鉆探試驗(yàn)指導(dǎo)書

1、GPS-15型鉆機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)報(bào)告專 業(yè)勘查技術(shù)與工程班級(jí)學(xué)號(hào)1803100233姓名 張國(guó)慶指導(dǎo)教師李俊才老師學(xué)期2012-2013 下南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院二O 一三年五月、實(shí)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)時(shí)間：四月十八號(hào)（第八周周三）地點(diǎn)：南京總部大廈附近工地二、實(shí)習(xí)內(nèi)容鉆探認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，即去施工現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)識(shí) GPS-15型鉆機(jī)，了解GPS-15型鉆機(jī) 的組成及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和主要部件，還有轉(zhuǎn)進(jìn)操作規(guī)程和注意事項(xiàng)（一）GPS-1強(qiáng)鉆機(jī)GPS-15型鉆機(jī)為整體組裝式的大口徑轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)，適用于鉆樁基孔和大 口徑水井的施工。1、鉆機(jī)的組成及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)GPS-15型鉆機(jī)包括主機(jī)、反循環(huán)泵組及一些輔助設(shè)備和工具 。主機(jī)

2、的 部件有：轉(zhuǎn)盤、升降機(jī)組、傳動(dòng)裝置、減速器、底座、液壓系統(tǒng)、鉆塔及 動(dòng)力機(jī)等。鉆機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示：電動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力經(jīng)摩擦離合器9輸 入變速箱2,變速箱為三軸二級(jí)三速。從變速箱輸出的動(dòng)力再經(jīng)雙向齒狀離 合器8及錐齒輪副，可將正、反不同方向的動(dòng)力輸人二級(jí)減速的減速箱5,以降低轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，增大扭矩。動(dòng)力經(jīng)減速箱輸人轉(zhuǎn)盤4,使轉(zhuǎn)盤獲得3檔正、 反轉(zhuǎn)的速度。在變速箱輸出軸的末端還將動(dòng)力分別傳至主升降機(jī)7和副升降機(jī)3。該鉆機(jī)的三個(gè)傳動(dòng)鏈可由下式表示：動(dòng)力機(jī)f摩擦離合器f變速箱f萬向軸一轉(zhuǎn)盤牙嵌器f齒輪副f主升降機(jī)摩擦離合器f副升降機(jī)圖1 GPS-15型鉆機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖1電動(dòng)機(jī)；2變速箱；3副

3、升降機(jī)；4轉(zhuǎn)盤；5減速箱；6萬向軸；7主升降機(jī);8雙向齒狀離合器；9摩擦離合器2、主要部件轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤為如圖2所示的一級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)盤。帶內(nèi)齒的聯(lián)軸器 13用花鍵安裝于 橫軸上，聯(lián)軸器的內(nèi)齒與減速箱的聯(lián)軸齒輪相嚙合，以輸人動(dòng)力。小錐齒 輪11呈懸臂狀。與小錐齒輪嚙合的大錐齒輪 2裝于轉(zhuǎn)臺(tái)3上，轉(zhuǎn)臺(tái)3通過 上下兩盤球軸承6、7安裝于殼體1中。在轉(zhuǎn)臺(tái)的中心位置放置大、小補(bǔ)心 4、5,斷面為方形的主動(dòng)鉆桿插于其中，以傳遞扭矩。1殼體；2大錐齒輪；3轉(zhuǎn)臺(tái)；4大補(bǔ)心；5小補(bǔ)心；6、7球軸承;8螺母；9托油盤；10螺栓；11小錐齒輪；12軸；13聯(lián)軸器升降機(jī)GPS-15型鉆機(jī)配備有主、副兩個(gè)升降機(jī)。主升降機(jī)的結(jié)構(gòu)為

4、定軸輪系傳動(dòng)行星式結(jié)構(gòu)。在升降機(jī)主軸左端裝有單 向超越離合器，通過手輪操作，可實(shí)現(xiàn)微調(diào)給進(jìn)。單向超越離合器是一種 滾柱式定向離合器，只能單向傳遞扭矩。在機(jī)械傳動(dòng)中，主要用于防止逆 轉(zhuǎn)及完成定向傳動(dòng)。當(dāng)動(dòng)力機(jī)發(fā)生故障時(shí)，還可用作人力提升。鉆塔鉆塔高8m,塔門間距1.9m,有較大的操作空間，便于大直徑器具上下 和鋼筋籠下井。鉆塔的起落由二個(gè)起塔油缸完成，鉆塔可以整體放倒后隨 主機(jī)一同裝車運(yùn)輸。在鉆塔上焊有U形導(dǎo)軌，作水龍頭上下運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向。導(dǎo)軌上設(shè)有單向 岔道，水龍頭及主動(dòng)鉆桿可以沿岔道移動(dòng)，讓開井口，并將水龍頭及主動(dòng) 鉆桿懸吊于鉆塔上，工作極為方便。3、液壓系統(tǒng)GPS-15型鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)主要功能

5、是用于鉆塔起落、鉆機(jī)滑臺(tái)移動(dòng)和孔口板的開合。該系統(tǒng)為開式系統(tǒng)（見圖 3）。圖3 GPS-15型鉆機(jī)液壓系統(tǒng)圖1齒輪泵；2溢流閥；3、7三位四通手動(dòng)換向閥； 4平衡閥；5起塔油缸；6滑臺(tái)和孔口板油缸用手動(dòng)換向閥控制鉆塔的豎立和放倒，平衡閥的作用是當(dāng)鉆塔豎立過 程中，一旦動(dòng)力機(jī)或液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，平衡閥使油路關(guān)閉，不致使鉆塔 倒下。用換向閥操縱油缸完成機(jī)組滑臺(tái)移動(dòng)和孔口板開合動(dòng)作。4、反循環(huán)泵組為了適應(yīng)大口徑工程鉆孔的施工， GPS-15型鉆機(jī)配備有 泵吸式反循環(huán) 系統(tǒng)。該系統(tǒng)為注水起動(dòng)的三泵反循環(huán)系統(tǒng)，三泵是指6BS型砂石泵、3PNL 型泥漿泵和2BL-6型清水泵。系統(tǒng)以6BS型單級(jí)臥式離心砂石

6、泵作為反循環(huán)的主泵，其吸水管直徑 152mm吸程7.5m,排量180m/min;以3PNL型單級(jí)立式離心泥漿泵作為正 循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)的主泵，它在反循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)可服務(wù)于砂石泵的灌注起動(dòng)（又稱 為灌注泵）和作為補(bǔ)漿泵；2BL-6型離心泵主要用于向6BS型砂石泵和3PNI. 型泥漿泵的水封環(huán)處注水，便兩泵得到密封和冷卻盤根。泵組（見圖4）采用各泵單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的方式，將泵、電氣控制箱、閘閥及 管線等安裝于同一底座上。該泵組可用于正循環(huán)及反循環(huán)鉆進(jìn)，其使用方 法如下：圖4泵組組裝圖1砂石泵；2砂石泵電動(dòng)機(jī)；3清水泵；4底座；5電氣控制室； 6閘閥；7、8碟閥；9泥漿泵（3PND正循環(huán)鉆進(jìn)在用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)

7、，先將碟閥 8關(guān)閉，打開碟閥7,關(guān)閉閘 閥6,再起動(dòng)3PNL泥漿泵9。這時(shí)，泥漿泵排出的泥漿經(jīng)碟閥7,進(jìn)入砂石泵 1到水龍頭，經(jīng)鉆桿中心送至孔底，再從鉆桿與井壁之間的間隙返回泥漿池， 完成正循環(huán)，同時(shí)將井底的巖屑排出。、反循環(huán)鉆進(jìn)反循環(huán)鉆進(jìn)與正循環(huán)鉆進(jìn)相反，沖洗液自供水池（即做沉淀池），通過 井口和井內(nèi)環(huán)狀間隙，以自流方式流至井底，然后攜帶巖屑通過鉆桿返回 井口，并經(jīng)過水籠頭和排渣管排至供水池，經(jīng)沉淀后重新流入井內(nèi)。反循 環(huán)鉆進(jìn)多采用150200mmi徑的鉆桿，只要循環(huán)管路內(nèi)有足夠的抽吸力量， 鉆桿內(nèi)的沖洗液就可達(dá)到很高的上升流速。據(jù)計(jì)算，鉆一米直徑的鉆孔， 使用150mm內(nèi)徑的鉆桿，鉆桿內(nèi)沖

8、洗液的上升流速可達(dá)2.04.0m/s。這樣能將孔內(nèi)巖屑及時(shí)排出，避免重復(fù)破碎，提高工效。施工時(shí)，各泵和閥 門在正循環(huán)的工況下，先啟動(dòng) 3PNL泥漿泵，向砂石泵注漿。此時(shí)應(yīng)注意觀 察砂石泵上的壓力表。待壓力下降接近于OPa時(shí)，起動(dòng)砂石泵，同時(shí)用2BL-6 泵保證砂石泵的水封壓力。接著打開碟閥8,關(guān)閉碟閥7,待砂石泵達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，打開閘門，即可進(jìn)行泵吸式反循環(huán)鉆進(jìn)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，砂石泵 吸水管真空表讀數(shù)應(yīng)為-90-100kPa。（二）鉆進(jìn)操作規(guī)程1、施工前準(zhǔn)備一定要充分，現(xiàn)場(chǎng)供水、電力要充足。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際 情況及施工方案合理開挖供水池、沉淀池及循環(huán)溝。2、合理安排鉆機(jī)及吊機(jī)、排渣車的行走路線，將

9、沉渣處理設(shè)備安放在 合理位置。3、按施工圖預(yù)先放好樁位，并將護(hù)筒埋好。4、鉆機(jī)就位時(shí)，應(yīng)將基木擺好，確保鉆進(jìn)時(shí)鉆機(jī)平穩(wěn)。5、鉆機(jī)就位后應(yīng)進(jìn)行校核，使鉆孔能保持正中垂直。6、泵組應(yīng)安排在一個(gè)合適位置，使其在整個(gè)施工過程中不必移動(dòng)，且 安裝高度盡可能與鉆機(jī)在同一水平面上。7、鉆機(jī)安裝及管路布置結(jié)束后，檢查管路的密封情況。8、開鉆前供水池應(yīng)注滿水，保證施工過程中能足夠循環(huán)。9、開鉆應(yīng)先用正循環(huán)鉆進(jìn)，啟動(dòng) 3PNL泥漿泵，在循環(huán)管路內(nèi)注滿水， 鉆至一定的深度換反循環(huán)鉆進(jìn)。10、根據(jù)鉆進(jìn)的地層正確選用鉆進(jìn)參數(shù)。11、接鉆桿時(shí)螺絲一定要上緊，確保管路的密封。12、鉆進(jìn)過程中需停鉆時(shí)，應(yīng)先將鉆盤停鉆，讓砂石

10、泵抽吸1015分鐘，待孔底沉渣抽清后方可停泵。13、重新啟鉆時(shí)，應(yīng)將鉆頭提離孔底 1.52.0m距離啟動(dòng)泥漿泵，使 管路內(nèi)注滿水，再換泵吸反循環(huán)，并空鉆，待排渣口排出泥漿時(shí)，再開始 鉆進(jìn)。14、鉆進(jìn)過程中，注意孔口水位，使其保持在標(biāo)定的水位。15、鉆進(jìn)到基巖時(shí)，一定要將孔內(nèi)沉渣排清后方可再鉆進(jìn)。三.實(shí)驗(yàn)感想與心得體會(huì)通過這次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，近距離的觀察了 GPS-15型鉆機(jī)，進(jìn)一步了解了 GPS-15型鉆機(jī)，知道了 GPS-15型鉆機(jī)為整體組裝式的大口徑轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)， 是 適用于鉆樁基孔和大口徑水井的施工的。進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了鉆機(jī)的組成及機(jī)械 傳動(dòng)系統(tǒng)主要部件，現(xiàn)場(chǎng)觀看了鉆進(jìn)操作過程和注意事項(xiàng)，了解到了工人 的辛苦，更加珍惜自己學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。通過老師帶領(lǐng)我們?nèi)スさ噩F(xiàn)場(chǎng)講授和自己觀看，我掌握了一些初步操 作鉆機(jī)的技巧，也學(xué)到了一些實(shí)際生產(chǎn)鉆進(jìn)上的一些小技巧和注意事項(xiàng)， 這些在書本上可能是無法學(xué)到的。例如現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配泥漿和實(shí)驗(yàn)室調(diào)配的差別 等等。，讓我對(duì)課上學(xué)習(xí)的內(nèi)容有更深層次和更詳細(xì)的了解，知道了 GP