震動和鉆孔

奧克塔維亞·沃爾頓（Octavia Wolton）展望鉆孔技術的最新發(fā)展。

當談及鉆孔時，供選擇的方法很多，你可選擇頂錘鉆機或支柱式鉆機。這些巖石鉆機適用于鉆直徑達 152mm的孔，而旋轉式鉆機則適于鉆直徑為152mm至508mm的孔。

支柱式鉆機或頂錘鉆機，其壓力是通過打樁機的活塞作用于沖擊桿上，再通過聯(lián)接器、鉆桿和鉆頭進行工作。轉動馬達驅動鉆頭旋轉，并保持壓力在新巖層上鉆孔，壓縮空氣把鉆渣由孔中吹出。由于接器和鉆桿的增加，導致鉆進速度大大降低，因此這種鉆機最好用于較淺的孔。

對于大直徑爆破孔、深孔或在軟至中硬巖層上鉆孔，旋轉鉆機更有效。在巖層上鉆大直徑孔，需要施加的壓力也更大。鉆頭需要的破碎壓力很大，頂部驅動壓力作用在孔外。轉動壓力由旋轉頭或凱氏驅動裝置提供。壓力和扭轉力共同作用破碎巖石，壓縮空氣、泥漿或泡沫則清除孔底的鉆渣。

潛孔法（DTH）適用范圍廣，可鉆任何直徑的孔，在中硬至堅硬巖層上鉆孔速度最快。鉆頭由送人中心底部的壓縮空氣驅動。盡管該法可通過操作臺控制鉆很多規(guī)格的鉆孔，但更適用于鉆直徑114—178mm的孔。該技術的一個重要的特點是，無論鉆孔多深，鉆頭作用于巖層上的壓力都是恒定的。

錘頭裝在鉆頭吊索上，錘頭和鉆頭之間的接觸是直接的和瞬時的。其結果是能量不會有任何損耗，但由于鉆管和孔壁之間磨擦力的增加，轉速有所衰減。轉頭的旋轉可由液壓、空氣或凱氏鉆桿驅動。高頻振動和活塞與鉆頭直接接觸產生的沖擊力能鉆出一個直孔，因此DTH非常適用于破裂帶地層和容易產生孔斜的地方。

香港HD工程公司的HD400全液壓履帶式鉆機適于采用DTH＄鉆lin直徑以內的樁孔，而該公司聲稱，CFA則適于鉆大直徑樁孔。

該鉆機由 Cat 3306， 187kw的狄賽爾引擎提供動力，可在一定范圍選用轉子并與不同的扭矩和轉速相匹配。鉆頭規(guī)格很多，最大扭矩為 8，000kgm，適用于直徑1m以內的DTH法成孔。

HD工程公司說，雖然鉆機重65，000kg，支架長度為24m，但這種鉆機的運輸卻很方便。它可在15分鐘內把支架折疊到 14m長，可伸縮的履帶可把鉆機寬度由4.5m調至3.6m.

既然潛孔鉆孔法是最快的成孔方法，為什么承包商還選用其他成孔方法呢？英格索蘭公司旋轉鉆分部的銷售工程師克里斯·納特說：“這主要取決于你需要什么樣的施工效率，當然還有其它許多需要考慮的因素。”

針對施工現(xiàn)場的類型和位置，鉆孔的要求也不一樣，他說：“如果在大壩的中央部位施工，噪聲就不受限制。作為一個特例，如果在半山腰施工，你就要考慮設備如何運上去?！奔{特說，其他要考慮的問題是巖石種類和生產效率等。所遇到的項目是否有特殊的生產效率要求？操作人員的能力也很重要，也許做同樣的工作，技術要求不太復雜的機械更為合適。

最近，香港巖土工程公司的微型樁專家Wan Kei開發(fā)一種新技術，因為香港地皮緊俏，該技術消除了對大承臺和大直徑鉆孔樁的需要。

如在一個城市的未開發(fā)的陡峭山坡上建造建筑物的工項目上，需要有效地控制成本，為此他們購買了25套以上Drilltech， Tubex XL鉆孔系統(tǒng)。

該工地包括在山坡上建500套一層和兩層的住宅，項目的第一階段，要為總包Heng Tat建筑公司在山坡上施工6，000多根微型樁。

山坡開挖揭露出破碎的花崗巖和4種厚度為4．6m至3 5 m厚的連續(xù)階地。在山坡進行噴射混凝土鋪面，厚度為100mm，形成的斜坡角度不大于35”。

Wan Kei發(fā)現(xiàn)，該工程不僅是迄今為止微型樁工程量最大的項目，而且由于每一根樁都要在陡坡上成孔，因此困難也最大。他們用四臺備有特別設計附件的液壓履帶式起重機形成基座來支承鉆頭。

一旦就位，鉆頭開始工作，就可進行遙控操作。Drilltech宣稱該公司已設計出適用于松散土質和各種場地條件的Tubex XL系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于頂部鉆孔和DTH工法，鉆孔時用套管襯孔。達孔深時，鉆桿就反轉，促使擴孔鉆頭縮回，然后可由套管內將鉆桿、鉆頭拔出，套管可以留在孔中。

Wan Kei用套管直徑為219mm的TubeX XLI 90系統(tǒng)在硬度為2度和3度的花崗巖上鉆出 8— 15m深的孔。

該工地絕大多數(shù)微型術都是1o：4o的斜樁，其問也布置了一些垂直樁。套管人巖深度不小于300mm，這樣有利于保持樁位。然后插人4根高強度鋼筋，并進行原位灌漿。

與微型樁機相比， Atlas Copco公司 ROC L7 CR錘擊樁機也許是最大的樁機之一。該樁機由 C a t317 5 6 ATAA C， 272kw引擎驅動，裝備有一臺已獲專利權的鉆機系統(tǒng)——一COPROD。根據(jù)AtlasCopCo公司的說法，該系統(tǒng)適于施工直孔，可以極大地減少爆破的成本。該公司說該鉆機最適于預劈裂和成孔工作。該設備還隨機裝了一臺螺旋式空壓機，用來吹除鉆渣。

ROC L7 CR用三種不同的COP-ROD組件，能鉆很多規(guī)格的孔。CR89成孔直徑為105－127mm，CR102為115—140mm， CR127為140—165mm。CRI 27的鉆孔深度為24m，采用 CR 89或CR 102，則成孔深度可達30m。COP 4050MECR巖石鉆機已投人使用，它的沖擊力可達30kw，工作壓力為 190巴，鉆孔直徑為 105— 165mm。