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　　摘要：旋挖鉆機(jī)入巖一直是長期困擾我們的施工的一大難題，尤其是針對中小型旋挖鉆機(jī)的入巖更是難上加難。江蘇平漢重工的旋挖鉆機(jī)KR125A在四川中風(fēng)化石灰?guī)r層上施工，孔直徑φ900mm，成功入巖1000mm，并完整取出巖心。體現(xiàn)出KR125A的高可靠性，并解決入巖這個難題。

　　引言：中小型旋挖鉆機(jī)入巖一直有以下幾個技術(shù)難點：1. 軸向加壓力小;2. 自身重量輕;3. 巖石對設(shè)備本身沖擊大。由于旋挖鉆機(jī)軸向加壓力的不足，很難實現(xiàn)高效的破碎巖石“躍進(jìn)式破碎”的形式，主要有兩方面的原因，第一、巖石是具有各向異性、不均質(zhì)、不連續(xù)的組織物，且?guī)r石位于地底深處，地質(zhì)條件復(fù)雜;第二、就中小型旋挖鉆機(jī)來說就是一個新的挑戰(zhàn)，既要保證中小型鉆機(jī)的機(jī)動和靈活性，又要保證自身的重量能夠承受住巖石的反作用力，同時保證自己的安全和穩(wěn)定性，這樣對中小型的鉆機(jī)似乎是一個挑戰(zhàn)。鉆機(jī)的設(shè)計，以及適當(dāng)?shù)氖┕すしǎ紝υO(shè)計者們提出了一個新的要求。江蘇平漢重工的生產(chǎn)的中小型旋挖鉆機(jī)KR125A在這個方面做出了重大的突破，在四川的工地中風(fēng)化石灰?guī)r上施工，孔直徑φ900mm，成功入巖1000mm，巖石單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)到30MPa。所用時間是1.2小時。采用的是筒鉆，利用截齒的研磨或者疲勞破壞，再配備合適的工法將巖芯完整取出。

　　入巖施工：2013年4月平漢重工的KR125A旋挖鉆機(jī)在四川重慶施工，地質(zhì)條件為中風(fēng)化石灰?guī)r，單軸抗壓強(qiáng)度為30MPa，孔徑φ900mm，要求入巖1000mm，所用的是筒鉆加截齒，主要是利用筒鉆中的截齒的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，對巖石進(jìn)行磨削。如下圖所示。

　　鉆機(jī)的加壓施工方式主要采用“恒定加壓與點動想結(jié)合的方式”，恒定加壓主要是產(chǎn)生靜載，對巖石的磨削提供恒定的加壓力，點動的加壓主要形成對巖石的一定的沖擊。由于巖石的軟硬不均，轉(zhuǎn)速會隨著負(fù)載發(fā)生變化，造成鉆進(jìn)的過程中產(chǎn)生快慢交替的情況，亦對巖石造成一定的沖擊作用，從而達(dá)到加速巖石的切削作用。

　　另外在鉆進(jìn)的過程中要不斷產(chǎn)生加注清水，主要是起到潤滑和對鉆斗降溫的作用，減少鉆頭因為發(fā)熱導(dǎo)致的問題。

　　巖心的取出：當(dāng)使用筒鉆鉆進(jìn)達(dá)到規(guī)定的要求的時候，需要將巖石進(jìn)行切斷并取出。因為小鉆機(jī)自身重量輕以及扭矩小，不能直接將巖石切斷，這就需要專用的楔形鉆斗，利用楔形加壓的原理，成功將巖石折斷。如下圖所示，將楔塊插入巖心與孔壁的縫隙中，再施加加壓力(利用鉆桿的沖擊力)，從而成功的將巖心折斷。再利用筒鉆將巖心取出。

　　巖石的入巖原理分析：KR125A旋挖鉆機(jī)之所以能夠入巖，主要是由于鉆機(jī)本身設(shè)計嚴(yán)格遵守歐盟的EN791安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并充分考慮了鉆機(jī)的穩(wěn)定性，以及鉆機(jī)的重量與鉆機(jī)本身靈活性的配比，取得了最優(yōu)的結(jié)果。

　　KR125A充分考慮巖石破碎機(jī)理的三個階段：研磨破碎區(qū)段、疲勞破碎區(qū)段和躍進(jìn)破碎區(qū)段。

　　1.研磨破碎區(qū)段：在較小的軸壓力作用下，鉆斗與巖石接觸所產(chǎn)生的接觸壓力顯著小于巖石的極限強(qiáng)度或者壓入硬度，破碎是靠摩擦切削，次階段的破碎顆粒小，鉆頭有一定的磨損。

　　2.疲勞破碎區(qū)段：當(dāng)壓力載荷增加到一定的值，仍未達(dá)到巖石的極限強(qiáng)度或者壓入硬度時，旋轉(zhuǎn)鉆頭多次與巖石沖擊接觸，使得巖石的產(chǎn)生微裂紋，微裂紋越多，巖石的強(qiáng)度就降低的多，當(dāng)巖石的強(qiáng)度降低到一定的程度時，經(jīng)過鉆頭多次沖擊的巖石便會形成大顆粒的巖石碎屑，從而形成疲勞破碎。

　　3.躍進(jìn)破碎區(qū)段：在足夠的軸壓力作用下，鉆頭與巖石所產(chǎn)生的接觸壓力大于或者等于巖石的極限強(qiáng)度或者壓入硬度時，則巖石產(chǎn)生躍進(jìn)破碎。躍進(jìn)破碎的顆粒比較大。

　　KR125A入巖的巖石破碎機(jī)理，就是利用研磨破碎區(qū)段和疲勞破碎區(qū)段。解決了中小旋挖鉆機(jī)的自身重量輕，提供的軸壓小的問題，在加壓與動力頭轉(zhuǎn)速上取得合理的值，同時又能保持住中小鉆機(jī)的機(jī)動靈活的優(yōu)勢。在取出巖心的問題上采用合理的工法，以及合適的工具，成功將完整的巖心取出。

　　結(jié)論：

　　1.利用巖石的破碎機(jī)理，調(diào)整旋挖鉆機(jī)的設(shè)計，配備合適的鉆具，使得旋挖鉆機(jī)入巖是完全可行的，并在實踐中得到充分的論證。解決了中小型旋挖鉆機(jī)不能入巖的問題。

　　2.在巖石上鉆孔，必須配備合適的鉆具，尤其是取出巖心這個問題上，必須配備合適的工具，因此在鉆機(jī)工具的研究也是必不可少的，并將是我們今后旋挖鉆機(jī)入巖的研究的一個大的方向。

　　3.旋挖鉆機(jī)的工法研究更加必不可少的，比如合理分配加壓力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，入巖時候加注清水對鉆具進(jìn)行降溫以及增加潤滑。

　　4.對中小型旋挖鉆機(jī)尤為重要的是由于自身重量的限制，在保證穩(wěn)定性的情況下，合理分配鉆桿、鉆具、桅桿與鉆機(jī)總重量的比例關(guān)系，同時又能發(fā)揮中小旋挖鉆機(jī)的靈活耗油低的特點。