שיטת בנייה של קידוח כלונסאות עם מתקן קידוח סיבובי בתצורות גיר קשה

1. הקדמה

אסדת קידוח רוטרי היא מכונות בנייה המתאימה לפעולות קידוח בהנדסת יסודות מבנים. בשנים האחרונות היא הפכה לכוח העיקרי בבניית יסודות כלונסאות בבניית גשרים בסין. עם כלי קידוח שונים, אסדת קידוח סיבובית מתאימה לפעולות קידוח בשכבות יבשות (ספירלה קצרה), רטובה (דלי סיבובית) וסלע (מקדח ליבה). יש לו את המאפיינים של כוח מותקן גבוה, מומנט תפוקה גבוה, לחץ צירי גדול, יכולת תמרון גמישה, יעילות בנייה גבוהה ורב-תכליתיות. ההספק המדורג של אסדת קידוח סיבובית הוא בדרך כלל 125-450kW, מומנט הספק הוא 120-400kN•מ', קוטר החור המרבי יכול להגיע ל-1.5-4 מ', ועומק החור המרבי הוא 60-90 מ', שיכול לעמוד בדרישות של בניית יסודות בקנה מידה גדול.

בבניית גשרים באזורים קשים מבחינה גיאולוגית, השיטות הנפוצות לבניית יסודות כלונסאות הן שיטת חפירה ידנית של כלונסאות ושיטת קידוח אימפקט. שיטת החפירה הידנית הולכת ומתבטלת בהדרגה בשל תקופת הבנייה הארוכה של יסודות כלונסאות, טכנולוגיה מיושנת והצורך בפעולות פיצוץ, המהוות סיכונים ומפגעים משמעותיים; ישנן גם בעיות מסוימות בשימוש במקדחי פגיעה לבנייה, המתבטאות בעיקר במהירות הקידוח האיטית ביותר של מקדחי פגיעה בשכבות סלע קשות מבחינה גיאולוגית, ואף בתופעה של אי קידוח לאורך כל היום. אם הקארסט הגיאולוגי מפותח היטב, לעתים קרובות מתרחשת חסימת קידוח. ברגע שמתרחשת חסימת קידוח, בניית כלונס קדח נמשכת לרוב 1-3 חודשים, או אפילו יותר. השימוש באסדות קידוח סיבוביות לבניית יסודות כלונסאות לא רק משפר משמעותית את מהירות הבנייה ומפחית את עלויות הבנייה, אלא גם מפגין עליונות ברורה באיכות הבנייה.

2. מאפייני שיטות בנייה

2.1 מהירות יצירת נקבוביות מהירה

סידור השיניים והמבנה של מקדח ליבת הסלע של אסדת הקידוח הסיבובית מתוכננים על סמך התיאוריה של פיצול הסלע. זה יכול לקדוח ישירות לתוך שכבת הסלע, וכתוצאה מכך מהירות קידוח מהירה ויעילות בנייה משופרת מאוד.

2.2 יתרונות בולטים בבקרת איכות

אסדות קידוח סיבוביות מצוידות בדרך כלל במעטפת חור של כ-2 מטרים (שניתן להאריך אם אדמת המילוי בחור עבה), והאסדה עצמה יכולה להטמיע את המעטפת, מה שיכול למזער את ההשפעה של אדמת המילוי על החור על הערימה הקודחת; אסדת הקידוח הסיבובית מאמצת תהליך יציקת ערימות בטון בצינור תת-מימי בוגר, שיכול למנוע את ההשפעות השליליות של נפילת בוץ מהחור ומשקעים שנוצרים במהלך תהליך היציקה; אסדת קידוח רוטרי היא מכונות לבניית יסודות כלונסאות המשלבות מדע וטכנולוגיה מתקדמים מודרניים. במהלך תהליך הקידוח, יש לו דיוק גבוה באנכיות, בדיקת שכבת סלע בתחתית החור ובקרת אורך הערימה. יחד עם זאת, בשל כמות המשקעים הקטנה בתחתית החור, קל לנקות את החור, כך שאיכות בניית היסודות של כלונסאות מובטחת במלואה.

2.3 יכולת הסתגלות חזקה לתצורות גיאולוגיות

אסדת הקידוח הסיבובית מצוידת במקדחים שונים, היכולים לשמש לתנאים גיאולוגיים שונים כגון שכבות חול, שכבות אדמה, חצץ, שכבות סלע ועוד, ללא מגבלות גיאוגרפיות.

2.4 ניידות נוחה ויכולת תמרון חזקה

השלדה של אסדת הקידוח הסיבובית מאמצת שלדת מחפר זחל, שיכולה ללכת בכוחות עצמה. בנוסף, אסדות קידוח סיבוביות יכולות לפעול באופן עצמאי, בעלות ניידות חזקה, להסתגל לשטח מורכב ואינן דורשות מתקני עזר להתקנה ופירוק. הם תופסים מקום קטן וניתן להפעיל אותם על קירות.

2.5 הגנת הסביבה וניקיון אתר הבנייה

אסדת הקידוח הסיבובית יכולה לפעול בתצורות סלע ללא בוץ, מה שלא רק מפחית את בזבוז משאבי המים אלא גם מונע את זיהום הסביבה שמסביב הנגרם מבוץ. לכן, אתר הבנייה של אסדת הקידוח הסיבובית נקי וגורם לזיהום מינימלי לסביבה.

3. היקף היישום

שיטת בנייה זו מתאימה בעיקר לקידוח כלונסאות במכונות קידוח סיבוביות בתצורות סלע עם מזג אוויר בינוני וחלש באיכות סלע קשה יחסית.

4. עקרון התהליך

4.1 עקרונות עיצוב

בהתבסס על עקרון העבודה של קידוח אסדת קידוח סיבובית, בשילוב עם התכונות המכניות של הסלעים והתיאוריה הבסיסית של פיצול סלעים על ידי אסדת קידוח סיבובית, נקדח כלונסאות ניסוי בתצורות אבן גיר שעברו בליה בינונית עם סלע קשה יחסית. הפרמטרים הטכניים הרלוונטיים והאינדיקטורים הכלכליים של תהליכי קידוח שונים המשמשים את אסדת הקידוח הסיבובית נותחו סטטיסטית. באמצעות השוואה וניתוח טכניים וכלכליים שיטתיים, נקבעה לבסוף שיטת הבנייה של כלונסאות קידוח אסדות קידוח סיבוביות בתצורות גיר שעברו בליה בינונית עם סלע קשה יחסית.

4.2 עקרון טכנולוגיית הקידוח לאסדת קידוח סיבובית בתצורות סלע

על ידי ציוד של אסדת הקידוח הסיבובית בסוגים שונים של מקדחים לביצוע הגדלה מדורגת של חורים בתצורות סלע קשיח, נבנה משטח חופשי בתחתית החור עבור מקדח אסדת הקידוח הסיבובית, המשפר את יכולת חדירת הסלע של הקידוח הסיבובי. אסדה ובסופו של דבר השגת חדירת סלעים יעילה תוך חיסכון בעלויות הבנייה.