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12.《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2003)
13.《钢筋焊接验收规程》(JGJ18-2003)
14.《混凝土泵送施工技术规程》(JGJ/T10-95)
15.《工程测量规范》(GB50026-2007)
16.《建筑施工安全技术规范》(2003版)
17.《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ162-2008)
18.本工程特点、施工条件、现场具体情况。
第三节工程施工的重点及难点及解决方法
1、根据地勘资料柱状图显示,部分桩位置有多层溶洞或几米甚至十几米高大溶洞,每栋楼的地质情况相差比较大,且地质条件复杂,遇到溶洞情况尽不相同,溶洞处理及成孔是第一难点。
解决方法:
每栋楼试钻2~3根有溶洞的孔桩,根据该栋楼地质情况,溶洞填充物的特性及旋挖机成孔过程中遇到的问题制定有针对性的方案,通过实践检验有效后,再开挖其他孔前,根据先前制定的施工方案做好准备工作,以尽量增加成孔率。
2、由于场地较复杂,只能根据地勘资料建议的桩底标高计算桩长,并最终由地勘单位、甲方、监理进行终孔验收,达到设计要求,实地确定桩底标高和桩长。
从而,在施工时,技术上的准备工作和时刻监测成桩过程,并及时和地勘单位、甲方、监理沟通联系成为本工程一个重点。
由于旋挖机成孔快,孔桩处理时间紧迫,这就要求监理、地勘单位及建设方随时在现场进行孔桩验收及协商处理孔桩施工过程中出现的各种问题,为此我司特为监理、地勘单位准备房间、被褥及提供饮食,保证监理、地勘单位随时休息、及时到施工现场。
3、由于场地地下水位较高,包括的土(岩)层依次为:
素填土和可塑红粘土、粉质粘土(硬塑、软塑)、溶洞或裂隙、强风化灰岩、中风化灰岩;
孔桩砼填芯均要采用水下灌注桩,导致桩上部砼会有夹泥现象。
为保证桩身质量,在浇筑砼时,留置1000mm高浮浆,待土方开挖后,凿除1000mm厚浮浆层或夹泥层,再进行下道工序。
4、旋挖孔桩持力层判定及孔底沉渣清理是本工程控制重点。
(1)对于持力层判定主要通过按地勘提供的柱状图或建议标高确定,如果旋挖机下挖过程地质情况与地勘资料基本相符,那么地勘资料将成为持力层判定的主要依据,再通过旋挖机下挖压力的大小、转进速度及操作手经验判定岩层的硬度,最后通过对孔底观察(干孔或水较少情况)、对钻上来的岩石的观察来判定岩层的完整性。
(2)对沉渣的控制主要通过以下几个方面:
1)旋挖机有专用清孔器对孔底进行清理。
2)采用水下灌注桩进行孔桩砼浇筑,导管口距离孔底50㎝,当浇筑砼时,利用砼自重冲力将其余渣冲起来使之短时间内浮在泥浆中,以保证孔底沉渣符合规范要求。
第四节施工准备及部署
一、现场“三通一平”施工条件准备
1、施工道路:
根据现场场地条件和实际情况,采用毛石铺设4.5米宽,50㎝厚的施工临时道路,方便机械通行和材料的运输。
2、现场临水、临电:
积极找甲方协调和配合,保证水电正常使用;
3、场地平整:
场平后高程约为承台底部,方便桩基施工和现场临设修建。
二、技术准备
1、熟悉地质资料
根据钻探揭露场地上覆土层为素填土、红粘土,下伏基岩为三叠系下统茅草铺组第四段(T1m4)泥质石灰岩。
现自上而下分述如下:
(1)素填土(Qml):
为新近弃土堆填,由粘土、碎块石组成,未完成固结,结构松散,厚度为0-3.0m不等。
(2)残坡积红粘土(Qel+dl):
以可塑红粘土为主,黄色、褐黄色,切面光滑,细腻,结构致密,土质均匀,呈软塑状,厚2.0~11.0m,一般厚6.5m左右。
其结构和复浸水特性按规范查表评价如下:
场地红粘土结构为块状,分类为II类。
收缩后复浸水膨胀,不能完全恢复原位,为II类。
(3)基岩
为泥质石灰岩:
浅灰、灰白色,细晶结构,薄-中厚层状构造,中等风化,岩质硬,岩体内节理、裂隙较发育,偶见方解石脉充填,岩芯多呈柱状、短柱状,少量较完整呈长柱状。
场地内基岩绝大部分较破碎,岩芯采取率约为40-80%,岩体质量RQD指标为30-60%。
岩石单轴抗压强度指标在21.8~58.3Mpa之间,平均值为39.16Mpa,岩石为坚硬岩。
根据岩体的波速测试资料,岩体超声波平均值为3216m/s,岩样超声波平均值为4733m/s。
完整性指数=(Vp岩体/Vp岩块)2=(3216/4733)2=0.46,岩体属较破碎,岩体基本质量等级为Ⅳ类。
(4)由于溶蚀作用,基岩表面起伏不平,表层有石芽突起,溶沟、溶槽较发育。
基岩表层基本无强风化物,场地基岩基本为中风化程度另外,《钻孔平面布置图》和《钻孔柱状图》是分析对应桩基地质资料的主要依据,结合场地特点,可估算成桩底标高、桩长、桩长范围内回填土、耕植土、粉质粘土、溶洞、裂隙、强风化岩和中风化岩等土层和岩层的厚度及分布规律,并由此预测成孔难度和特点,确定成孔工艺,估算施工成本。
2、以设计图纸和图纸会审记录、设计变更作为依据
(1)开工前应具备场地工程的地质资料和必要的水文地质资料,施工图及图纸会审纪要。
(2)施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线(高压线、管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑、实际地质情况与设计上的部分差别等的调查资料,提前做好准备工作。
确保不影响现场的施钻及其它工作。
(3)主要施工机械及其配套设备的技术性能资料,所需材料的检验和配合比试验,对所需的材料必需做材料的试验。
(4)具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。
(5)作好全面的施工准备,施工前对工程的地质情况尤其是对回填土的特性进行必要的研究,对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。
(6)在桩基施工前,确保基础设计图纸齐全,并由甲方、监理工程师组织相关人员进行图纸会审,形成会审记录,作为编制方案和施工的依据。
3、做好测量定位工作
(1)测量放线依据:
——甲方提供的《各楼坐标定位图》;
——相关设计施工蓝图,如《桩基平面布置图》等;
(2)测量方法和步骤
——内业准备:
根据《各楼坐标定位图》和《桩基平面布置图》计算出每根桩的桩心坐标值,形成《各楼桩心放样坐标表》
——建立场内控制轴网:
由由甲方提供的控制点引测一个控制点至场内,以此点做测站,水管处点做后视,根据《各楼桩心放样坐标表》进行每根桩放样。
另外,为方便在施工过程中复核桩位,建立场内控制轴网,鉴于场地回填土后现状,无法在建筑周边四个角点设置控制点,故在中间建立对称轴网。
——桩位现场放样:
根据桩心坐标测设每根桩位,然后根据轴网进行复核。
桩心点大概位置确定好后,在相应位置打入小木桩,要求木桩顶面平整,并与周围场地地面平齐,再用全站仪重新在木桩顶面找桩心点,用铅笔标记好后小心打入钉子,不得偏位。
最后,用白线系在钉子上,以钉子为圆心、实际成孔直径的一半为半径画一圆圈,并跟随洒灰线。
测量孔口高程,并标识桩号,做好预检手续后,请监理现场验线,主要对桩心坐标和实际挖桩直径及桩心原地实际高程复核校验,确定无误后,做好记录和资料,上报监理,并正式开挖;
——终孔验收桩长确定和第一次浇筑桩身混凝土完成面标高确定:
待终孔时,地勘单位确定已达到持力层并满足设计要求后,先按承台底标高标记在孔顶护壁内侧,清孔和排水等工作完毕后,再请甲方合约部、工程部和监理相关人员,并会同桩基队伍负责人现场进行终孔验收。
方法为:
用皮卷尺(50m)吊线坨,探至桩心位置孔底处,皮尺拉直后,测量孔底至桩顶标高位置的长度L1,每根桩均做好记录,并与上述第
(1)步测量的开挖前桩心原地面实际高程,计算出实际开挖的桩长L,做好签证原始记录。
终孔验收和钢筋笼隐检手续完毕后,即可下放钢筋笼。
三、机械设备准备
1、根据现场施工要求,安排性能好的机械设备进场,并对进场设备进行必要的维护与保养,以保证设备正常运转。
具体机械设备如下。
旋挖钻施工主要机械设备表
序号
机械设备
数量
1
旋挖钻机
11台
2
25T起重机
4台
3
内径ф30导管
11套
4
大小料斗
15套
5
电焊机
6台
6
装载机
3台
2、旋挖钻施工原理
旋挖钻成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计孔底标高。
3、旋挖钻优势
旋挖钻采用三一重工SR280R大孔径旋挖钻机,旋挖钻机具备以下优势:
1)成孔速度快。
与传统的循环钻机相比优势明显,这样就有效地保证了工程的进度。
2)环保特点突出。
与传统的循环钻机相比,旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆,而传统循环钻机是不断地产生泥浆。
旋挖钻机更适用于干成孔作业。
3)行走移位方便。
旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置,而不像传统循环钻机移位那么繁琐。
桩孔对位方便准确。
这是传统循环钻机根本达不到的,在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态,有效的保证了成孔的各项指标。
基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高(全电脑控制)、履带式行走移位方便的特点,该工程桩孔集中,地质结构复杂,桩孔的施钻可采用旋挖钻机。
四、劳动力准备
劳动力配备表
工种级别
人数(人)
钻孔操作工
22
钢筋工
30
混凝土工
土方机械司机
电工
管道工
7
辅助工
15
8
汽车吊司机
总计
109
五、管理人员准备
项目经理部管理人员配备与施工队管理人员采取对口管理,配备情况如下:
姓名
性别
职务
职称
主管工作内容
赵志伟
男
组长
项目总监
负责安全生产工作
龙健
副组长
项目经理
负责现场安全管理工作
陈勇
技术总工
负责安全技术管理工作
罗杨华
组员
技术员
负责后勤保障工作
周飒
综合工长
王子兴
组员
安全员
负责安全管理工作
李奇
施工员
王诗煜
预算员
负责后勤安全保障工作
9
王世暄
六、施工场地布置
1、由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有足够的承载力以免钻机沉陷或倾斜。
钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷;
在进行场地整平后,规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离,以免影响桩位点及孔壁稳定;
同时预备钢板铺设在钻机行走和打桩区域。
2、施工场地地下水位较浅时,应做好场地周边的排水引沟和开挖渗水井,。
3、合理布置施工场地:
保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位与材料运输,钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便,钻渣应及时外运。
4、合理布置临时用水、用电设施等其它设施,全面满足施工工作的要求。
5、由于旋挖钻行走移位方便,在桩孔的施工顺序安排上采用相邻的桩孔交替施工,以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。
第五节施工工艺及方法
一、旋挖钻孔灌注桩工艺流程
测量放样
钢护筒制作
钢护筒施工
监理工程师检测
钻机就位
造浆
钻进成孔
钻渣外运
否
成孔检测
清孔
沉渣厚度检测
移机
钢筋笼制作
安放钢筋笼
导管水密性试验
下导管
不合格
二次清孔
沉渣厚度测试
合格
监理工程师旁站
灌注水下砼
泥浆回收
超声波检测
交工验收
多余泥浆外运
旋挖钻施工及监理流程图
1、测量放样
由项目部采用全站仪精确定位桩孔的位置,根据桩孔定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位。
护桩要做好保护工作,防止施工过程中被扰动。
2、钢护筒制作及埋设
(1)在准确放样的前提下埋设护筒,应符合埋设护筒的方法和要求,如果钻孔是在回填土上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行。
(2)钢护筒埋设工作是旋挖钻机施工的开端,钢护筒平面位置与垂直度应准确,钢护筒周围和护筒底脚应紧密,不透水。
(3)埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样,把钻机钻孔的位置标于孔底。
再把钢护筒吊放进孔内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。
同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒垂直。
然后在钢护筒周围对称地、均匀地回填粘土或水泥砂浆,要分层夯实,达到固定钢护筒位置的目的,有条件的情况下护筒上口使用枕木对称绑扎吊紧固定,以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落,如果护筒底土层不是粘性土,应挖深或换土,在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方,夯填时要防止钢护筒偏斜。
护筒顶一般高于原地面0.3m,以便钻头定位及保护桩孔。
在护筒顶部应开设1-2个溢浆口。
(4)护筒采用14mm钢板卷制成型,其内径比设计桩径大0.2m,上口外围加焊加劲环,桩孔上口钢护筒一般每节长1.5-2米。
(5)根据现场的实际情况,所有的桩孔都必须在回填土及容易塌孔的区域内采用全护筒施工,孔桩岩层上部的回填土及容易塌孔的区域内开挖比设计孔径大20cm,采用比设计孔径大20cm,厚5mm的钢护筒分段下放至岩层与土方交接处,防止上部塌孔掩埋桩头;
岩层以下部分用设计孔径的桩头进行嵌岩施工;
在浇筑砼是用吊车将回填土及容易塌孔的区域内埋设的钢护筒按每浇筑2米,向上拔1米的速度取出,保证桩身砼的浇筑质量,拔出的钢护筒可以再利用,遇到回填土垮塌严重无法取出的由监理和业主单位现场进行签证。
3、钻机就位
(1)钻机就位前,要事先检查钻机的性能状态是否良好,对各个部位进行试运转,判断钻机是否工作正常。
保证桩位附近平整,把钻机开到桩位旁,调整钻机使得钻斗定位锥尖端正对桩位标注点。
(2)钻机停位回转中心距孔位在4~4.5m之间。
在允许的情况下,变幅油缸尽可能将桅杆缩回,这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。
检查在回转半径是否有障碍物影响回转,检查桩位土层是否坚实。
4、泥浆制备
(1)对黏结性好的岩土层,采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。
对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。
(2)现场设泥浆池(含回浆用沉淀池及泥浆储备池),一般为钻孔容积的1.5~2.0倍,泥浆池的底部和四周要铺设塑料布或采取其它封闭措施,防止泥浆外流。
(3)制备泥浆的的设备有两种,一是用泥浆搅拌机,二是用水力搅拌器。
使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器;
使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。
(4)造浆后应试验全部性能指标,钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表,并随时注意地质变化,根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标,保证泥浆的各项指标符合规范要求。
(5)钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用,泥浆经沉淀净化后,输送到储浆池中,在储浆池中进一步处理(加入适量纯碱和CMC改善泥浆性能)经测试合格后重复使用。
(6)塌孔严重需采用帷幕灌浆或砂浆二次成孔。
5、钻进
(1)旋挖钻机的设置及调整
1)施钻时,将钥匙开关打到电源档,旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面,按任意键进入工作画面。
先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂,即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。
从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。
操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置,在此过程中,旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号,通过数学运算,输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。
实现钻杆平稳同步起立。
同时采集限位开关信号,对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。
2)在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。
调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。
在钻杆相对零位±
5°
范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;
而钻杆超出相对零位±
范围时,只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。
在调垂过程中,操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态,使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。
(2)钻孔作业
1)钻孔时先将钻斗着地,通过显示器上的清零按钮进行清零操作,记录钻机钻头的原始位置,此时,显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字,操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。
在作业过程中,操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示——动力头压力、加压压力、主卷压力,实时监测液压系统的工作状态。
开孔时,以钻斗自重并加压作为钻进动力,一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度,长条形柱动态显示钻头的运动位置,孔深的数字显示此孔的总深度。
当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置,用挖掘机将钻渣装入土方车,清运至业主指定的地点进行弃方处理,以免造成水土流失或农田污染。
完毕后,通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置,或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。
此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。
2)施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度,确保成孔质量。
3)钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:
由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;
当软地层变为硬地层时,要减速慢进;
在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;
对回填土层采用保护措施进行施工,对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;
砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度;
如在实际施工过程中出现卵石层,则采取以下措施:
对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进,粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣,如此往复,直至穿过卵石层;
溶洞地层软硬不均,尤其岩面倾斜过大时,钻斗常处于不均匀受力状态,钻进走向倾向于硬度低一边,造成孔斜。
针对地层特点有如下方案:
先由加高筒钻钻进形成导向并制造自由面,再由嵌岩钻斗钻进捞渣,避免孔斜;
遇岩岩面倾斜过大时,采用轻加压钻进操作方式,直到钻头全部吃入岩层后再正常钻进,预防孔斜。
4)施工现场必须配备挖掘机,对钻机的行进路线进行平整,挖出的钻渣要及时装车运出工地,弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。
(3)地质情况记录
1)地质情况记录按相应的地质的相关的表记录;
旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》,主要填写内容为:
工作项目,钻进深度,钻进速度及孔底标高;
《钻孔记录表》由专人负责填写,交接班时应有交接记录;
根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录,绘制孔桩地质剖面图,每处孔桩必须备有土层地质样品盒,在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间;
钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认,由设计单位确定是否进行变更设计;
钻孔时要及时清运孔口出渣,避免妨碍钻孔施工、污染环境;
钻孔达到预定钻孔深度后,提起钻杆,测量孔深及沉渣厚度(沉渣厚度等于钻深与灌注前孔深的差值)。
(4)终孔
1)钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。
通过钻渣,与地质柱状图对照,以验证地质情况是否满足设计要求。
如与勘测设计资料不符,及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。
如满足设计要求,立即对孔深、孔径、孔型进行检查。
2)对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用测孔仪进行检测。
终孔完成后的孔径平均都比设计孔径大20cm。
3)孔深及沉渣厚度检测:
成孔后,根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1,利用测绳测量孔深L2,两者对比,如果L2小于L1,更换清底钻头,进行清底,并重新测定孔深。
4)确认满足设计和验标要求后,报请监理工程师验收,监理工程师验收合格后,立即进行清孔。
(5)清孔及检测
1)清孔采用换浆法清孔,清孔时注意保持孔内水位。
2)清孔的目的是清除钻渣和沉淀层,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。
清孔分两次进行,第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行,第一次清孔就应满足规范要求,否则不应下放钢筋笼。
3)待钢筋笼到位后下放导管再进行第二次清孔,灌注混凝土前清孔必须达到以下标准:
4)孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉,泥浆比重≯1.03,含砂率<2%,粘度17~20s;
浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。
孔底沉渣的测量:
采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深,测点不少于4个,两者底标高之差为沉渣厚度,每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核,严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。
成孔检测标准
编号
检查项目
允许偏差
孔经(mm)
不小于设计桩径
孔深(mm)
符合设计要求
倾斜度
≤1%
沉渣厚度(mm)
不大于设计与规范要求
二、钻孔过程中孔内事故的预防及处理
1、卡埋钻具
(1)卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生的、也是危害较大的事故,因此在施工过程中一定要采取积极主动的措施加以预防,一旦出现事故,要采取有效措施及时处理。
(2)发生的原因及预防措施:
①、较疏松的回填土层、砂卵层或流砂层,孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。
在钻遇此地层前,应提前制定对策,如调整泥浆性能、埋设长护筒等。
②、粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。
所以,在这类地层钻进要控制一次进尺量,一次钻进深度最好不超过40cm。
③、钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径,钻筒外壁与孔壁间无间隙,如钻进过深,则易造成卡钻。
所以,钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上,边齿、侧齿应加长,以占钻斗筒长的2/3为宜,同时在使用过程中,钻头边齿、侧齿磨损后要及时修复。
④、因机械事故而使钻
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- 旋挖机 方案 修改 最终