三一旋挖钻机入岩探讨
旋挖钻机在岩石地层施工中的应用
旋挖钻机在岩石地层施工中的应用摘要：本文通过旋挖钻机在中风化砾岩地层施工的工程实例，详细介绍了施工过程中旋挖钻机钻具的配置、应注意的事项。
希望能对旋挖钻机在同类地层施工提供参考借鉴。
关键词：旋挖钻机牙轮岩芯筒钻机锁钻杆截齿钻头1 概述1.1工程概况九江某发电厂江西省九江市东郊，庐山北麓，北临长江，西靠九江长江大桥和京九铁路，水源充足，交通便利，地理环境十分优越。
该电厂烟囱区天然地基承载力无法满足要求，因此在该部位采用桩基，共布置88根、桩径800mm 钻孔灌注桩，要求桩端进入中风化砂砾岩不小于1m。
1.2地层情况烟囱地段根据钻孔揭露的地层情况为（详见剖面图FA00881S-G0101-009～010和FA00881S-G0101-023）：第（1-1）层杂填土：松散-稍密，承载力特征值fak=75kPa；厚度1.8-4.5米，平均厚度3.27米。
不适宜作为建筑物天然地基持力层，需清除或进行地基处理。
第（5）层粘土：棕红色、棕黄色网纹状，硬塑，承载力特征值fak=300kPa，压缩模量Es=12.0MPa；厚度8.7-11.8米，平均厚度10.29米。
可作为建筑物的天然地基。
第（8-1）粉质粘土混角砾层：棕黄色，粉质粘土呈可塑-硬塑状，碎石、角砾粒径0.5-5.0cm，碎石最大粒径达10cm，呈稍密-中密状，圆锥重型动力触探试验统计值N63.5=8.8击，承载力特征值fak=300kPa；压缩模量Es=14.0MPa，厚度4.65-9.30米，平均厚度6.56米。
可作为建筑物的天然地基，但该层埋深较大，难于采用。
第（8-2）粉质粘土混角砾层：红褐色，粉质粘土呈可塑-软塑状，角砾粒径0.5-2.0cm，呈稍密-松散状，圆锥重型动力触探试验统计值N63.5=4.1击，承载力特征值fak=175kPa；压缩模量Es=10.0MPa，该层在局部冲沟地段28米以下由于含水量的增加而呈软塑状，具高压缩性。
厚度4.0-12.10米，平均厚度7.81米。
三一旋挖钻机工法课堂 第11讲:旋挖钻机在岩溶地层的钻进工法再析
三一旋挖钻机工法课堂第11讲：旋挖钻机在岩溶地层的钻
进工法再析
陈朝晖;旷开森;黄瑞环;邢树兴
【期刊名称】《筑路机械与施工机械化》
【年(卷),期】2011(28)11
【摘要】第11讲：旋挖钻机在岩溶地层的钻进工法再析在第7讲中介绍了“旋
挖钻机在岩溶地貌的钻进工法”，虽然从钻具改进、溶洞穿越方式、事故预防和处理等方面对于旋挖钻机适用于岩溶地质的施工难点、工法要点做了简要的分析，但是对于斜孔、塌孔等常见的事故处理并没有全面涉及，而通过最近一段时间的实践，我们认为针对第7讲中的内容，在各种处理手段及工况的认识上已有加以补充的
必要，比如本期将要介绍到的“半边岩”问题。
【总页数】2页(P44-45)
【关键词】旋挖钻机;工法;课堂;岩溶地层;岩溶地貌;施工难点;岩溶地质;事故预防【作者】陈朝晖;旷开森;黄瑞环;邢树兴
【作者单位】三一工法研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P634.31
【相关文献】
1.三一旋挖钻机工法讲座(4)——旋挖钻机在钻具易打滑地层中的施工工法 [J], 邢树兴;荆留杰;冯建伟
2.三一旋挖钻机工法讲座(11)一涉及“半边岩”工况的旋挖钻机钻进工法 [J], 邢树兴;张冰;荆留杰
3.三一旋挖钻机工法课堂第7讲:旋挖钻机在岩溶地貌下的钻进工法 [J], 程大丹;熊祎n;冯建伟
4.三一旋挖钻机工法课堂第5讲:卵石地层中旋挖钻机的施工工法 [J], 张冰;康长春;邢树兴
5.三一旋挖钻机工法课堂第2讲:厚回填土地层的旋挖钻机施工工法 [J], 邢树兴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三一旋挖钻机工法讲座(7)——岩溶地质的旋挖钻机成孔施工工法
钻机 。 击钻成 孔用时在１ ～２ 天 回旋钻 向结构 （ 中 ０ ０ 并配合合理的钻机操作 方式 ） ．能够
机在施工至距成： ３ Ｏ ￣ Ｏ ｍｍ时无法钻 进 ，宣告 在 一定程 度上预防卡钻 。图２ 为导 向结构 Ｌ —３ 失败而撤场 。 改进前 后的对比。
解决措施
灰岩岩溶地质的施工难点主要在于地质条 地 层中选 用螺旋钻头 的时候 ，要求螺旋钻头
件的复杂性和施工 中不可预见的因素太 多 因 最大边齿要较普通型增 加齿数 ，并且螺旋钻 此前 期勘察 中 ，溶洞情况 掌握 准确 与否直接 头较 普通型增加无齿叶 片以实现导向的加强 关系 到施 工方案 的选 择及施 工能否成功 。 现场正在施 工的有５ 中 台 击钻 和１ 回转 台 作 用。 ① 筒 钻 、捞砂 钻头改进 ：通过增 加导
而下主要为 ：０ ４ ～２ ｍ为粉质粘 土 ，２ ～２ ｍ ４ ６ 为硬岩 ，２ ～３ ．ｍ为溶洞 ，从３ ．ｍ开始 ６ Ｏ５ ０５
为微风 化灰岩 。硬岩强度较 高 ，其 中强风化
灰岩地基承 载力４ ０ Ｐ ，弱风化灰岩地基承 ０ｋａ
图４ 增加最大外径钻齿 的螺旋钻 头
载 力８ ０ Ｐ 。溶洞较 大 ，实际洞高约６ ０ｋａ ｍ，横
填 准备好的辅料 。
② 斜孔 ：正确选 用钻头 或改进 钻头 注意操作 方式的正确性 。
解决效果
图５ 未开排 浆孔前的钻具
成 孔 顺 利 。 成 孔 时 间 仅 仅 用 了 不 到
２ ｈ 且过程 中没有 出现斜孔 、卡钻 以及 漏 ０ 浆等 常见事故 。灌注超方２ｍ。 ０ ，钢筋笼下放
粒。
案 ，比如 更 改孔位 、更改 桩 身设计 ，或者
旋挖钻机泥入岩技术（学会多赚500万）
旋挖钻机泥入岩技术（学会多赚500万）前言泥岩成因是由细粒土经长期沉积压缩而成，通常泥岩强度介于400~1000kpa(极限承载力)或8~30mpa(单轴抗压强度)之间，属于及软岩或软岩范畴，旋挖钻机钻进如此强度的地质是没有问题的，但却会出现打滑！塞齿！糊底等不进尺现象，大大影响了施工效率，此外泥岩在我国分布广泛。
如：四川，重庆，南京等各大省城，因此必须破解泥岩钻进，掌握泥岩钻进方法，才能提升施工效率，预防施工隐患。
目录一地质特征二泥岩特性三机型配置四干成孔工艺五操作控制六注意事项七钻具优化●泥岩地质特征泥岩：弱固结的粘土经过中等程度的后生作用（如挤压作用，脱水作用，重结晶作用及胶结作用等）即可形成强固结的泥岩。
泥岩是已固结成岩的，但层理不明显，或呈块状，局部失去了可塑性，遇水不立即膨胀的沉积型岩石。
●泥岩特性1 遇水软化：泥岩矿物成分由细粒土组成，因此具有遇水软化特性。
2 颗粒细腻：泥质岩粒度<>3 层理构造：泥岩性沉积岩，由长期压缩而成，层理构造但并不明显。
小结：泥岩的不可塑性，其结晶颗粒细腻，层构造造成表面光洁；在泥浆润滑及软化作用下，容易出现打滑，塞齿，糊底现象。
●机型配置泥岩强度：根据泥岩强度进行机型配置，如极限承载<>●地质强度：当泥岩强度极限承载力超过>500kpa\单轴抗压强度>10mpa<> 不泥岩强度极限承载能力达到600kpa或以上\单轴抗压哟度15mpa或更高（以1m桩径，泥浆静压工艺为例），由于开体钻斗的结构，扁齿切削能力以及自身强度等因素，已不能满足施工需求，因此此时需配置双底截齿入岩钻具。
（注：可选用μ40或30\50截齿17~19mm合金；当强度苦寒到极限承载能力700kpa或以上，单轴抗压强度>18mpa或更高值，需选用截齿入冉筒钻取芯，截齿合金尺寸19~22mm）●干作业成孔工艺泥岩地质无地下水时，可采用干作业成孔工艺，此时泥岩没有泥浆润滑及软化，消除了打滑，塞齿，糊底等现象，利于泥岩破碎，降低了钻进负载，可提升钻进能力。
旋挖钻机在钻进泥岩或砂岩时经常出现打滑现象
旋挖钻机在钻进泥岩或砂岩时经常出现打滑现象分析旋挖钻机在钻进泥岩或砂岩时，经常出现打滑现象，即无阻力也加不压，无法钻进或钻进困难，从而影响施工进度及生产效率。
本人经过长时间的施工及经验积累，也曾在众多泥岩地质基础施工，如：湖北天兴州，嘉陵江，汨罗等工程，对钻进泥岩有一定认识及见解，通过对地质.钻具及操作的整合.最终破解泥岩钻进难题。
（一）、泥岩概述泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩及页岩等沉积岩类的岩石，因含有丰富的氧化物呈红色、深红色或褐色，这类岩石统称为红砂岩。
红砂岩主要呈粒状碎屑结构和泥状胶结结构两种典型结构形式。
多数红砂岩受大气环境的作用可崩解破碎，甚至泥化，故其岩块的大小及颗粒级配将随干湿循环的时间过程而变化。
泥岩是一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎。
一种层理或页理不明显的粘土岩。
泥岩具有吸水、粘结特性。
（二）、打滑原因施工过程中，如果干孔钻进泥岩，选用螺旋钻斗钻进效率较高，如果选用双底捞砂斗也可钻进，但负载较大；孔内一旦遇水马上出现打滑现象，因此打滑与水或泥浆有直接关系，所以泥岩打滑主要原因由以下几点组成1泥岩的硬度，2水或泥浆润滑作用，3泥岩吸水软化等。
（三）、不同钻具钻进分析1螺旋钻斗钻进水孔泥岩时，由于泥岩遇水软化，会把螺旋钻斗前端的锥头挤满泥岩渣土，形成一个整体，钻具便失去钻进作用，不能持续钻进后，水或泥浆便进入钻斗与泥岩之间而润滑，便形成打滑。
2用双底截齿钻斗钻进泥岩水孔时，由于截齿钻进方式是利用前端的合金头钻入，合金头很容易破入泥岩，但由于前端的合金头很短，固定合金头的截齿体必须跟进切入，但截齿体太钝，便形成阻力，由于截齿破入泥岩太浅，泥岩具有胶结性，从而达不到破碎效果，因此不能持续钻进，水或泥浆进入截齿与泥岩之间而润滑，便形成打滑。
3通过上述分析，泥岩胶结性好不易破碎，需较锋利的刀具，钻进切入较深，切入阻力小才能达到切削破碎的效果。
（四）、破解泥岩钻进因此选用双底捞砂斗，切削式钻进符合上述分析。
十年磨一剑：三一高品质钻杆如何炼成
小 的截 面 要 承 受极 大 的 负荷 ，再 加 杆 ， 虽 然 每 月 只 有 １ 根 左 右 的产 不 到 一 年 时 间 就 占领 了 国 内 市 场 的 ０
上 随 时 变化 的地 层 所 带来 的无 规律 量 ， 但 桩 机 人 终 于 圆 了 梦 。 伴 着 大 半 壁 江 山 。
和 灰 岩层 ，最终 攻 克 硬 岩层 难 关 。 “中国 人做 不 了旋 挖 钻 机 ， 因 道 ，“ 我 们 坚 信 ， 三 一 一 定 能 生 ２ ０ 年 深 圳 地 铁 施 工 ， 三 一 Ｓ ２ ０ 但 ０８ Ｒ ２
为 他 们 不 可 能 做 出好 钻 杆 。 ”这 是 产 出 属 于 自 己 的 钻 杆 ， 因 为 只 有 攻 旋 挖 钻 以 １ ｈ 钻 进 速 度 打 入 硬 ＿的 ｍ・
十 多年 前 外 国人 对 中国桩 工 机 械 制 克钻 杆 的技 术难 关 ，我 们 才 有底 气 度 达 ７ Ｐ 的花 岗岩 层 ，给施 工 方 ０Ｍ ａ 造 的评 价 。钻杆 之 于旋 挖 钻 机 ，就 对 外 国 人 说 ， 中 国 人 不 仅 能 做 旋 挖 甚 至 整 个 行 业 带来 了巨 大 的惊 喜 。
像 臂架 之于 泵 车 、 吊臂 之于 起 重机 钻 ，还 能做 到最 好 ！ ”
一
“ 一 旋 挖 钻 能 够 打 岩 石 ” 的消 息 三
样 ， 是 整 个 机 器 的核 心 部 位 ， 很
２ ｏ ￣ ， 北 京 桩 机 开 始 自制 钻 在 业 内迅 速 传 开 ， 使 三 一 入 岩 钻 机 ｏ５
理 、 钻 杆 公 司 总 经 理 吴 方 晓 回 忆 不 能 用来 打 岩层 ， 因为钻 杆 无 法承 压 力调 低 来保 证 钻杆 的可 靠 性 ，而
旋挖钻机入岩能力简述
Ｄｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ｌｉ ｇ Ｒｏ ｋ Ｃａ ｃ ｔ ｆＲｏ ａ ｙ Ｄｒ ｌｉ ｇ Ｒ ｉ ｓ ｕ ｓｏ ｎ ｔ ｅＤ ｉｌｎ ｃ ｐａ ｉｙ ｏ ｔ ｒ ｉｌｎ ｇ
豳 福 田雷沃 重工 国际股份 有 限公司 刘文忠 ／Ｉ ｎ ｈｎ ＬＵ Ｗｅ ｚｏ ｇ 管佩 先／ＵＡ Ｐ ｉｉ 孙 宽良／ＵＮＫｕｎｉｎ Ｇ Ｎ ｅｘａ ｎ Ｓ ａｌ ｇ ａ
的破碎 特 性 人手 ， 旋 挖 钻 机进 行 硬 岩施 工 的必 备 条 对
件进行 逐一说明。
花 岗岩 砂 岩
１ １
石灰岩
１
０ ４ ． ． ～０ ０ ０ １
０５ ． １
另外， 岩石 的强度 受加载 速度 的影响也 比较明显 ， 主要表 现在 随着加载速 度 的增 加 ， 岩石 的强度会有大 幅 提 高 。 目前一 般 认 为 ： 但 在钻 具冲击 岩石 的速 度不大于 ５ｍ／ ｓ时， 岩石 的力学 性能不会发生本质性 的改变 。
料 ， 是 随着压 力 与温 度 的增加 ， 石 的强度 会 由脆性 但 岩
冲击 破 岩 ： 据 理论 分析 ， 根 只有当作用 在岩石上 的 压 力超 过了岩石单 轴抗 压 强度极 限的 ３ Ｏ％～ ０％ 时， ５
２ １．４ 建设机械技术与管理 ６９ ０ ０ ０
向韧 性转化 。
岩石才会顺 利实现破碎 。 以在 压力没有达到岩石 的破 下， 所 依靠动力头 的驱动 ， 就能实现钻具 的剪切破岩。 加压 碎强 度极 限 以前 ， 可通 过钻 具与岩石 的多次冲击 ， 使岩 系统的加压力 经过钻杆 的传 递 ， 使钻具截 齿切入岩土 ， 石产生 裂纹 ， 降低 其强度 ， 当岩石强 度 降低 到一定程 度 利用钻具旋 转产生的扭 矩使岩石产生 剪切破 碎 ， 岩石的 就能实现岩石破 碎。 目前市场上常用的设备为冲击锤 。 破 碎颗 粒 比较大 ， 岩效率 高。 如果 岩石硬 度较高 ， 破 但 磨 削 破 岩 ： 较小 的压 力 载 荷 下 ， 靠 旋 转 的 钻 钻具 截齿 无法 切人 岩石 时 ， 无 法实 现岩 石 的剪切 破 在 依 就 具 与岩石 接 触 所产 生 的摩 擦 力 的作用 ， 引起 岩石 破 碎 ， 来 其破岩 方式就 会 以磨 削破岩 为主， 此时岩石 的破 碎 损 （ 方法 实 际上一种 研磨 作用 ） 该 。此种方 法 岩石的破 效率会 降低。 碎速 度 比较慢 ， 石破 碎颗 粒较 细， 具磨损 严重 。目 岩 钻
浅谈旋挖钻机在页岩地层的施工技术
浅谈旋挖钻机在页岩地层的施工技术旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实现桅杆垂直的自动调节和钻孔深度的计量；近年来，旋挖钻机以其机动性大、成孔质量高、适应地层能力强、独立作业性好、施工技术先进等优点被越来越多地应用于钻孔灌注桩施工，本文以云湛高速TJ30标桩基施工为依托，现对旋挖钻机施工钻孔灌注桩在页岩地区的施工工艺做一简要介绍。
一、项目概况云湛高速公路TJ30标桥涵布设位置分散，桩基共804根，其中桩径1.2m~1.3m桩基为598根，占总数的75%，平均桩长25m左右，砼27897方，792根为摩擦桩，12根为嵌岩桩。
其中搭平台水上施工36根（雷州青年运河2个墩12根，永红大桥6个墩24根），岸上施工768根。
本标段桩基施工主要有以下特点：（1）、桩基数量多，桩径小，桩长短（平均25m 左右）；（2）、桥梁位置分散于13.3Km范围；（3）、大部分为摩擦桩，嵌岩桩仅16根；（4）桩身地层大多数为：上层粉质粘层，下层强风化页岩层。
二、旋挖钻成孔施工的主要特点采用旋挖钻机的主要特点是：（1）旋挖钻机效率高、方便灵活、成孔速度快、扩孔率小；（2）孔壁泥皮薄，有利于增加桩侧摩阻力，保证桩基设计承载力，孔底沉渣少，易于清孔，故成桩质量好；（3）使用较少的泥浆即可满足钻孔护壁的需要，因而施工现场整洁，对环境造成的污染小，并且节省造浆和排污费用，降低施工成本。
在页岩地层采用旋挖钻机进行桩基施工的特点有：（1）成孔速度快，有效保证了工程进度；（2）对地质情况适应性强；（3）对钻孔深度、垂直度等操作能自动控制；（4）钻机自带动力，施工时不受场地、供电限制；（5）操作简单、安全、震动小、噪音低；（6）钻渣可通过钻斗旋挖直接装车运走，节约用地和减少施工环境污染。
三、旋挖钻机成孔工艺旋挖钻机成孔工艺：旋挖钻机就位→埋设护筒→钻头轻着地后旋转开钻，当钻头内装满土砂料时提升出孔外→旋挖钻机旋回，将其内的土砂料倾倒在土方车或地上→关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁上钻机旋转体→放下钻头→钻孔完成，清孔并测定深度→放入钢筋笼和导管→进行混凝土灌注→拔出护筒并清理桩头沉淤回填，成桩。
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入岩机理和能力提升
加压模式曲线
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入岩机理和能力提升
5.入岩钻机功能演示性试验和现场入岩试验成果
加压方式：不同的加压方式，岩石破碎有不同的形式。有研磨或疲劳 破碎；有跃进式破碎。 地质条件：不同的地质条件宜用不同的加压方式；不同硬度的岩石， 应选用合理的转矩和轴压匹配。 转速变化：转速快慢之间交替变化,有利于提高破碎效率。 转速会在快慢之间交替变换,此时截齿冲击凿削岩面可提高破碎效率。
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入岩机理和能力提升
动静组合载荷作用下岩石破碎试验研究
在动静态多功能岩石破碎试验台上 ,以花岗岩为试验对象 分别进行了单一静载、冲击载荷和动静组合载荷破岩试 验 ,结果表明 :静载 +动载组合模式能大幅度提高破岩效 果 ,在破碎深度与破碎体积等方面比单一冲击或压入具有 明显的优势 ,不同的动静组合载荷存在不同的破岩比能 , 合理选取动静载荷的比值 ,可使破岩比能最小 ,破碎效果 最优。
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入岩机理和能力提升 静压破岩、冲击破岩和组合破岩试验结果
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4.SR入岩钻机设计思路
机械设备方面：主要在动力头 加压方式上做重大改动，由静 加压方式改为动静耦合加载方 式。
钻具方面：通过合理布齿,使齿 间相互为对方创造自由面,为高 效碎岩创造条件。
工法方面：嵌岩筒钻和单头单 螺锥螺旋钻头交替钻进的工法
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6.面临的任务
入岩机理和能力提升
在入岩机理理论的支持下，经过不断深入的试验探索，针 对不同地质条件，寻找出一个的设备、工法等方面的合理 配置，全面提升旋挖钻具的入岩能力。
➢设备方面：加压力、脉冲形式、加压频率、扭矩、转速 以及与之相适应的底盘、结构的变化
➢工法方面：钻具、钻头、锥角参量变化、各种转具的配 合使用等。
入岩机理和能力提升
纯滚动牙轮齿形成的破碎坑
滚动加滑动的牙轮齿形成的破碎坑
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2. 岩石破碎基本概念
岩石破碎形式划分
传统岩石破碎理论将岩石随 轴压增加而呈现出的不同破 碎形式分成3 个区段:
➢ 研磨破碎区段; ➢ 疲劳破碎区段; ➢ 跃进破碎区段,
入岩机理和能力提升
不同轴压下岩石破碎的3 个区段
入岩机理和能力提升
轴压与钻头距自由面距离曲线
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入岩机理和能力提升
3.目前入岩资料检索情况说明
➢ 冲击载荷作用下岩石材料模型实验验证(模拟了岩石靶板在冲击载荷作用下的动态响应过程) ➢ 冲击载荷作用下岩石损伤的能量耗散(不同冲击荷载下岩石试件中的损伤能量耗散密度) ➢ 动静载荷耦合作用下岩石破碎理论分析及试验研究 ➢ 动静组合加载分析下岩石破坏的应变能密度准则及突变理论 ➢ 动静组合载荷作用下岩石破碎试验研究 ➢ 动载荷作用下岩石破坏过程的数值试验研究 ➢ 含裂纹岩石巴西圆盘试件在冲击载荷下断裂参数的有限元计算 ➢ 基于 LS2D YNA的冲旋钻头牙齿破岩机理仿真研究 ➢ 静态和动态载荷作用下岩石劈裂破坏模式的数值模拟 ➢ 岩石冲击破坏的数值流形方法模拟 ➢ 岩石冲击破坏分析及其数值模拟研究 ➢ 岩石冲击损伤演化规律数值流形方法模拟 ➢ 岩石料层动态冲击粉碎的应变率效应 ➢ 岩石在动载作用下破坏模式和强度特性研究 ➢ 岩体在冲击载荷作用下的各向异性损伤模型及其应用
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室内岩块单轴抗压强度经验数据表
入岩机理和能力提升
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自由面岩石破碎试验
自由面岩石破碎试验, 在岩壁上先劈开一宽6 mm、深150 mm 的楔形自 由面槽。钻头用硬质合金 制造,端面积1 cm2 ,钻头 离自由面槽的距离不同, 侵入岩石时所需要的轴压 也不同。随着离自由面槽 的距离增加,钻头侵入岩 石所需轴压也逐渐增大。
入岩机理和能力提升
旋挖钻机入岩机理和能力提升的思考
北京桩机旋挖钻机研究院 2010年6月
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入岩机理和能力提升
❖ 机械岩石破碎机理 ❖ 岩石破碎基本概念 ❖ 入岩资料检索情况说明 ❖ 入岩钻机设计思路 ❖ 入岩钻机功能演示性试验和现场入岩试验成果 ❖ 面临的任务 ❖ 入岩能力提升工作的整体思路
与切削破岩密切相关的主要破岩 机械有各种挖掘机、截煤机、刨煤机 、切削型掘进机和天（竖）井钻机、 锯石机、旋挖钻机等。
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入岩机理和能力提升
辉绿岩切削机理 花岗岩切破碎的同时兼具 切削破碎效果；或者相反 ，在切削破碎的同时兼有 冲击行为的一类破碎方法 。其典型代表为牙轮钻头 钻孔，特别是由于牙轮产 生较大滑移时的牙轮钻头 钻井；其次为天井和井巷 掘进时各种滚刀钻头钻孔 或扩孔。
岩石强度：当加压压力大于岩石的抗压强度极限的30%～50%时，会 呈现出碎岩最高效的破碎形式— ——跃进式破碎；
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入岩机理和能力提升
轴向加压力：随着钻压的增加截齿的磨损量也随之增加，当压力增大 到截齿的抗压强度时，截齿的磨损明显加剧，呈现破坏性磨损。轴向 加压力应考虑截齿的抗压强。 钻具结构形式：螺旋钻头锥角参量的变化、点式刀具截齿的不同排列 方式、嵌岩筒钻的环切参量等对提高破碎岩石的效率具有重要影响。 钻头的使用：不同钻头的交替使用,对入岩效果有至关重要的影响。
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1. 机械岩石破碎机理
入岩机理和能力提升
➢ 冲击破岩机理 ➢ 切削破岩机理 ➢ 冲击 - 切削破岩机理
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冲击破岩机理
冲击破岩时，常由冲击机构间接或直 接经由钻头刃给岩石以一个集中的冲击载 荷，使刃尖垂直岩面侵（凿）入岩石，形 成破碎坑；再由一个一个的破碎坑连接构 成孔（井）眼。
破碎坑的宏现形成过程大致为： （1）压碎岩面的微小不平， （2）弹性变形； （3）在刀具下方形成压实体； （4）沿着剪切或拉伸应力迹线形成大体
积崩裂，或所谓的跃进式破碎； （5）重复前述破碎过程。冲击机(如凿岩
机、潜孔钻机和钢丝绳冲击钻机以 及碎石机等)
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入岩机理和能力提升
里治马斯破碎机理模型 夕卡斯基破碎机理模型
切削破岩机理
切削破岩是通过在轴压力和扭矩 作用下连续旋转或往复运动的钻头截 齿或其它刀具，沿螺旋形，弧线或直 线等轨迹，一层一层地切割破碎岩石 的一种机械破岩方法，并被广泛用于 旋转切削钻孔（井）、采石、采矿、 采煤、表土剥离和石材加工等行业．