Einsatz einer kleinen grabenlosen Bohrmaschine beim Kreuzungsbau von Granitschichten

Der Einsatz von horizontaler Richtbohrkreuzungstechnik für den Rohrleitungsquerungsbau ist eine ideale Bauweise zur Fertigstellung des Baus von Wasser- und Stromleitungsnetzen und der optischen Kabelverlegung unter dem Prinzip, die Landform nicht zu zerstören und die Umwelt im städtischen Kommunalbau zu schützen. In den letzten zehn Jahren, Horizontale Richtbohrkreuzungstechnologie ist in verschiedenen Branchen in China weit verbreitet. Die Kreuzungskonstruktion hat sich allmählich von gewöhnlichen Bodenschichten zu Sand ausgeweitet, Kies, Kies, und Gesteinsschichten. Was folgte, war, dass der Bau immer schwieriger wurde.. Dies erfordert, dass unsere Baumaschinen mehr Funktionen haben., gleichzeitig die Bautechnik ständig aktualisieren, und die Betriebsparameter vernünftig bestimmen.

1. Führungsprozess in der Gesteinsbildung

Der Schlüssel zum horizontalen Richtbohren in der Gesteinsschicht ist der Aufbau des Pilotlochs. Die Qualität der Pilotlochkonstruktion ist der Schlüssel zum Erfolg oder Misserfolg des Projekts. Für den Aufbau des Führungslochs in der Gesteinsschicht, die relevanten Informationen werden wie folgt eingeführt:

1.1 Sektorbohr-Lenkungsmethode

Bei dieser Methode wird die Führungsplatte durch einen Drei-Klauen-Zahnradbit oder einen einhändigen Kegelbohrer ersetzt.. Beim Ändern der Bohrbahn, es muss sich in einem Bereich von 30 ° -60 ° auf beiden Seiten der voreingestellten Richtung unter einem bestimmten intermittierenden Schub befinden. , Führen Sie lüfterförmige Bohrungen durch, um den Zweck der Richtungsänderung zu erreichen. Diese Methode ist nur für weichere Gesteinsformationen geeignet, und der Bediener hat eine hohe Arbeitsintensität und einen geringen Wirkungsgrad.

1.2 Lochboden Schlammmotor

Der Schlammmotor wird von einem großen Verdrängerschlamm angetrieben, und der Schlammmotor hat einen Einbauauslenkungswinkel von 1,5°-3° zur Achse des Bohrrohrs. Wenn das Bohrrohr und der Schlammmotor gleichzeitig arbeiten, der Bohrer bohrt gerade; Wenn sich das Bohrrohr nicht dreht, nur Schub und Orientierung sind vorgesehen, und der Schlammmotor dreht sich, um die Führungsfunktion zu erreichen.

1.3 Doppelwandige Bohrrohrbauweise (AT-Gesteinsbohrsystem)

Die doppelwandige Bohrrohrbauweise (AT-Gesteinsbohrsystem) ist ein grabenloses Technologiepatent der amerikanischen Gooshen Company. Angetrieben durch die Dual-Motor-Power, die innere Bohrstange und die äußere Bohrstange können relativ unabhängig voneinander arbeiten, und der Kopf der äußeren Bohrstange und die Achse der Bohrstangenschnur haben einen Einbauwinkel von 2°. Wenn sich die inneren und äußeren Bohrstangen gleichzeitig drehen oder nur die äußere Bohrstange dreht, die Bohrbahn behält die ursprüngliche Richtung bei; wenn sich die äußere Bohrstange nicht dreht, es gibt Schub und Orientierung. Wenn sich die innere Bohrstange dreht, der Bohrer kann gedreht werden, um die Richtungssteuerungsfunktion zu realisieren.

2. Horizontale Korrektur Bohrwerkzeugbauweise

Die 25T Kleine Bohranlage führte erfolgreich die horizontale Richtungskreuzungskonstruktion in der 8X110mm Kommunikationspipeline durch, die die Granitformation in der Fuyong Street durchquerte, Distrikt Bao'an, Shenzhen.

2.1 Projektübersicht

Dieses Projekt befindet sich an der Cuigang West Road, Fuyong Street Büro, Distrikt Baoan, Shenzhen, über die Zhengfeng North Road, mit einer Straßenbreite von ca. 40 Meter und eine Kreuzungslänge von etwa 90 Meter. Verlegung von 8×Φ110mm Kommunikationsleitungen. Es gibt eine Vielzahl von kommunalen Pipelines, Strom- und Kommunikationsleitungen auf beiden Seiten der Straße, und es gibt einen Spill-Box-Düker mit einer Breite von 8 Meter und eine Tiefe von 6 Meter in der Straße. In den letzten drei Jahren, mehr als ein Dutzend Bauteams sind in diesen Abschnitt der Straße für den Bau eingestiegen, alle wurden verstreut, weil sie nicht in den Granit bohren konnten.

2.2 Schicht

Siehe beigefügte Abbildung 1 für den geologischen Abschnitt durch die Baustelle. Die Kreuzung wird durch abflachende Hügel gebildet. Einen Meter unter der Oberfläche befindet sich eine Granitschicht. Die Tiefe ist unbekannt. Es geht um 70 Meter lang. Es geht weiter durch die Straße, und dann ist die Ton- und Lehmschicht, die durch die vollständige Verwitterung des Granits gebildet wird.

2.3 Baumaschinen

Lehren aus früheren Baufehlern ziehen, und studierte sorgfältig die Auswahl der Ausrüstung, bevor die Bohranlage das Gelände betrat. Basierend auf einem 25T Bohrgerät, ein Luftkompressor mit einem Winddruck von 1,4 MPa und einer Verdrängung von 17 m3 wird hinzugefügt. Installieren Sie eine Schmiervorrichtung an der entsprechenden Position des Luftzufuhrrohrs und verbinden Sie sie über einen Abschlag mit dem Hochdruckrohr der Schlammpumpe der Bohranlage. Die ursprüngliche Schlammpumpe der Bohranlage wird verwendet, um Wasser in einem einzigen Zylinder zu senden, die nicht nur die Schmierung des Impaktors im Loch sicherstellen kann, erfüllen aber auch die Anforderungen an Kühlung und Staubreduzierung der Sonde im Loch.
Im Hinblick auf die Gesteinseigenschaften, ein Hochdruck-Bohrlochhammer wird ausgewählt. Das Gestein wird durch Perkussions-Drehbohrungen gebrochen. Unter der Aufpralllast, das Gestein bricht im Volumen. Der Schlaggesteinsbohrer übt eine Aufprallkraft senkrecht zur Gesteinsoberfläche aus. Unter der Wirkung dieser Kraft, das Bit drückt in den Felsen hinein und bricht es. Mit jedem Aufprall, Das Bit dreht einen Winkel, um ein kreisförmiges Loch zu bilden. Für Gesteine oberhalb mittlerer Härte, Die Prallzerkleinerung unter einem bestimmten Vordruck ist eine effektive Gesteinszerkleinerungsmethode. Der während der Konstruktion erforderliche Wellendruck ist gering, und die Drehzahl des Bohrrohrs ist gering. Zurzeit, Bohrgeräte von mehr als 20 Tonnen auf dem Markt können die Anforderungen für Bohrungen erfüllen. benötigen.
Der Schlüssel zum erfolgreichen Bauen in der Gesteinsschicht ist nicht das Problem des Gesteinsbohrens, aber wie man die Richtung in der Gesteinsschicht steuert. Nach wiederholter Recherche, Es wurde beschlossen, das vom Trenchless Technology Development Center des Exploration Technology Research Institute entwickelte horizontale Korrekturbohrwerkzeug zu verwenden, um den Bau des Pilotlochs abzuschließen. Das horizontale Korrekturbohrwerkzeug besteht aus einem Steuerrichtungsmesssystem - pneumatischer Bohrhammer-geneigter Gesteinsbohrer nach unten.
Das Messsystem ist mit einem stoßdämpfenden Mechanismus ausgestattet, der den normalen Betrieb der Sonde in der Arbeitsumgebung des DTH-Hammers gewährleisten kann. Das zerkleinerte Gesteinsbit ist ein Knopfbit mit einer zusätzlichen Fase. Unter perkussiven Drehbohrbedingungen, der Bohrer bohrt in gerader Richtung, und die Pilotlochtrajektorie erscheint als gerades Lochbohren; beim kontrollierten Richtungsbohren, fächerförmiges Schwenkbohren in einem vorgegebenen Azimut wird realisiert.

2.4 Bauprozess

Nachdem die Ausrüstung an Ort und Stelle ist, Bohrer anschließen, Bohrhammer, Rock-Lenksystem, und Bohrstange nacheinander. Die erste besteht darin, mit dem Bohren aus einem zuvor konstruierten Loch zu beginnen. Das alte Bohrloch wurde durch Hartmetall-Drehbohrungen gebohrt. Der Legierungsbohrer war stark abgenutzt. Obwohl es mehrmals repariert wurde, nur 70cm wurden nach zwei Arbeitstagen gebohrt. Das ursprüngliche Bohrgerät wurde auch für Perkussionsrottbohrungen verwendet, und eine Bohrstange wurde nur etwa in 7 Minuten. Beim Bohren des zweiten Bohrrohrs, der Bohrlochhammer startete nicht. Nach Überprüfung und Bestätigung, dass keine Anomalie in der Bodenausrüstung vorliegt, das Bohrwerkzeug wurde aus dem Loch gehoben und der Impaktor geöffnet. Es wurde festgestellt, dass Stecklinge in den inneren Zylinder des Bohrlochhammers eindrangen und den Hammerkolben blockierten.. Nach der Feldanalyse, aufgrund des hohen Wasserstandes und zu viel Wasservolumen, wenn der Bohrlochhammer arbeitet, sobald die Luftzufuhr gestoppt ist, Die Spülflüssigkeit und die Bohrschnitte werden in das Bohrwerkzeug gesaugt. Um den normalen Betrieb des DTH-Hammers zu gewährleisten, der Schlamm in der Arbeitsgrube wird abgelassen, und das Loch wird von der Oberseite des ursprünglichen Bohrlochs wieder geöffnet. Der pneumatische DTH-Hammer arbeitet normal und der Fehler ist beseitigt.
Die Bohranlage implementierte geradliniges Bohren und lichtbogenrichtungsgesteuertes Bohren. Die Bohrgeschwindigkeit beträgt 10 ~ 40r / min, und der Vorschubdruck wird bei ca. 2 ~ 5T geregelt. Bei der Steuerung des Richtungsbohrens, Fächerförmiges Schwenkbohren wird übernommen. Die durchschnittliche Bohrgeschwindigkeit beträgt 7min/m. Beim Bohren 24 Bohrrohre, Ich spürte, dass die Bohrgeschwindigkeit plötzlich zunahm, der Rotationswiderstand verringert sich, und die Vorschubkraft verringert. Die Analyse der Formation hat sich verändert, und das Bohrwerkzeug zur Steuerung der Gesteinsrichtung wurde vorgeschlagen, ersetzt durch ein gewöhnliches Bodenlenkbohrwerkzeug, und dann gebohrt. In mehr als 20 Meter, der Pilotlochbau wurde erfolgreich abgeschlossen.
In dieser Pilotlochkonstruktion, die Gesteinsbohrlänge beträgt ca. 70m, der tiefste Punkt ist 7,9 m, und das Loch wird bei -15° gebohrt, um in der Gesteinsschicht zu konstruieren. Wenn die Gesteinsschicht gebohrt wird, der Winkel wurde auf 5° eingestellt.

3 Konstruktionseigenschaften von Schlagdrehbohrungen in Gesteinsschichten

Pneumatisches Bohrlochbohren ist ein perkussives Drehluftbohrverfahren, die in der Exploration und im Bergbau fester Minerallagerstätten weit verbreitet ist, Brunnenaushub, und Pfählebau seit vielen Jahren. Diesmal wird es auf den Bau des horizontalen Richtbohr-Pilotlochs angewendet und hat einige Eigenschaften:
(1) Für den Bau des Pilotlochs wird das Perkussionsdrehbohrverfahren übernommen. In der mittelhärteigen Granit, die Richtungssteuerung ist einfach und praktisch. Jede Bohrstange (3m) verstellbar auf ca. 1°;
(2) Schneller Schlackenaustrag und sauberes Bohren. Jedes Mal, wenn ein Bohrrohr gebohrt wird, das Bohrwerkzeug wird wiederholt angehoben, und das Loch wird mit hohem Luftvolumen geräumt;
(3) Im Vergleich zum Drehbohren, das perkussive Drehbohrverfahren erfordert keine hohe Geschwindigkeit, im Allgemeinen im Bereich von 10 ~ 60r / min. Das für normales Bohren erforderliche Drehmoment ist geringer, und das Gewicht auf dem Bit ist nur 1/3 von Drehbohrern. über;
(4) Beim Bohren von Löchern, Wasser hinzufügen, um Staub zu reduzieren. Beim Bohren unterhalb des Grundwasserspiegels, Sie müssen das Wasser in den Löchern rechtzeitig klären;
(5) Hohe Bohreffizienz. Laut Statistik, der reine Bohrwirkungsgrad während des Baus liegt zwischen 10m/h und 20m/h.