螺旋钻孔液力扩底注浆桩基础工艺

针对螺旋扩底桩在较疏散的砂土层和砂卵石层中存在的问题，研制并成功地采用了螺旋钻孔液力扩底注浆成桩工艺技术。着重介绍了钻机及护孔工具的结构形式及技术经济效果。     

Some Attempts for Estimating Rock Strength and Rock Mass Classification from Cutting Force and Investigation of Optimum Operation of Tunnel Boring Machines

Summary. Tunnel face and wall collapse are common during excavations performed by tunnel boring machines (TBMs) due to the difficulty of correctly identifying the properties of the excavated rock. This identification, however, can be simplified by using the cutting force to estimate rock strength, a method that has already proved quite successful in Japanese tunnel excavations. This paper summarizes knowledge relating to the cutting force obtained through tunnel excavation experience, and the relationship between rock strength and TBM operation is discussed. Although TBM operators rely on intuition to set the cutter head speed appropriately, this decision process represents a logical method of operation that takes advantage of the variable speed capability of the cutter head. Selection of appropriate support methods for the excavated face is also a critical issue in tunnel excavation. This selection process is based on the condition of the rock, which is difficult to determine quickly and accurately during tunnel excavation. The present paper uses the excavation of two tunnels to demonstrate that it is possible to assign rock mass classifications accurately based on rock strength when boring a uniform rock type. It is also shown that the rock mass can be classified from the rock strength normalized by the uniaxial compressive strength when boring through mixed rock types.     

大线速度下超高压水射流破岩试验研究

高压水射流的破岩效果对高压水射流辅助掘进机破岩技术至关重要。为提升隧道掘进机工况下高压水射流辅助破岩的效率,开展大线速度下超高压水射流破岩试验,分析喷嘴移动线速度、射流压力和喷嘴直径对破岩效果的影响规律,并探究加磨料和射流形式对破岩效果的影响。试验结果表明,随喷嘴移动线速度增加,高压水射流的切割深度和切割宽度均近似线性减小;随射流压力增加,切割深度近似线性增大,压力从200 MPa提高到280 MPa,切割深度增加了72%～82%;喷嘴直径从0.35 mm增大到0.60 mm,切割深度增加了60%～85%。大线速度下加磨料后射流变发散,加磨料的切割深度小于纯水的切割深度,加磨料的切割宽度大于纯水的切割宽度。砂管束流射流模式的能量利用率更高,砂管束流的切割深度比长线射流的切割深度大35%～42%,砂管束流的切割宽度比长线射流的切割宽度大78%～85%。基于Crow切割岩石理论,通过试验数据回归分析,得到大线速度下超高压水射流切割深度半理论半经验预测模型,可为高压水射流辅助掘进机破岩技术中射流切割参数优化提供参考依据。研究成果对提升隧道掘进机工况下超高压水射流辅助破岩的效率是很有意义的。     

YCJF20型冲击反循环钻机进行地下 连续墙成槽施工技术

成槽施工是地下连续墙施工的重要工序,厦门地铁3号线湖滨东路站地下连续墙施工中采用YCJF20型冲击反循环钻机冲击钻进法进行成槽施工。介绍了YCJF20型钻机的主要技术参数、特点和工作原理,以及导墙和导孔施工、钻机布置、泥浆制备、冲钻成槽等成槽施工过程。     

激光辅助TBM盘形滚刀压头侵岩缩尺试验研究

为了验证高能激光技术能够辅助隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)盘形滚刀（以下简称滚刀）实现高效破岩,以滚刀破岩过程中基本的运动形式——侵岩为研究对象,参照17 inch（432 mm）工程用滚刀,按1:8的比例制备了缩尺比例滚刀压头（以下引述为滚刀压头）,开展了以孔孔距（2、3、4、5 mm）、刀孔距（3、4、5、6、7 mm）为变量的激光辅助滚刀压头侵岩L20(4×5)正交试验以及无激光作用的对照组试验。试验研究结果表明：随着刀孔距的增加,滚刀压头的破岩量与岩石破碎块度均增加,而垂直力和比能耗均降低,最优刀孔距为6 mm;随着孔孔距的增加,破岩量、垂直力和岩石侵入难度系数均降低,而岩石破碎块度和比能耗均增加,最优孔孔距为3 mm。与传统滚刀回转滚压破岩方式相比,在激光辅助作用下,可促进岩石张拉裂纹的产生,提高了滚刀侵岩效率。所提出的激光辅助滚刀耦合破岩模式在未来TBM极硬岩层隧道掘进中具有一定的应用前景。     

山东莱州吴一村ZK01科学钻孔钻探施工技术

本文介绍了山东莱州吴一村地区ZK01钻孔的施工概况及所采用的关键技术。ZK01钻孔终孔孔深3266.06m,终孔孔径Φ98mm,采用了HXY-9型钻机等设备。针对施工中出现的超深孔施工,钻探机具配套困难及复杂地层施工等施工难点,详细阐述了国产HXY-9型钻机在施工中的不足,深孔钻杆柱的组合配套使用,复杂地层中LBM为主体的双聚泥浆体系的应用以及特制JS150/122绳索取心钻具的应用等关键技术。     

西成高铁卵漂石地层全套管跟管钻进施工技术

西成高铁清江河特大桥桥梁桩为钻孔灌注桩,穿越卵漂石地层,成孔难度大,钻进困难,严重制约工期。针对该地层,采用全套管跟管钻进工法,搓管机配套旋挖钻机施工,有效地解决了卵漂石地层成桩问题。     

瓦斯抽采分体式履带钻机的独立行走液压系统设计

常用的煤矿瓦斯抽采分体履带式钻机需用油管将两个履带车体的液压系统连接,在井下行走和在钻场进行移位时操作不方便。为了提高履带行走的便利性,设计了ZDY6500LF型分体履带钻机的液压系统,分析了钻机液压系统的组成和原理。该液压系统具有2个履带车体不需要管路连接而独立行走的特性,到达钻场调整好两履带车体位置,再连接管路进行钻探施工,实现了履带式钻机的分体化液压传动及履带行走的独立控制。通过测试试验验证了液压系统的可靠性,表明该液压系统具备很好的应用价值。     

ZDY4000LD (A)型履带式全液压定向钻机的设计

ZDY4000LD (A)型履带式全液压定向钻机是一款面向狭窄巷道而设计的装备,主要用于中深孔的瓦斯抽采、探放水及顶底板注浆等钻孔施工。介绍了该钻机的设计思路,包括总体方案、关键结构、液压系统和外观造型设计,详细描述了关键结构部件和液压系统。该钻机具有结构简单,操作方便,巷道适应性强的特点,通过结构设计的优化,提高了钻机机身的调角度范围及给进行程,改善了钻机的工艺适应性。     

松软煤层坑道钻机钻进参数测量系统设计

针对松软煤层坑道钻机施工需要,设计了一种钻进参数测量系统。系统的硬件以车用可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,以控制器局域网(CAN)总线为通信网络,针对煤矿使用要求重点对电路进行设计。采集器底层软件设计利用CoDeSys开发工具,上位机软件界面则基于LabVIEW。实际应用结果表明：该测量系统能准确获取松软煤层坑道钻机施工所需的钻进参数,具有实时性强、准确性和可靠性高,人机交互友好等优点。