودن پوشش را تضمین می کند. شیب گمانه در حین حفاری به موقع اندازه گیری می شود تا اطمینان حاصل شود که میزان شیب کمتر از 1٪ است. در صورت مشاهده تمایل بیش از حد، اقدامات اصلاحی بلافاصله انجام می شود.

3. کنترل قطر شمع: انتخاب مناسب قطر مته بر اساس شرایط زمین شناسی نقش مهمی در کنترل قطر شمع ایفا می کند. قطر گمانه می تواند 10-500 پیکسل بزرگتر از قطر مته باشد.

4. کنترل طول شمع: در طول ساخت و ساز، ارتفاع دهانه پوشش باید به درستی به ارتفاعات طراحی مختلف تبدیل شود. طول تجهیزات باید به دقت اندازه گیری شود، از جمله طول طناب فولادی، با در نظر گرفتن ازدیاد طول تحت بار. هر گونه خطا به سرعت اصلاح می شود. 5. کنترل بالای شمع: هنگامی که آخرین دسته بتن ریخته شد، ضخامت سرباره را به دقت تعیین کنید و حجم دسته نهایی را محاسبه و تنظیم کنید. پس از ریختن، ارتفاع بالای شمع را دوباره بررسی کنید. اگر الزامات طراحی را برآورده می کند، لوله راهنما را بردارید. در غیر این صورت، بتن بیشتری اضافه کنید.قیمت دستگاه حفاری زمینی

6. کنترل ساختار بدنه شمع: ساخت قفس تقویت کننده نباید بیش از خطاهای مجاز تعیین شده در استانداردها از جمله روش اتصال لبه و طول آرماتور اصلی باشد. تمام داده های قفس تقویت کننده باید بازرسی و به عنوان آثار مخفی ثبت شود. اطمینان حاصل کنید که لوله راهنما به خوبی آب بندی شده است. هنگام جابجایی لوله راهنما در حین ریختن، آن را بیش از حد بالا نیاورید تا از حوادث با کیفیتی مانند گل و لای و شکستن شمع جلوگیری شود.

7. کنترل مواد خام: برای هر دسته از میله های فولادی، سیمان، مواد افزودنی و سایر مواد خام ورودی، درجه، تاریخ ساخت و اسناد گواهی مواد مانند گزارش های آزمایش کارخانه را به شدت بررسی کنید و بازرسی های نمونه گیری تصادفی را انجام دهید. فقط می توان از موادی استفاده کرد که تمام شاخص های عملکرد را برآورده کنند. استفاده از سیمان سخت شده نامرغوب یا تاریخ مصرف گذشته اکیدا ممنوع است.

III. فرآیند ساخت و ساز اصلی:

1. اندازه گیری و چیدمان موقعیت شمع: یک ایستگاه کل برای چیدمان موقعیت مرکزی شمع ها استفاده می شود. پس از چیدمان، شمع های محافظ در اطراف محیط نصب می شوند و اندازه گیری تکرار می شود، با خطای کنترل شده در 5 میلی متر. بر اساس نقاط کنترلی ارائه شده در طراحی، یک شبکه کنترل در{4}}سایت با استفاده از یک ایستگاه کل راه اندازی و تأیید می شود. بر اساس مقادیر مختصات محور مرکزی فونداسیون شمع، خط مرکزی پی شمع و نقطه مرکزی با استفاده از روش مختصات چیده می‌شوند و پایه‌های نشانگر وارد می‌شوند. خطای طرح‌بندی خط مرکزی در 125 پیکسل کنترل می‌شود و پایه‌های کنترل متقاطع- برای تأیید تنظیم می‌شوند. شماره سهام روی پایه ها مشخص شده است.

2. تسطیح محل: شاسی دکل حفاری نباید مستقیماً روی پر ناپایدار قرار گیرد تا از نشست ناهموار جلوگیری شود. برای سایت های خشک که سطح آب زیرزمینی در طول ساخت و ساز کمتر از سطح زمین اصلی است، محل تسطیح، متراکم شده و زباله ها حذف می شود. هنگامی که سایت در آب کم عمق است، یک جزیره ساخته می شود و دکل حفاری در بالای آن قرار می گیرد. بالای جزیره تقریباً 1.0 متر بالاتر از سطح آب ساخت و ساز قرار دارد. 3. موقعیت دکل حفاری: دکل حفاری را به محل شمع ساخت و ساز منتقل کنید. هنگام قرار دادن دکل، حداکثر زاویه شیب نسبت به هواپیما نباید از 4 درجه تجاوز کند. زاویه دکل را تنظیم کنید، وینچ را کار کنید، مرکز مته را با مرکز گمانه تراز کنید، و پارامترهای عمودی دکل حفاری را برای اطمینان از عمودی میله مته تنظیم کنید.

4. نصب پوسته: نصب پوشش از روش حفاری استفاده می کند. از مته مخصوص برای حفاری لایه خاکی که در آن روکش نصب می شود استفاده می شود و سپس پوشش داخل آن قرار می گیرد. نصب باید دقیق، افقی، عمودی و پایدار باشد. پوشش را با خاک رس پر کنید و آن را فشرده کنید. خطوط مرکزی میله راهنمای دکل حفاری، میز دوار و پوشش باید در یک خط مستقیم نگه داشته شوند. انحراف بین مرکز پوشش و مرکز مکان شمع طراحی شده نباید از 20 میلی متر تجاوز کند و انحراف عمودی پوشش فولادی نباید از 0.5٪ تجاوز کند تا اطمینان حاصل شود که دکل حفاری در امتداد جهت عمودی محل شمع به خوبی عمل می کند.

5. حفاری چرخشی: در طول فرآیند حفاری چرخشی، اپراتور به طور مداوم عمودی میله مته را مشاهده می کند و با استفاده از عمق سنج، عمق حفاری را کنترل می کند. حفاری شمع‌های حفره‌ای از روش ریمینگ مرحله‌ای استفاده می‌کند: ابتدا از یک مته هسته کوچک با قطر-سطل جمع‌آوری شن برای حفاری تا عمق طراحی‌شده استفاده می‌شود. سپس، یک مته با قطر بزرگ‌تر با یک سطل جمع‌آوری شن-برای مرحله بعدی باز کردن استفاده می‌شود تا زمانی که قطر و عمق گمانه با الزامات طراحی مطابقت داشته باشد، در نهایت تکمیل گمانه توسط دکل حفاری چرخشی حاصل می‌شود.

6. بازرسی سوراخ: پس از رسیدن گمانه به ارتفاع طراحی، عمق سوراخ، قطر، ضخامت دیواره و عمودی بودن آن بررسی می شود. در صورت مشاهده هرگونه نقص، اقدامات اصلاحی انجام می شود. روش بازرسی به قطر سوراخ بستگی دارد. هنگامی که گمانه خشک است، می توان از یک چکش سنگین برای فشرده سازی خاک سست داخل آن استفاده کرد و گمانه را می توان مستقیماً با استفاده از طناب اندازه گیری و ابزار اندازه گیری گمانه اندازه گیری کرد. اگر آب زیرزمینی در گمانه وجود داشته باشد، می‌توان از روش گردش معکوس پمپ{5}}برای تمیز کردن سوراخ استفاده کرد. در این حالت از بتن ریزی در زیر آب برای اندازه گیری گمانه استفاده می شود.

7. تمیز کردن سوراخ: رسوب از گمانه خارج می شود. قبل از ریختن بتن زیر آب، ضخامت رسوب در پایین سوراخ نباید از 125 پیکسل برای شمع های ستون و 500 پیکسل برای شمع های اصطکاکی تجاوز کند. هنگام حمل و نقل با کامیون، اطمینان حاصل کنید که نقاط تکیه گاه در هر دنده سفت کننده، با تمام نقاط پشتیبانی در ارتفاعات مساوی وجود دارد. قفس تقویت کننده با استفاده از جرثقیل به داخل گمانه بلند می شود. در حین نصب از روش بلند کردن دو نقطه استفاده می شود. اولین نقطه بالابر در پایین قفس و دومین نقطه بالابر بین نقطه میانی و یک سوم بالایی طول قفس قرار دارد. برای جلوگیری از تغییر شکل در هنگام بلند کردن باید اقداماتی برای تقویت نقاط بالابر انجام شود. هنگام پایین آوردن قفس تقویت کننده در گمانه، باید با قطر گمانه تراز شده، عمودی نگه داشته شود و به آرامی و به آرامی پایین بیاید. پس از قرار دادن، باید به تدریج پایین آورده شود، از چرخش به چپ یا راست اجتناب شود و تاب خوردن یا برخورد با دیواره گمانه اکیداً ممنوع شود. در صورت مواجهه با انسداد، پایین آوردن باید متوقف شود، علت آن بررسی و درمان شود. بلند کردن بالا و پایین آوردن ناگهانی و همچنین پایین آوردن اجباری اکیدا ممنوع است. موقعیت بالاترین قسمت قفس باید بر اساس ارتفاع گمانه اندازه گیری شده محاسبه شود تا طول آرماتور موقعیت یابی تعیین شود. برای جلوگیری از افتادن یا شناور شدن قفس تقویت کننده در حین تزریق، قفس با استفاده از میله های تقویت کننده رزوه ای که از بدنه فولادی آویزان شده اند قرار می گیرند. مرکز قفس تقویت کننده با مرکز شمع طراحی شده در یک راستا قرار دارد. پس از تأیید مکرر، جوش داده شده و بر روی بدنه فولادی قرار می گیرد و نصب قفس تقویت کننده تکمیل می شود. بتن ظرف 6 ساعت پس از قرار گرفتن قفس تقویت کننده برای جلوگیری از فروریختن گمانه ریخته می شود.

9. تمیز کردن گمانه ثانویه: پس از پایین آمدن قفس تقویت کننده و تثبیت در محل، لوله ترمی بلافاصله قرار می گیرد. با استفاده از جرثقیل، قسمت به بخش بالا برده و گسترش می یابد، با انتهای پایینی لوله ترمی 500 میلی متر از پایین گمانه. پس از قرار دادن لوله ترمی بتنی، در صورتی که ضخامت رسوب در پایین گمانه مطابق با الزامات طراحی نباشد، با استفاده از لوله ترمی، یک پاکسازی گمانه ثانویه انجام می شود. پس از بازرسی و تأیید{5} مهندس ناظر در محل، زانویی مکش بلافاصله قبل از شروع بتن ریزی زیر آب برداشته می شود.

10. ریختن بتن حفاری شده: زمانی که بتن ریزی شروع شد، باید پیوسته و بدون وقفه باشد. عمق سطح بتن در سوراخ شمع هر 30 دقیقه اندازه گیری می شود (این فاصله به 5-15 دقیقه در مراحل بعدی ریختن و برای سوراخ های کم عمق کاهش می یابد). نمودارهای نشانگر ریختن بتن و منحنی‌های نظری و واقعی که حجم ریختن بتن در مقابل عمق را نشان می‌دهند، به سرعت ترسیم می‌شوند تا برچیدن لوله ترمی را هدایت کنند. هنگامی که حجم بتن ریخته شده با موقعیت سطح بالای بتن مطابقت ندارد، باید علت را به موقع مورد تجزیه و تحلیل قرار داد، مشکل را شناسایی کرد و به سرعت به موضوع رسیدگی کرد.قیمت دستگاه حفاری زمینی