旋挖机是目前桩基础工程中使用最为广泛的桩工机械,它集机、电、液一体化,具有工作效率高、污染少、功能多的优点,并且适应综合发展的需求,因此旋挖机施工工艺被誉为“绿色环保的施工工艺”。旋挖机的适用范围主要包括以下几类:公路、铁路桩基施工、水上施工、工民建施工、扩底桩施工、斜桩施工、地下水处理等。
然而,旋挖机和旋挖机工法引进我国的时间并不太长,国内对旋挖机性能和工法还在进一步研究之中,懂机械的对工艺不熟悉,懂工艺的对设备性能又不甚了解,加之我国的幅员辽阔,南北地质差异较大,这些年来,在旋挖机施工过程中频频出现机械事故和钻孔孔内事故,已造成严重的经济损失,而且事故还在继续。
根据有经验的操作机手介绍,最为常见的工程事故是升降系统出现问题,分析其原因主要是因为系统的负载特性导致的,有操作上的不当,也有设计上的不足,分析旋挖机每一个循环工作为:对准桩位、下放钻具、钻进、提升钻具、回转、卸渣、钻斗底盖复位、回复孔位这个全过程,旋挖机的液压主卷扬在不停工作,钻孔的效率高低,钻孔事故发生的概率,钢丝绳寿命的长短都与主卷扬机构有密切的关系。
据统计,有70%的旋挖机事故是发生在升降过程中,造成钢丝绳由于重叠挤压磨损和冲击惯性力作用而折断,乃至造成主卷扬马达泄露,也让用户感到主卷扬提升力明显不足。这个问题不是操作的原因造成的,而是钻机设计人员亟待解决的。
设计人员应从以下几点解决旋挖机系统升降的这个问题:
1、旋挖机钢丝绳的使用寿命,随安全系数的不同而异。因此,钢丝绳的选择时尽量选较大的钢丝绳额定断裂强度,最好采用优质的抗旋转钢丝绳。
2、在强度达到要求的情况下尽量减轻旋挖机钻杆和钻具的重量,主要选用低密度高强度的锰钢材料。
3、主卷扬滚筒长度增加并且安装压绳器,避免排绳时钢丝绳乱掉,液压卷扬机滚筒表面加工凹槽,降低由于多层缠绕而使钢丝绳重叠挤压磨损的可能。
4、由于旋挖机单层缠绕实现恒拉力提升。
5、主卷扬滚筒由多层缠绕改成单层,加大卷扬机的滚筒长度和增加滚筒和滑轮的直径,由于直径的加大,缠绕钢丝绳弯曲交变应力减小,使之不易很快疲劳损坏。
6、由于钻进提升次数频繁,遇到复杂地层如淤泥层、流沙层、松散卵砾石层、提升速度不宜过快,而遇到完整粘土层,则提升速度可加快,以提高效率,速度控制是通过调节滚筒转数来实现的,并满足工艺的要求。
7、对旋挖机升降系统主卷杨的滚筒转速可以调控,当钻具快提出孔口前能减速(但绝不能影响提升力,最好恒提升力)。其目的是降低制动时速度的变化,以降低惯性力的作用。
对操作者来说应熟练掌握旋挖机操作技巧,避免粗暴野蛮的操作,不要用过高的速度提升,实践证明钢丝绳的磨损随着提升速度的增大而增加,其次操作手要保持稳定,不要带重负荷突然提升或者制动,应平稳启动和制动,减少由于突然启动或者制动给缠绕到主卷扬滚筒上那段钢丝绳严重磨损,还要注意卷扬固定端的位置适当使用右绞的钢丝绳,可确保卸载后留在滚筒的钢丝绳仍然并紧。
当将钢丝绳从滚筒上倒出时,要防止倒过了头,以免使滚筒上的钢丝绳宽松缠绕。因宽松缠绕的钢丝绳被拉紧时,绳和滚筒要遭受额外的磨损。特别是槽面滚筒,宽松的钢丝绳受到负荷时可能会滑过槽子的凸缘,当急速拉紧时会使钢丝绳受到凸缘的严重切割作用。