冲击反循环钻机施工特点及地层的适应情况
正反循环钻机
钻机系列正反循环钻机型号：GZ50/GZ50Ⅱ主要技术参数：钻孔深度：50-150M 钻孔直径：450-1500mm（450-2000mm）砂石泵排量：280立方米/小时功率：50Kw（58.8Kw)自走速度：14/20/30/40km/h 型号：YZ60型钻孔深度：60M开孔直径：500mm转盘转速：63r/min卷扬提升能力：1000kg扬程：>18mCFZ系列冲击反循环钻机主要特点：1、适用于各类桩基工程成孔2、设有双绳同步提升装置3、钻头重量大，钻进效率高4、适用于卵砾石层、基岩地层钻进型号：CFZ1200 主要技术参数：钻孔最大直径：1200mm钻孔深度：100M 钻具重量：1.5T 整机重量：6T配套动力：30Kw 泵排量：280立方米/小时型号：CFZ2000 主要技术参数：钻孔最大直径：2000mm钻孔深度：120M钻具重量：3.5T整机重量：10T配套动力：45Kw 或75HP泵排量：280立方米/小时冲击式钻机：冲击式钻机包括8JC150型，8JC250型，8JC250Ⅱ型。
该系列钻机适用于水井，桥梁桩基，楼房基础，降水放水等工程。
8JC150型，8JC250型简易型钻机，该机功能齐全，操作简便，价格便宜，投资少，回收快。
8JC250Ⅱ型钻机在原简易型基础上增加了辅卷扬功能，同时将桅杆缓冲改为冲击梁家＝缓冲，并设置了行走机构便于运输和移位。
8JC150－250型冲击式钻机获首届全国水井钻机质量调查评议优质奖。
型号：8JC150主要技术参数：钻井深度：150 M 冲击次数：38次/分开孔直径：500－800mm配套动力：10Kw或26HP型号：8JC250主要技术参数：钻井深度：250M冲击次数：41次/分开孔直径：300-500mm配套动力：22Kw或5HP 型号：8JC250ⅡBZS系列砂石泵组砂石泵组的主要特性：1、排渣返速快（3-4m/s），成孔效率高。
2、抽吸能力强，排渣颗粒型号排量（m3/h）吸程（m）扬程（m）颗粒（mm）功率Kw 4BZS1007.515.50-6518.5大。
冲击式钻机施工灌注桩
冲击式钻机施工灌注桩1、冲击式钻机主要用于卵砾石地层或坚硬的基岩地层，也适用于粘土、粉砂土、中粗砂地层。
它以钻头自由落体的方式冲击各类土层和卵砾石层，挤土为主，排渣为辅。
在卵砾石、坚石地层中以锤的自重按一定高度自由坠落冲碎卵石和坚岩，然后采用掏渣筒把碎渣掏出。
冲击式钻机成孔直径为600～2500mm。
深度可达80m。
最深可达180m(小直径、长钻头情况下)。
2、冲击式钻机成孔优点(1) 用冲击式方法破碎岩土(卵砾石和坚硬基岩)，耗能功率小，破碎效果好，并通过钻头冲挤作用起到坚固护壁的作用。
(2) 对含有较大卵砾石、漂砾石层，采用冲击式钻机施工成孔的功效高。
(3) 设备简单，操作移动方便，由于是机械带动，故障小。
3、冲击式钻机成孔缺点(1) 冲击钻头，通过钢丝绳的牵引提降，所以大部分时间均花费在提、放钻头和掏渣上，钻进效率低。
(2) 如掌控不严，容易出现成孔失圆，成孔倾斜(欠垂直)的情况。
(3) 与普通反循环钻机相比，冲击式钻机在孔径、孔深方面均不及反循环钻机，尤其在土质地层情况下。
3、冲击式钻机技术要求(1) 冲击钻头有“一”字钻头、“十”字钻头、“工”字钻头、圆形管状钻头，通常采用“十”字钻头较多。
冲击钻头均由铸钢浇铸而成，在钻头底部焊有合金刀(不得任意减少或取消)。
冲击钻头重量不宜太轻，一般为提升卷扬机提升能力的80～85％。
即当卷扬机提升为5t时，钻头重量不宜小于4t。
同样当钻头重量固定，在选配卷扬机时，卷扬机提升能力一般为锤重(钻头重)的1.2～1.25倍。
当钻头重量较轻或被磨损时，可在钻头上对称焊接钢轨以增加钻头重量。
冲击钻头上必须有转向和打捞装置(2) 冲击式钻机除了钻头重量需认真选定外，还应注意钻头的长度，一般较长的成孔，我们需选择较长(或较高)的钻头，或管状钻头。
一般钻头高度不应小于1.5～2.5m，个别用到4～6m。
(3) 冲击式钻机破碎下的碎渣，需用掏渣筒进行掏渣，一般掏渣筒直径为钻孔直径的0.5～0.7倍。
旋挖钻机、冲击反循环钻机和反循环回转钻机各自的区别及优缺点
旋挖钻机、冲击反循环钻机和反循环回转钻机各自的区别及优缺点回转钻成孔灌注桩，又称正反循环成孔灌注桩，是用一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌注混凝土成桩，为国内最为常用和应用范围较广的成桩方法。
其特点是：可利用地质部门常规地质钻机，可用于各种地质条件，各种大小孔径（300mm~200mm）和深度（40m~100m），护壁效果好，成孔质量可靠；施工无噪音，无震动，无挤压；机具设备简单，操作方便，费用较低，但成孔速度慢，效率低，用水量用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。
适用于高层建筑中、地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。
根据已施工的工程,不同的地层、不同的区域但钻进口径相同来对比,发现冲击反循环与回转正循环各有各的优点,一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时,通过钻孔记录报表,取各程平均数据分析,回转钻机要比冲击反循环钻机施工快1.2倍,且因冲击反循环钻机自重大搬迁困难、时间长等因素,在土层中施工不如回转正循环钻机快,但在卵砾石层、基岩施工中,冲击反循环钻进明显比回转钻机要快3倍,一般5cm以下砾石要快2倍以上,5～10cm砾石要快3 倍以上,而且冲击反循环钻进5级以下的岩石,钻进速度比回转钻进要快5～6倍,从上述情况分析来看,冲击反循环在施工复杂地层即卵石层,嵌岩钻孔桩成孔速度上优点明显,尤其在一些丘陵山区地带较为适用,优越性更加显著。
对桩孔成型方面,冲击反循环施工孔径一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时为防止坍孔,仍然采用正循环冲击钻进,但易缩径,但桩的垂直度比较好。
在卵、砾石层施工中都采用冲击反循环钻进,由于冲击力较大,容易坍孔,充盈系数偏大,根据南京无限达工程设备有限公司已施工的几个工程数据表明,在回转钻机进段的平均充盈系数为1.15；而冲击反循环钻进段的充盈系数则为1.25，在土层中的充盈系数冲击和回转基本接近在1：1。
反循环钻机施工方案
反循环钻机施工方案反循环钻机施工方案一、施工背景反循环钻机是一种常用于大直径、深水埋深和复杂地质条件下的水平定向钻进设备。
本反循环钻机施工方案是针对一种需要进行隧道掘进的地质条件及工程要求而制定的。
二、施工目标1. 实施水平定向钻进，保持隧道的水平度和定向度。
2. 提高施工效率，加快进度。
3. 确保施工安全，减少事故风险。
三、施工方案1. 施工前的准备工作（1）对工程地质条件进行详细勘探和评估，确定隧道的设计参数和施工方案。
（2）准备所需的反循环钻机设备、工具和材料。
（3）组织人员进行技术培训，确保施工人员具备必要的技能和经验。
2. 施工过程（1）确定隧道的布置和施工线路，并进行标记。
（2）进行钻井排样，确定钻进井点。
（3）安装反循环钻机设备，包括钻台、钻杆和钻头等，进行试运转和调试。
（4）开始钻进，通过反循环钻进的方式进行掘进作业，同时进行地质观测和记录。
（5）定期对钻杆、钻头等进行检修和更换，确保施工设备的正常运行。
（6）根据设计要求，进行隧道支护和衬砌工作，确保隧道的稳定性。
（7）在特殊地质条件下，采取相应的处理措施，如注浆、压浆等。
3. 施工后的工作（1）进行施工质量检查和评估，确保施工质量符合设计要求。
（2）整理和归档施工资料和记录。
（3）进行设备和工具的维护和保养，做好设备的清洗、润滑和防腐工作。
（4）总结施工经验，提出改进意见和建议。
四、施工安全措施1. 施工人员必须经过专业培训，并持有相应的操作证书。
2. 严格按照施工方案和安全操作规程进行作业。
3. 安全监测设备和仪表必须正常运行并进行日常维护。
4. 施工现场必须设置明显的警示标识和安全警示信号。
5. 施工现场必须定期进行安全巡视和检查，发现问题及时处理。
6. 安全会议和事故预案必须制定并进行落实。
总结：反循环钻机施工方案是根据工程要求和地质条件制定的，通过合理的施工流程、安全措施和质量管理，确保隧道的水平度、定向度和稳定性。
同时，施工中需要注意随时根据地质情况进行调整和处理，确保施工的安全和顺利进行。
反循环钻机原理
反循环钻机原理
反循环钻机原理是一种用于钻探井筒的钻机。
它采用了一种特殊的钻孔方法，通过旋转和冲击的方式，使钻头不断穿过地层，从而达到钻孔的目的。
反循环钻机的工作原理基于以下几个步骤：
1. 钻孔：首先，钻机将钻管下放到井底，然后启动旋转装置和泵浦装置。
旋转装置将钻传动给钻头，使其旋转，同时泵浦装置将高压水泵送到钻头中，产生强大的冲击力。
2. 冲洗：钻头旋转的同时，泵浦装置将高压水冲击在钻孔底部，将岩层碎片和水一起带入钻孔。
这种方式有助于将岩层碎片清除出井口，并帮助降低钻进阻力，提高钻探效率。
3. 提钻：当钻孔已经达到一定深度后，钻机停止旋转，然后开始将钻杆系列拉起，将钻孔重新清除。
这个步骤可以防止钻杆过长，在拉起过程中造成不必要的弯曲和断裂。
4. 再次钻进：钻机将钻头重新送到井底，然后再次重复上述步骤，直到达到目标深度。
反循环钻机具有一系列优点，包括：
1. 高效率：由于同时进行旋转和冲击，反循环钻机能够快速钻进地层，提高钻孔效率。
2. 高质量：通过冲击和冲洗，反循环钻机可以更好地清除钻探废料，保持钻孔的良好质量。
3. 适应性强：反循环钻机适用于各种地层，包括砾石、泥土和岩石。
总之，反循环钻机通过旋转和冲击的方式实现快速而有效的钻孔，是现代钻探行业中常用的一种钻机。
其高效率和适应性使其在各种应用场景中具有广泛的应用前景。
大孔径冲击反循环钻机在硬岩地层施工中的优势
广泛 应 用于桥 梁钻 孔灌 注桩 ， 地 下连 续墙 基础 工程 。 ２ ）主卷 扬 是冲击 反循 环 钻机 的核 心 部件 ， 其 结构 为差 动双 简 单 制动 式 ， 分 别 通过 两 个卷 简 来 完 成提 升 、 下 降钻 头 。主 提 升 能力 可达 ５ ０ ｋ Ｎ ， 有 利于 坚硬 地层 的钻 进 ， 施工 效率 高 。
关 键 词 回转钻 进 ； 冲 击反循 环 钻进 ； 硬岩 地 层 中图 分类 号 ： Ｐ ６ ３ ４ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ４ ）２ ２ — ０ ２ ０ ０ — ０ ２
根 据 目前 我 国桩 工 机械 的发 展趋 势 ， 建筑 工 程 桩基 础 施 工 质 量 、效 率 、成 本 等 方 面越 来 越 高 ， 针对 硬 岩 复 杂 地层 的大径
２ 冲 击反 循环 钻进 技术
冲 击 反循 环 钻机 适 应 地 层 广 ， 钻 进 效率 高 ， 孔 底 清 洁 、重 复 破碎 少 ， 辅助 工 作 时 间短 ，可大 大 提 高钻 进 效 率 ， 特 别适 合 硬岩 、大卵 石 、孤石 等复 杂地层 的大径 钻孔 桩施 工 。 ２ ． １ Ｆ Ｚ Ｃ － １ ５ ０ ０型冲击 反 循环 钻机 及特 点 结构如图所示 ： 主要 由底 盘 、钻 塔 、传 动 机 构 、钻 头 、排 渣 系统 、 电气 系统等 组 成 。
２ ． Ｌ ２ 主 要结 构特 点
Ｆ Ｚ Ｃ － １ ５ ０ ０型冲 击 反循 环钻 机 采 用 的是 一种 将传 统 钢 丝 绳冲
击钻 进 方 法 和 反循 环 连 续 排渣 技 术 结 合 起 来 的新 型 钻 进 方法 ， 是复 杂硬 岩地 层理 想的 施工设 备 。 １ ）该 钻 机 适 用 于 卵砾 石 、 胶 结 卵 砾 石 和 嵌 岩等 复杂 的基 础 工程 施工 ， 排 渣块 度 大 ， 效率 高 ， 钻 头损 耗 小 ， 施 工 成本 低 。
冲击钻机的特征
冲击钻机的特征
冲击钻机是一种常见的钻孔设备，常用于地质勘探、采矿、建筑和基础设施工程等领域。
以下是冲击钻机的一些特征：
1.高效率：冲击钻机通常具有高速旋转和高冲击频率的功能，
可快速完成钻孔作业。
它们通常比传统的旋转钻机更高效。
2.强力驱动：冲击钻机采用冲击力传递到钻头上以进行钻孔
的方式。
冲击力由冲击器或凿头（例如液压冲击器）提供，使钻杆产生旋转和冲击效果，从而穿过岩石和土壤。
3.适应性强：冲击钻机通常适用于各种类型的地质条件，包
括硬岩、软土和松散的地层。
它们可以应对不同材料和困
难的地层情况。
4.构造简单：冲击钻机通常由较少的移动部件和机械系统组
成，因此相对简单且易于维护。
这也使得它们具有较长的
使用寿命和更少的易损件。
5.可移动性强：冲击钻机可以是轮式结构，也可以是可移动
式平台或车辆。
这使得它们适应不同地点和作业条件，并
能快速部署到不同的工作现场。
6.钻孔深度：冲击钻机通常适用于相对浅的钻孔深度。
对于
较深的钻孔需求，可能需要其他类型的钻探设备。
需要注意的是，每个具体的冲击钻机型号和制造商可能会有一些特定的特征和技术创新。
因此，在选择和使用冲击钻机时，需要根据特定的工程要求和项目条件，仔细评估其性能参数、
适用范围和具体优势。
HCF-20回转—冲击反循环钻机介绍
型或冲击型钻机的理想产品。
６）试验数据表明，在坚硬岩石中钻进时，应用冲击钻
２）液压传动，液压系统平稳可靠。 ３）使用单位反映ＨＣＦ＿２０型钻机操作方式简单，易 于掌握ｉ工作强度轻。
进比回转钻进的钻进速度提高１．５～２倍，而且岩石 硬度等级超高越明显。
（２００１年５月２９日）
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（下转第２１页）
万方数据
２００２年６月
地质装备
２１
石，通过调节钻进规程和实时采集数据的比较，很容
［２］常喜顺：最优化钻井技术在陕北石油钻井中的应用与
燃砦凳燃型徽著紫黧燃薹垡嘲激要譬鬻，篙‰髀飙帼
些钻篓攫堡：誊翌曼终化筻篓：。冀奠憩兰的譬堡蔓 …。益盆吴荽赢磊；身““一９一”“…“““。。
况，可作到即保证时效，又保证钻头的寿命，实现真 ［４］囊薹备ｊ鄢纂莩、龚元明、吴翔：借助于钻探现场数据库
冲击钻进的效果进行了厂内的冲击耐久一万次试验 和东海施工工地冲击钻进成孔试验取得较好效果。 ４．１ 厂内一万次冲击耐久试验
ＨＣＦ－２０型钻机于２０００年７月进行了冲击模 拟试验。锤重３０ｋＮ，提升１．１ｍ，用自动冲击系统， 电脑显示，提升时问为５．８～６ｓ，下落为ｏ．５８～ ｏ．６ｓ，冲击频率为６～８次／ｍｉｎ，环境温度为３３～ ３５。Ｃ，不断进行的温度测定表明控制电磁阀温度达 ５８～５９℃，离合器温度为５０℃左右，钻机运行情况 良好，在试验结束后进行了解体检查未发现齿轮等
为实现自动冲击ＨＣＦ一２０钻机装备了电一液 控制系统，通过电脑可调整电磁换向阀通断时间来 实现调整其冲击频率，一般为８～１０次／ｍｉｎ，提锤 高度ｏ．８～１．２ｍ，调整速度后可实施自动冲击并可 记录实际参数，同时也可通过手动换向阀实现手动 控制冲击，以防自动冲击系统出故障时应用。
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冲击反循环钻机施工特点及地层的适应情况
发布时间：01-09
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随着高层建筑、公路、铁路、桥涵工程的发展对基础工程的施工要求也越来越高,考虑建筑的载荷和工程地质状况、目前较大一部分工程桩基的施工要穿过第四系土层、卵石层等复杂地层,并将桩基础的持力层设计在基体岩石上,提高单桩承载力,同时也给桩基础施工提出了更高的要求,在回转钻机施工成本高,又无法满足卵砾石、漂石、块石、基岩、施工难度大,易坍孔的情况下,20世纪90年代中期桩机制造厂为适应市场要求,研制开发了冲击反循环钻机满足桩基工程施工要求。
1设备的主要技术参数及性能
以济南山东探矿机械厂生产的CJF—12型和CJF—型为例的冲击反循环钻机。
CJF—12型冲击反循环钻机冲击频率40次/min,主副卷扬提升能力为30kN,电动机功率45kW,不含反循环6BS泵。
冲击钻头重量4t,钻头为整体铸造,耐冲击、冲击量大、钻进效率高,适应于反循环冲击直径为800～1500mm桩。
CJF—20型冲击反循环钻机。
主副卷扬机提升能力50kN,最大钻机直径为2.0m钻孔深度为80m,卷扬冲程1.5～3.0m,冲击频率46次/min,主要机功率75kW,反循环泵组为3P
NL和6BS泵可配液压步履纵横移位,其钻头除冲击尖头为耐磨材料外,其余为50mm以上钢板焊制而成,也可配备多种规格钻头,此系列冲击反循环钻机,适用于卵砾石、胶结卵砾石和嵌岩等复杂的基础工程施工,广泛应用于桥梁钻孔灌注桩,地下连续墙基础工程。
2施工工艺
冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进
行较高频率的冲击,使岩石产生破碎,然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑第一时间排出孔外。
冲击钻头由两根钢绳平衡连接,无论起、下钻都非常方便,大大缩短了辅助时间。
因此,冲击反循环钻头是冲击钻进的主要工具,其结构的合理与否直接影响到钻进效率和质量。
在冲击钻进过程中,关键是冲击和吸渣量是否匹配,也是确保孔壁稳定正常钻进最基本最重要条件。
在钻进过程中吸渣工作应根据钻进地层和情况而定,不应过量汲渣以免造成孔壁失稳坍孔。
发生埋钻事故。
另外,在冲击过程中,必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向装置的灵活性和连接的牢固性,以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳,发生掉钻事故。
根据地质情况,钻头出量研磨材料提钻时要应经常检查,一般地层每小班至少提钻一次检查,复杂地层提钻头次数要增加,往往钻头底量和外出量在砂卵石和基岩中磨损严重,所以应及时进行修补,这样就增加了修补钻头的铺助时间,降低了纯钻进冲击时间,又减少了修补钻头的辅助时间,再则在提升钻头时,要小心谨慎,尤其是在快到护筒底部
将钻头慢慢提起,防止碰撞孔口护筒以免造成护筒底部坍孔或护筒错
位或变形事故。
3冲击反循环钻机与回转钻机在施工过程中的优缺点
我公司历年来都是采用正循环回转钻机施工,1999年后从山东探矿厂购置了冲击反循环钻机。
通过甬台温高速公路乐清湾高架桥,芜湖清水河特大桥,郑州市郑上路—西三环立交桥,福建福宁高速霞浦段,包括目前在施工的钱江四桥南桩基等工程施工及特点。
根据已施工的工程,不同的地层、不同的区域但钻进口径相同来对比,发现冲击反循环与回转正循环各有各的优点,一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时,通过小班报钻孔记录报表,取各程平均数据分析,回转钻机要比冲击反循环钻机施工快1.2倍,且因冲击反循环钻机自重大搬迁困难、时间长等因素,在土层中施工不如回转正循环钻机快,但在卵砾石层、基岩施工中,冲击反循环钻进明显比回转钻机要快3倍,一般5cm以下砾石要快2倍以上,5～10cm砾石要快3倍以上,而且冲击反循环钻进5级以下的岩石,钻进速度比回转钻进要快5～6倍,从上述情况分析来看,冲击反循环在施工复杂地层即卵石层,嵌岩钻孔桩成孔速度上优点明显,尤其在一些丘陵山区地带较为适用,优越性更加显着。
如:福建福宁高速霞浦段就是一个典型的例子,整个桩成孔时间比回转钻机快3倍以上。
对桩孔成型方面,冲击反循环施工孔径一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时为防止坍孔,仍然采用正循环冲击钻进,但易缩径,但桩的垂直度比较好。
在卵、砾石层施工中都采用冲击反循环钻进,由于冲击力较大,容易坍孔,充盈系数偏大,根据我公司已施工的
几个工程数据表明,在回转钻机进段的平均充盈系数为1.15;而冲击反循环钻进段的充盈系数则为1.25,在土层中的充盈系数冲击和回转基本接近在1.1。
在成本消耗方面:在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工,冲击反循环的成本消耗要比回转钻机消耗大,主要冲击钻机动力功率大、耗电量高。
再则钢丝绳消耗大,因冲击耗绳、自身重量大,搬迁运输成本大等,但在卵、砾石层、漂石、块石、基岩施工中,冲击钻进效率高,而回转钻机研磨材料消耗大,钻进速度慢,成孔周期
长,成本比冲击钻进大5倍以上,如遇大漂石、大块石、硬度较高的花岗岩回转钻机是无法钻进,只用冲击反循环钻机来完成。
在环境影响方面,冲击反循环钻进振动对周围环境影响比回回转钻进要大,特别是冲击下部坚硬基础岩面时,冲击振动对周围产生声音较大,影响人们休息。
4体会
总之,在施工基础时,设备的选型非常重要,对不同的地层采用不同的施工工艺方法,从我们多年来的施工经验和设备使用情况来看,在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工,采用回转钻进,其成本低,成孔质量好,桩机自重轻,搬迁方便等优点较为适应;而在卵砾石、漂石、块石、基岩等复杂地层及旧基处理方面施工,使用冲击反循环钻进较为适应,因可加快施工周期,提高钻进效益,确保工程质量。
因此我们在施工钻孔桩时,要根据现场条件、工期要求、地制质情况及成本分析
等,用科学的方法来选择设备和工艺手段,用最佳的施工工艺,在保证质量、工期、安全的情况下产出最佳的效益。