ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Курс лекций Новополоцк 2006

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Курс лекций Новополоцк 2006

ДИСЦИПЛИНА ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА ТЕМА № 6 РАЗРАБОТКА ГРУНТА БУРЕНИЕМ

Вопросы, рассматриваемые в данной теме: 1. Назначение и способы бурения. 2. Бурение скважин и шпуров методами ударного, вращательного и ударновращательного бурения. 3. Термический, гидравлический и электрогидравлический способы образования скважин. 4. Охрана труда при производстве буровых работ.

Буровые работы применяются при инженерно-геологических изысканиях, разработке взрывным способом скальных грунтов, рыхлении мерзлых грунтов, устройстве водопонижающих скважин, искусственном закреплении грунтов, устройстве набивных свай.

С помощью бурения в грунте образуются Шпуры - каналы диаметром до 75 мм и глубиной до 5 -6 м Скважины - при больших размерах Дно скважины (шпура) называют забоем, верхнюю часть — устьем, боковые поверхности – стенками.

Крепость породы Трудоемкость бурения породы характеризуется временем чистого бурения 1 м скважины (шпура) и зависит от крепости породы. Крепость породы характеризуется коэффициентом крепости f. Коэффициент f равен: для мягких пород — 0, 8 - 2; для средних — 3 -4; для крепких — 5 -10 и для очень крепких — 15 -20.

способы бурения подразделяются на две группы: механические — бурение породоразрушающими инструментами, непосредственно воздействующими на породу; немеханические — бурение с использованием физико-химических методов разрушения горных пород

механические способы наибольшее распространение получили механические способы бурения: вращательный, ударный, вибрационный, ударно-вращательный. Разрушенный грунт (шлам) удаляют из скважин глинистым раствором или водой, струей сжатого воздуха, шнековыми устройствами, желонками и др.

Стенки скважин в слабых, рыхлых и насыщенных водой грунтах крепят стальными обсадными трубами. Колонны обсадных труб составляют из звеньев длиной 1, 5 -4, 5 м, соединяемых между собой муфтами, свинчиванием (труба в трубу).

К немеханическим способам относятся: термический, взрывной, гидравлический, электрогидравлический, магнитострикционный, плазменный. Из немеханических способов практическое значение в настоящее время имеет термический (огневой) способ.

По характеру образования буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое. При колонковом бурении разрушение породы происходит по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком.

Технологический процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, транспортированию породы на поверхность, обеспечению устойчивости стенок скважины и вспомогательных операций.

процесс механического бурения Грунт в забое разрушают ударами, резанием, истиранием, сколом и комбинированным способом Буровой наконечник приводится в действие вращением, сбрасыванием, принудительным внедрением в породу забивкой, вибрацией, вдавливанием и т. д.

Вопрос 2. Бурение методами ударного, вращательного и ударновращательного бурения Ударный способ - буровой снаряд массой 1000— 3000 кг падает с определенной высоты в забой скважины и разрушает породу После каждого удара буровой снаряд поворачивается на некоторый угол периодически подают воду и образовавшийся шлам вычерпывают желонкой.

станок ударно - канатного бурения Буровой станок состоит из тележки на гусеничном ходу, рамы, кабины, мачты с инструментальным и желоночным блоками Буровой снаряд состоит из рабочего инструмента (долота, стакана или желонки), ударной штанги

станок ударно - канатного бурения

виды вращательного способа бурения — роторное, колонковое и шнековое, выполняемые с помощью самоходных установок или станков. Применяют также электрические сверлильные машины. Буровой наконечник (снабжен коронками: алмазными, из твердых сплавов и др. ) приводится во вращение колонной штанг или труб, по которым подается промывочная жидкость

роторное вращательное бурение применяется для устройства скважин в рыхлых породах сплошным забоем шарошечными и лопастными долотами. Осевое давление создается утяжелением нижних бурильных труб Расход воды для промывки скважин составляет примерно 300— 350 л/мин применяют для устройства скважин диаметром до 200 мм и глубиной до 50 м

Станок роторного бурения

Колонковое бурение

Шнековое бурение Разрушение и траспортирование породы производятся шнеком конец шнека имеет специальное долото способ эффективен для бурения скважин диаметром до 250 мм на глубину до 50 м

Станок шнекового бурения

Ударно - вращательное бурение Особенность в том, что ударное действие и вращение бурового инструмента выполняются двумя механизмами – вращателем и погружным пневмоударником. Порода удаляется из скважины отработанным в пневмоударнике сжатым воздухом или потоком воды применяют для бурения скважин диаметром 100 - 200 мм, глубиной до 30 м

Станок ударно - вращательного бурения

Термический способ применяют для бурения очень крепких пород с кристаллической структурой и рыхления мерзлых грунтов. Применяют передвижные станки термического бурения на гусеничном и автомобильном ходу и ручные термобуры. По производительности даже ручное термобурение в 10 -12 раз эффективнее механических способов бурения

ручные термобуры

Гидравлический способ бурения