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用于工程勘探鉆機有很多種，例如巖心鉆機，根據工程勘察的目的,所鉆巖石、砂土的物理力學性質,以及鉆孔直徑、孔深和鉆進工藝的不同,采用的鉆機亦不相同。鑒于工程鉆探一般對取樣要求嚴格,對作為工程基礎的砂土層或巖層,要求取出未受擾動的原狀樣,而且要盡量避免沖洗液污染,必要時還要定向取心,因此,所用鉆機必需具備如下特點。
1、多功能,應用廣泛
我國地層類型繁多,工程勘察目的各異,鉆孔雖然不深,但鉆探工藝之復雜程度不亞于深孔巖心鉆探。為此,所用鉆機必需具備多功能的特點。目前,國內外的工程鉆機產品多其有回轉、沖擊、振動、靜壓等多種鉆進功能,有的還具備沖擊回轉服管鉆進和回轉振動眼管鉆進等復合鉆進功能,尤其值得重視的是,隨鉆機附帶液壓振動器,用于鉆進砂卵石地層十分有效。振動器是利用一對偏心輪以相反方向高速轉動,產生離心力,使振動器作垂直方向的高族振動,從而產生激振力。通過改變液馬達的旋轉方向,并調節振動器的錘擊機構,可使振動器雙向振動、上擊和下擊,既可用于沉入套管,也可用于起拔套管。
2、大能力、儲備系數大
中深孔巖心鉆機常以提升能力作為鉆機鉆進能力的基本參數,而工程鉆機則不然,因所鉆孔淺,鉆具重量徽不足道,動力主要用于克服回轉土層卵礫石層的巨大阻力。如回轉套管跟管鉆進法和很有前途的長螺旋鉆進法,都需要較大的扭矩。所以,鉆進孔深30~50米的工程鉆機的動力,遠大于具同樣鉆深能力的巖心鉆機。據了解,香港地區工程勘察用的鉆機大多數仍采用立軸式鉆機;其原因之一就是能力大,便于應付復雜地層。另一個特殊原因,是該地區要求每個鉆孔都鉆到基巖5米以下才能終孔。這里的基巖全是8~10級的花崗巖,大多需用金剛石巖心鉆進,因此,具有高、低檔轉遨(40~1000轉/分)和大通孔立軸結構的CS-3型鉆機,很適合該地區的工程勘察施工。
3、車裝化,帶桅桿鉆架
由于工程鉆孔淺,施工期短,鉆機移動頻繁,加之城市施工道路平坦,因此工程鉆機具有各種各樣的車裝方式。最常見的是兩輪拖掛式車裝,如G-ZA和GJD-50型鉆機;能力較大,可用于打水井的工程鉆機多裝在汽車上,如G-2型和G-3型鉆機;也有用履帶車裝或裝在四輪拖拉機上。這些車裝方式各有千秋,汽車裝毅便于長途運輸,但遇到工地窄小難以拐彎,移孔位也困難,瓜帶車不能在市區行駛:四輪拖拉機小巧靈活,既可在施工現場移動,又可在馬路上行駛,是較好的車裝方丸兩輪車裝是個簡便的車裝方式,但由于缺乏牽引動力,在坑洼不平的工地靠人力難以拉動,往往造成運移鉆機的時間超過打鉆時間,因此,對于相應能力的兩輪車裝鉆機,以設計動力自行機構為佳。
由于鉆孔不深,鉆具不重,鉆機大多附有輕便的桅桿鉆架,高度約6 －8米,折.后臥于鉆機上,便于運物。桅桿的起落多依靠專門的起落油缸或卷揚機的俐絲繩系統來完成。
4、機械化程度高,附屬設備多
一般工程鉆探進尺快,取樣翔贊,升降鉆具次數多,體力勞動頻繁。因此,應設置擰管機、卸扣機、夾持器、擺管器和機械手等,以減少操作人員,減輕體力勞動。取樣是工程鉆的重要環節,直接影響工程質量。目前,我國一般通過壓入和沖擊進行取樣,方法簡單,取樣鉆具品種單一,有時還得用人工從取樣器中敲取土樣,大大增加了輔助時間。因此,鉆機應附帶有各種取土工具。
5、附有各種測試手段
工程地質鉆探除取樣之外,還要進行多種測試,如常用的標準貫入試驗,動力觸探,靜力觸探,等等。標準貫入試驗,是利用升降機吊起穿心重睡,拉到一定高度后靠自動脫鉤裝置使重錘自由下落,以計算貫入一定深度的錘擊數。不少工程鉆機可以進行靜力觸探試驗,液壓給進的鉆機只要有地錨裝置,并配備側試儀器(電阻應變儀或觸探自動記錄儀)均可進行側試。有的鉆機可以進行旁壓試驗、側井、側波遨等。
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