Файл: Книга предназначается для студентов специальности Промышленное и гражданское строительстве.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 306
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, превышающее сопротивление породы. Разрушенные частицы породы при шарошечном бурении выносятся на поверхность струей воды, сжатым воздухом или воздушно-водяной смесью. Недостатки этого способа — необходимость дополнительных уст: ройств и процессов для извлечения разбуриваемых пород на поверхность.
Способ ударного бурения. Буровой снаряд для ударно-канатного бурения состоит из следующих деталей: долота — главной ударной части снаряда с резцом в нижней части, ударной штанги, буровых ножниц, служащих для отрыва долот от породы забоя, и канатного замка, соединяющего снаряд с тросом, на котором этот снаряд подвешен (11.2).
Преимущество ударно-канатного способа бурения заключается в возможности бурения скважин значительных диаметров на большую глубину. Недостатки этого способа — низкая производительность и высокая стоимость работ.
Способ вибробурения состоит в погружении трубчатого бура под действием импульсов, создаваемых вращением дебалан-сов вибратора, размещенных вокруг трубы. Специальные устройства препятствуют перемещению бура под действием сил реакции со стороны забоя.
Преимущество вибробурения состоит в высокой производительности работ при устройстве скважин в нескальных грунтах. Недостатки его — ограниченность сферы применения определенными грунтовыми условиями, глубиной и диаметром скважин.
Способ огневого бурения скважин с помощью огнеструй-ных горелок основан на свойстве разрушения твердых пород высокотемпературными газовыми струями, выходящими из сопл горелок со сверхзвуковой скоростью.
§ 2. Машины и оборудование для бурения скважин
Машины, имеющие вспомогательное подъемное оборудование, называют бурильно-крановыми. Предпочтение отдается навесному
оборудованию, установленному на кране-экскаваторе или на шасси трактора. В табл. 11.1 указаны характеристики некоторых машин, применяемых для бурения скважин при изготовлении набивных свай.
С начала 60-х годов для бурения скважин диаметром 400— 1500 мм на глубину 10—30 м применяли станки, предназначенные для бурения артезианских скважин. В последние годы осваивается серийное производство специальных станков для проходки скважин под набивные сваи.
Бурильно-крановая машина БМ-203 смонтирована на тракторе Т-50АП. Принцип работы ее циклический. Эта машина обеспечивает бурение скважин в грунтах до IV категории включительно.
Вращение бура происходит от гидравлического привода. Навесное оборудование состоит из рабочего аппарата, обвязочной рамы, лебедки, редуктора привода, насосов, траверсодержателя и гидросистемы.
Грузоподъемность кранового оборудования составляет 800 кг.
Буровой агрегат УГБХ-150, показанный на 11.3, можно монтировать на трелевочном тракторе ТДТ-60 или ТДТ-75. Агрегат оборудован станками шнекового и ударно-канатного бурения. Им
можно бурить скважины в обводненных и сухих грунтах глубиной до 18 м при диаметре их до 0,8 м шнековым сухим способом с промывкой скважины и ударно-канатным.
Описанные выше буровые станки применяют, однако, редко, так как они не обеспечивают достаточной производительности.на свайных работах из-за трудоемкости операций по наращиванию шнека, а также при работе с уширителем.
Для более эффективного шнекового бурения скважин под набивные сваи в конце 60-х — начале 70-х годов Киевским ПК.0 института Гидропроект был создан широко применяемый в настоящее время комплекс машин СО различных модификаций: СО-2, СО-1200/ 2000, СО-1200, БСО-1.
Во всех этих установках в качестве сменного оборудования применяют буровые головки, навешиваемые на серийные базовые машины (краны, экскаваторы). Буровая головка (11.4, в) оснащена планетарным электроприводом, что дает возможность отказаться от традиционного роторного привода и тем самым упростить рабочий орган установки, сделав его автономным, навесным и универсальным. В настоящее время эти установки считаются лучшими образцами отечествен-, ной буровой техники, для нужд фунда-ментостроения. Характеристики установок СО для шнекового бурения приведены в табл. 11.2. Буровую головку, действующую от электродвигателя, вертикально подвешивают и соединяют фланцем с планетарным редуктором. Мощность электродвигателя составляет 55 кВт, частота вращения вала редуктора и рабочего органа —21—45 об/мин. Буровые головки можно
подвешивать на экскаваторы с копровыми направляющими, на вибровдавливающие погружатели свай и на станки ка-натно-ударного бурения БС со специальными стрелами. С помощью навесных буровых головок бурят скважины диаметром до 2 м и глубиной до 30 м.
Буровые головки опускаются вниз под действием силы тяжести рабочего органа и собственной массы. Вверх их поднимают канатом лебедки экскаватора. Неподвижные блоки полиспаста закрепляют на головке копровой стрелы, а подвижные — на буровой головке.
Состав буровой бригады: буровой мастер крановщик помощник бурового мастера
головок производительность труда на бурении стволов скважин глубиной 18 м и более в 1,5—5 раз выше, чем станками УГБХ-150, поскольку исключаются операции по наращиванию шнека и съем секций при его очистке.
Буровыми телескопическими колоннами можно проходить скважины различных диаметров, для чего переставляют шнековую часть колонны. Нижняя секция шнека имеет длину 2 м. Замена последней секции уширителем позволяет бурить расширенную пяту скважины.
По данным треста Укргидроспецфундаментстрой, затраты времени на бурение скважин станками УГБХ-150 по сравнению с бурением навесными буровыми головками в 1,5 раза больше. Так, на бурение скважин диаметром 0,5 и глубиной 10 м в грунтах II категории затрачивается соответственно 2,4 и 1,8 маш.-ч, а скважины глубиной 18 м — 4,7 и 3,2 маш.-ч.
Опыт работы агрегатов с навесными головками описан в гл. 13.
Установка СО-2 состоит из базовой машины-экскаватора типа Э-1252 с прикрепленной на нем с помощью шарнирного устройства стойкой и подвижно связанным с ней навесным рабочим органом (11.4). Рабочий орган состоит из каретки с электроприводом. К его валу прикреплена телескопическая буровая шнековая. колонна с очистителем и буровым инструментом. Колонна смонтирована из двух телескопических секций, причем на нижней имеются шнековые лопасти. К нижней секции буровой колонны с помощью пальцев крепят шнек с буровой коронкой или расширитель
Буровая коронка, имеющая форму трехперого долота вращательного действия, предназначена для разрушения грунта в забое и подачи его на шнековую часть буровой колонны. К установке прикладывается комплект коронок для различных грунтов. Для удержания буровой колонны во время переключения телескопических штанг применяют перехват из двух рычагов (11.4, б).
В зависимости от требуемой глубины бурения верхнюю и нижнюю секции буровой колонны (11.5) можно раздвигать на разную длину. Без раздвижки можно пройти скважину на глубину до 16 м (11.5, а). Бурение на глубину до70м производят при раздвинутых секциях (11.5, в).
Для уширения скважины в.ее основании или на другой отметке буровой инструмент заменяют расширителем.
Для бетонирования свай на установке предусмотрены бетонолит-ная труба с воронкой и кран, которым выполняют такелажные работы и погружают с помощью грейферного ковша выбуренный грунт.
Установку СО-2 можно применять также для бурения лидерных скважин под забивные сваи. Кроме того, рабочий орган СО-2 можно навешивать на самоходные и рельсовые копры. Этот орган можно при-, менять при устройстве «стены в грунте» для бурения взанмопересе-кающихся свай с использованием лидерной направляющей трубы (ЛНТ) не только в связных, но и в неустойчивых грунтах.
Установка СО-1200/2000
предназначена для сооружения бу-ронабивных свай большой несущей способности диаметром 800—1300 аи. Конструкция установки позволяет вести работы в сложных геолого- и гидрогеологических условиях при бурении под глинистым раствором. С этой целью установка оснащена универсальным буровым инструментом —ковшовым буром с откидным дном, пригодным для работы как в сухих, так и в мокрых грунтах.
Установка СО-1200/2000 состой/из базовой машины (экскаватора) с копровой стойкой, на которой укреплен рабочий орган в виде каретки с телескопической иевращаемой колонной. Колонна прикреплена к электроприводу /ковшовым буром, подвешенному на канате лебедки главного подъема базовой машины (11.6).
Базовой машиной этой установки может служить кран-экскаватор типа Э-1252. Подвеска электропривода для погружения бура на канате обеспечивает автоматичность спуско-подъемных операций. Для увеличения скорости проходки предусмотрено также повышенное давление бурового инструмента на забой, которое зависит от массы рабочего органа.
Погружной электропривод представляет собой, мотор-редуктор с двухступенчатой планетарной передачей, помещенный в герметочный колокол. В нижнем торцЬ его имеются отверстия, через которые может проходить жидкостьNjpn погружении электропривода в буровой раствор или воду. По мере погружения жидкость сжимает воздух под колоколом до определенного предела и дальше не поднимается, что обеспечивает незатопляемость погружного мотор-редуктора.
После захвата очередной порции грунта ковшовым буром его поднимают на поверхность, отводят в сторону и разгружают. Благодаря применению многосекционной телескопической колонны скважины можно бурить на глубину 50 м и более. Установка обеспечивает высокую производительность — 3—4 скважины диаметром 1,2 и глубиной 20 м в смену. К недостаткам ее следует отнести потребность во втором кране для выполнения вспомогательных операций так же, как и для СО-2.
В настоящее время унифицированный комплект бурового оборудования установки СО-1200/2000 можно использовать в установке СО-2.
Установка СО-1200 предназначена для устройства бурона-бивных свай диаметром 0,8—1,2 м. Эта установка состоит из рабочего органа с обсадным патрубком и кондуктором и базовой машины (крана, экскаватора). В качестве базовых машин можно использовать краны ДЭК-251 и МГК-25 или иных марок, равной или большей грузоподъемности и высоты подъема груза.
Рабочий орган установки СО-1200 (11.7) включает в себя погружной электропривод с ковшовым буром, жестко укрепленный к штанге стабилизатор, на котором укреплена каретка. На электроприводе подвижно укреплен переходник, входящий в зацепление с обсадным патрубком.
В комплект установки СО-1200 входит расширитель циклического действия, верхний конец которого подключают к валу электропривода, а нижний — к ковшовому буру, используемому в качестве приемника грунта. Электропривод установки СО-1200 обеспечивает бурение скважин сухим и мокрым способами.
Ранее описанные установки для осуществления полного комплекса устройства буронабивиых свай (бурение и" бетонирование) вынужденно комплектуются вторым краном, что повышает стоимость работ.
В отличие от других типов установок в установке СО-1200 рабочий орган свободно подвешен на крюке крана как длинномерный груз; его устанавливают на грунте в устье скважины с помощью кондуктора (см. 11.7). Благодаря такому решению можно легко отсоединять рабочий орган от крана и использовать его для бетонирования скважин и на различных вспомогательных операциях.
Для обеспечения связи штанги с кондуктором в процессе погружения на ней подвижно укреплен стабилизатор.
В качестве рабочих органов установки обычно применяют шарошечные долота с промывкой водой (11.1, в). Для бурения скважин больших диаметров к остову долота приваривают косынки треугольной формы из толстолистового металла.
За рубежом выпускают буровые станки, предназначенные только для устройства буронабнвных свай.
Б у р и ль. но - крановая машина «А п а ч и» (11.9), выпускаемая американской фирмой «Мобил Брилинг», из зарубежных образцов более нова по конструкции и отличается высокой производительностью. Она предназначена для бурения скважин диаметрами от 0,076 до 1,52 м и глубиной от 3 до 30 м.
Скважины можно бурить как постоянного диаметра, так и с местными ушкрения-ми до двух их диаметров. Устройство для монтажа опор, смонтированное на машине, позволяет устанавливать в пробуренные скважины опоры длиной до 13,5 м и массой до 1,5 т.
Способ ударного бурения. Буровой снаряд для ударно-канатного бурения состоит из следующих деталей: долота — главной ударной части снаряда с резцом в нижней части, ударной штанги, буровых ножниц, служащих для отрыва долот от породы забоя, и канатного замка, соединяющего снаряд с тросом, на котором этот снаряд подвешен (11.2).
Преимущество ударно-канатного способа бурения заключается в возможности бурения скважин значительных диаметров на большую глубину. Недостатки этого способа — низкая производительность и высокая стоимость работ.
Способ вибробурения состоит в погружении трубчатого бура под действием импульсов, создаваемых вращением дебалан-сов вибратора, размещенных вокруг трубы. Специальные устройства препятствуют перемещению бура под действием сил реакции со стороны забоя.
Преимущество вибробурения состоит в высокой производительности работ при устройстве скважин в нескальных грунтах. Недостатки его — ограниченность сферы применения определенными грунтовыми условиями, глубиной и диаметром скважин.
Способ огневого бурения скважин с помощью огнеструй-ных горелок основан на свойстве разрушения твердых пород высокотемпературными газовыми струями, выходящими из сопл горелок со сверхзвуковой скоростью.
§ 2. Машины и оборудование для бурения скважин
Машины, имеющие вспомогательное подъемное оборудование, называют бурильно-крановыми. Предпочтение отдается навесному
оборудованию, установленному на кране-экскаваторе или на шасси трактора. В табл. 11.1 указаны характеристики некоторых машин, применяемых для бурения скважин при изготовлении набивных свай.
С начала 60-х годов для бурения скважин диаметром 400— 1500 мм на глубину 10—30 м применяли станки, предназначенные для бурения артезианских скважин. В последние годы осваивается серийное производство специальных станков для проходки скважин под набивные сваи.
Бурильно-крановая машина БМ-203 смонтирована на тракторе Т-50АП. Принцип работы ее циклический. Эта машина обеспечивает бурение скважин в грунтах до IV категории включительно.
Вращение бура происходит от гидравлического привода. Навесное оборудование состоит из рабочего аппарата, обвязочной рамы, лебедки, редуктора привода, насосов, траверсодержателя и гидросистемы.
Грузоподъемность кранового оборудования составляет 800 кг.
Буровой агрегат УГБХ-150, показанный на 11.3, можно монтировать на трелевочном тракторе ТДТ-60 или ТДТ-75. Агрегат оборудован станками шнекового и ударно-канатного бурения. Им
можно бурить скважины в обводненных и сухих грунтах глубиной до 18 м при диаметре их до 0,8 м шнековым сухим способом с промывкой скважины и ударно-канатным.
Описанные выше буровые станки применяют, однако, редко, так как они не обеспечивают достаточной производительности.на свайных работах из-за трудоемкости операций по наращиванию шнека, а также при работе с уширителем.
Для более эффективного шнекового бурения скважин под набивные сваи в конце 60-х — начале 70-х годов Киевским ПК.0 института Гидропроект был создан широко применяемый в настоящее время комплекс машин СО различных модификаций: СО-2, СО-1200/ 2000, СО-1200, БСО-1.
Во всех этих установках в качестве сменного оборудования применяют буровые головки, навешиваемые на серийные базовые машины (краны, экскаваторы). Буровая головка (11.4, в) оснащена планетарным электроприводом, что дает возможность отказаться от традиционного роторного привода и тем самым упростить рабочий орган установки, сделав его автономным, навесным и универсальным. В настоящее время эти установки считаются лучшими образцами отечествен-, ной буровой техники, для нужд фунда-ментостроения. Характеристики установок СО для шнекового бурения приведены в табл. 11.2. Буровую головку, действующую от электродвигателя, вертикально подвешивают и соединяют фланцем с планетарным редуктором. Мощность электродвигателя составляет 55 кВт, частота вращения вала редуктора и рабочего органа —21—45 об/мин. Буровые головки можно
подвешивать на экскаваторы с копровыми направляющими, на вибровдавливающие погружатели свай и на станки ка-натно-ударного бурения БС со специальными стрелами. С помощью навесных буровых головок бурят скважины диаметром до 2 м и глубиной до 30 м.
Буровые головки опускаются вниз под действием силы тяжести рабочего органа и собственной массы. Вверх их поднимают канатом лебедки экскаватора. Неподвижные блоки полиспаста закрепляют на головке копровой стрелы, а подвижные — на буровой головке.
Состав буровой бригады: буровой мастер крановщик помощник бурового мастера
головок производительность труда на бурении стволов скважин глубиной 18 м и более в 1,5—5 раз выше, чем станками УГБХ-150, поскольку исключаются операции по наращиванию шнека и съем секций при его очистке.
Буровыми телескопическими колоннами можно проходить скважины различных диаметров, для чего переставляют шнековую часть колонны. Нижняя секция шнека имеет длину 2 м. Замена последней секции уширителем позволяет бурить расширенную пяту скважины.
По данным треста Укргидроспецфундаментстрой, затраты времени на бурение скважин станками УГБХ-150 по сравнению с бурением навесными буровыми головками в 1,5 раза больше. Так, на бурение скважин диаметром 0,5 и глубиной 10 м в грунтах II категории затрачивается соответственно 2,4 и 1,8 маш.-ч, а скважины глубиной 18 м — 4,7 и 3,2 маш.-ч.
Опыт работы агрегатов с навесными головками описан в гл. 13.
Установка СО-2 состоит из базовой машины-экскаватора типа Э-1252 с прикрепленной на нем с помощью шарнирного устройства стойкой и подвижно связанным с ней навесным рабочим органом (11.4). Рабочий орган состоит из каретки с электроприводом. К его валу прикреплена телескопическая буровая шнековая. колонна с очистителем и буровым инструментом. Колонна смонтирована из двух телескопических секций, причем на нижней имеются шнековые лопасти. К нижней секции буровой колонны с помощью пальцев крепят шнек с буровой коронкой или расширитель
Буровая коронка, имеющая форму трехперого долота вращательного действия, предназначена для разрушения грунта в забое и подачи его на шнековую часть буровой колонны. К установке прикладывается комплект коронок для различных грунтов. Для удержания буровой колонны во время переключения телескопических штанг применяют перехват из двух рычагов (11.4, б).
В зависимости от требуемой глубины бурения верхнюю и нижнюю секции буровой колонны (11.5) можно раздвигать на разную длину. Без раздвижки можно пройти скважину на глубину до 16 м (11.5, а). Бурение на глубину до70м производят при раздвинутых секциях (11.5, в).
Для уширения скважины в.ее основании или на другой отметке буровой инструмент заменяют расширителем.
Для бетонирования свай на установке предусмотрены бетонолит-ная труба с воронкой и кран, которым выполняют такелажные работы и погружают с помощью грейферного ковша выбуренный грунт.
Установку СО-2 можно применять также для бурения лидерных скважин под забивные сваи. Кроме того, рабочий орган СО-2 можно навешивать на самоходные и рельсовые копры. Этот орган можно при-, менять при устройстве «стены в грунте» для бурения взанмопересе-кающихся свай с использованием лидерной направляющей трубы (ЛНТ) не только в связных, но и в неустойчивых грунтах.
Установка СО-1200/2000
предназначена для сооружения бу-ронабивных свай большой несущей способности диаметром 800—1300 аи. Конструкция установки позволяет вести работы в сложных геолого- и гидрогеологических условиях при бурении под глинистым раствором. С этой целью установка оснащена универсальным буровым инструментом —ковшовым буром с откидным дном, пригодным для работы как в сухих, так и в мокрых грунтах.
Установка СО-1200/2000 состой/из базовой машины (экскаватора) с копровой стойкой, на которой укреплен рабочий орган в виде каретки с телескопической иевращаемой колонной. Колонна прикреплена к электроприводу /ковшовым буром, подвешенному на канате лебедки главного подъема базовой машины (11.6).
Базовой машиной этой установки может служить кран-экскаватор типа Э-1252. Подвеска электропривода для погружения бура на канате обеспечивает автоматичность спуско-подъемных операций. Для увеличения скорости проходки предусмотрено также повышенное давление бурового инструмента на забой, которое зависит от массы рабочего органа.
Погружной электропривод представляет собой, мотор-редуктор с двухступенчатой планетарной передачей, помещенный в герметочный колокол. В нижнем торцЬ его имеются отверстия, через которые может проходить жидкостьNjpn погружении электропривода в буровой раствор или воду. По мере погружения жидкость сжимает воздух под колоколом до определенного предела и дальше не поднимается, что обеспечивает незатопляемость погружного мотор-редуктора.
После захвата очередной порции грунта ковшовым буром его поднимают на поверхность, отводят в сторону и разгружают. Благодаря применению многосекционной телескопической колонны скважины можно бурить на глубину 50 м и более. Установка обеспечивает высокую производительность — 3—4 скважины диаметром 1,2 и глубиной 20 м в смену. К недостаткам ее следует отнести потребность во втором кране для выполнения вспомогательных операций так же, как и для СО-2.
В настоящее время унифицированный комплект бурового оборудования установки СО-1200/2000 можно использовать в установке СО-2.
Установка СО-1200 предназначена для устройства бурона-бивных свай диаметром 0,8—1,2 м. Эта установка состоит из рабочего органа с обсадным патрубком и кондуктором и базовой машины (крана, экскаватора). В качестве базовых машин можно использовать краны ДЭК-251 и МГК-25 или иных марок, равной или большей грузоподъемности и высоты подъема груза.
Рабочий орган установки СО-1200 (11.7) включает в себя погружной электропривод с ковшовым буром, жестко укрепленный к штанге стабилизатор, на котором укреплена каретка. На электроприводе подвижно укреплен переходник, входящий в зацепление с обсадным патрубком.
В комплект установки СО-1200 входит расширитель циклического действия, верхний конец которого подключают к валу электропривода, а нижний — к ковшовому буру, используемому в качестве приемника грунта. Электропривод установки СО-1200 обеспечивает бурение скважин сухим и мокрым способами.
Ранее описанные установки для осуществления полного комплекса устройства буронабивиых свай (бурение и" бетонирование) вынужденно комплектуются вторым краном, что повышает стоимость работ.
В отличие от других типов установок в установке СО-1200 рабочий орган свободно подвешен на крюке крана как длинномерный груз; его устанавливают на грунте в устье скважины с помощью кондуктора (см. 11.7). Благодаря такому решению можно легко отсоединять рабочий орган от крана и использовать его для бетонирования скважин и на различных вспомогательных операциях.
Для обеспечения связи штанги с кондуктором в процессе погружения на ней подвижно укреплен стабилизатор.
В качестве рабочих органов установки обычно применяют шарошечные долота с промывкой водой (11.1, в). Для бурения скважин больших диаметров к остову долота приваривают косынки треугольной формы из толстолистового металла.
За рубежом выпускают буровые станки, предназначенные только для устройства буронабнвных свай.
Б у р и ль. но - крановая машина «А п а ч и» (11.9), выпускаемая американской фирмой «Мобил Брилинг», из зарубежных образцов более нова по конструкции и отличается высокой производительностью. Она предназначена для бурения скважин диаметрами от 0,076 до 1,52 м и глубиной от 3 до 30 м.
Скважины можно бурить как постоянного диаметра, так и с местными ушкрения-ми до двух их диаметров. Устройство для монтажа опор, смонтированное на машине, позволяет устанавливать в пробуренные скважины опоры длиной до 13,5 м и массой до 1,5 т.