Назначение, технология и механизация буровых работ в строительстве
Процесс бурения в строительстве выполняют в целях устройства скважин для водоснабжения и водопонижения, бестраншейной прокладки трубопроводов (горизонтальное бурение), взрывания грунтов, геологических и гидрогеологических изысканий, устройства буронабивных свай, искусственного закрепления грунтов и др. Для этого в породах бурильными машинами или инструментом бурят цилиндрические отверстия (выработки) разных диаметров и глубин. Выработки диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м называют шпуром, диаметром более 75 мм и глубже 5м- скважиной.
Процесс бурения скважинсостоит из двух операций — разрушения или отделения породы на дне скважины и удаления разрушенной породы из нее. Трудоемкость бурения породы характеризуется временем чистого бурения 1 м скважины и зависит от крепости породы, т.е. сопротивляемости любым видам разрушения.
Водозаборные скважины.Технологический процесс устройства скважин для водоснабжения включает их бурение, крепление обсадными трубами, опускание фильтра, устройство сальника, разглинизацию и освоение водоносных горизонтов.
Бурение скважинв зависимости от количества и мощности водоносных горизонтов, глубины залегания, литологического состава пород и качества воды ведут роторным способом с промывкой или продувкой, ударно-канатным, колонковым и шнековым способами. Роторный способ используют обычно в хорошо изученных в гидрогеологическом отношении районах. Он обеспечивает бурение скважин в породах различной твердости на необходимую глубину. Для роторного бурения скважин используют установки типа УРБ, УВБ и БУ. Технология роторного бурения скважин во многом определяется осевым давлением (нагрузкой) на породоразрушающий инструмент, частотой вращения в единицу времени, количеством икачеством промывочной жидкостиБолее эффективным при бурении скважин на воду является ударно-канатный способ, при котором практически не нарушается естественное состояние водоносного горизонта и отпадает необходимость в выполнении сложных работ по вызову водопритока к скважине. При этом способе скважины бурят установками типа УТБ и УКС. Однако способ имеет значительно меньшие скорости бурения и требует большого количества обсадных труб.
Колонковый способ при бурении скважин на воду применяют редко, в основном из-за малых диаметров скважин (до 150 мм). Шнековое бурение используют в благоприятных условиях при глубинах скважин до 50 м. В сложных гидрогеологических условиях применяют комбинированный способ бурения (ударно-канатный, роторный идр.).
Технология производства буровых работ в строительстве
Бурением образуют в грунте выработки в виде цилиндрических каналов-скважины различных диаметров и длины (глубины)
Различают следующие элементы скважины:
Устье скважины – начало скважины, то есть место пересечения ее с земной поверхностью или с поверхностью горной выработки.
Забой скважины – дно скважины
Стенки скважины – боковые поверхности скважины.
Ствол скважины – пространство в недрах, занимаемое скважиной.
Скважина характеризуется глубиной, диаметром, направлением бурения, назначением. Направление бурения: вертикальное, горизонтальное, наклонно-направленное бурение.
Назначение скважин (по тетрадке):
1. инженерно-технические (, вентиляционные, дренажные, и т. д.), диаметр до 200 мм, глубина до 40 м
2. скважины на воду (для изыскания воды)-глубина в зависимости от глубины залегания водоносного горизонта от 10-20 м (верховодка) до 500-600 м (артезианские).
Верховодка— подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли.(гидравлически связаны с поверхностью-дожди, снег)
Грунтовыми водами называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки, гидравлически связаны с поверхностными водами. Напорные (артезианские) воды — воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность (гидравлически не связаны с поверхностными водами).
3. Скважины для устройства набивных и буроинъекционных свай. Диаметр от 200 до 1200 мм, длина до 40 м.
Скважины малого диаметра предназначены для устройства буроинъекционных свай длиной до 20 м.
4. Скважины для производства взрывных работ, например, шпуры. Их диаметр 30-50 мм, глубина до 10 м. Для работ по разрушению, дроблению, разрыхлению и перемещению скальных пород, обычных горных пород (т.е. в устойчивых породах).
5. Скважины горизонтального бурения, диаметр 100-1400 мм, длина до 60 м.
Диаметр 100 мм-скважины для прокладки кабеля, диаметр 1400-для водоводов; горизонтальные скважины устраивают также при устройстве лучевых водозаборов.
Горизонтальное:бурение применяется в технологии бестраншейной прокладки коммуникации. Применение такой технологии позволяет:
Проводить работы бестраншейным способом, не разрушая строения, дорожные покрытия и лесопарковое хозяйство, а также под дном рек и водоемов;
Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтально направленного бурения (ГНБ) осуществляется в три этапа:
· бурение пилотной скважины;
· последовательное расширение скважины;
Бурение пилотной скважины осуществляется при помощи буровой головки. В передней части буровой головки со скосом устанавливается режущий инструмент.
Во время пилотного бурения с буровой установки, установленной на земле, по нужной трассе проталкивается управляемый пилотный бур. Как только бур проходит трассу на длину буровой штанги, насаживается следующая штанга и процесс продолжается, пока пилотный бур не появится в точке выхода. Местонахождение под землей пилотного бура определяется при помощи установленного в буровой головке зонда и локационного оборудования. После того, как бур выйдет в намеченной точке, буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется расширитель, который, вращаясь, протаскивается обратно к буровой установке. Взамен каждой демонтированной штанги на буровую установку на трубной стороне насаживается новая. Этот процесс длится до расширения скважины до нужного диаметра.
Лучевые водозаборы – это система радиально расположенных водоприемных лучей-фильтров (горизонтальные скважины), которые собирают воду из водоносного пласта и отводят ее в центральный водозаборный колодец (шахту), откуда ведется откачка насосами и подача потребителю.
Приемный колодец, расположенный в центральной части водозабора, предназначен не только для приема воды и установки соответствующего насосного оборудования, но и для проведения работ по устройству лучей-скважин. Устройство горизонтальных дрен лучевого водозабора осуществляется проталкиванием в грунт из шахтного колодца горизонтальных труб с помощью двух спаренных гидравлических домкратов. Горизонтальный луч набирается из коротких фильтровых патрубков. Первым звеном служит заостренная буровая головка, которая ползет вперед, захватывая специальными шламозаборными отверстиями разжиженный грунт (шлам) из водоносного пласта.
Дата публикования: 2015-02-03 ; Прочитано: 2377 | Нарушение авторского права страницы
Производство буровых работ
Назначение буровых работ и разнообразие их способов. Влияние физико-механических характеристик грунтов, вида бурового инструмента и диаметра выработки на скорость бурения. Бурение шпуров ручными машинами и инструментом: перфораторы и электросверла.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.03.2014 |
| Размер файла | 92,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Производство буровых работ
Назначение буровых работ и способы бурения. Буровые работы предназначены для получения в грунте вертикальных, наклонных или горизонтальных выработок цилиндрической формы. Выработки разрабатывают с целью проведения гидрогеологических изысканий при инженерной подготовке строительной площадки; для рыхления скальных пород или мерзлых грунтов взрывными методами; для понижения уровня грунтовых вод; для устройства свайных фундаментов, артезианских колодцев и т. д.
Буровые выработки устраивают в виде шпуров или скважин.
В процессе бурения происходит разрушение грунта на дне забоя и его удаление из выработки с помощью сжатого воздуха, воды, шнека или желонки и др.
При бурении в неустойчивых малосвязных грунтах для предотвращения обрушения стенки скважины крепят обсадными трубами. Обсадные трубы состоят из отдельных звеньев длиной 1,5. 4,5 м, соединяемых муфтами, свинчиванием и т. д.
Скорость бурения зависит от физико-механических характеристик грунтов (плотности, прочности, абразивности и т. д.), способа бурения, вида бурового инструмента, диаметра выработки, способа удаления разрушенного грунта.
Трудоемкость разработки грунта бурением определяют временем бурения 1 м длины скважины (шпура) в грунтах различной плотности.
Существуют механические, физические и ручные способы бурения. Наибольшее распространение получили механические способы, при которых применяют ручные машины и станки. К физическим способам относятся: термический, гидравлический, электрогидравлический, ультразвуковой и другие, которые пока широко не распространены. Ручными способами пользуются при небольших объемах работ в грунтах пониженной плотности и прочности.
Перфораторы используют для бурения в твердых породах и мерзлых грунтах. Они работают с помощью сжатого воздуха, полученного от компрессорной установки. Сжатый воздух через распределительное устройство в корпусе воздействует на поршень-ударник попеременно с двух сторон. Совершая возвратно-поступательные движения, поршень наносит удары по хвостовику рабочего органа—бура. После каждого удара бур с помощью поворотного устройства поворачивается на некоторый угол (рис. 1,а).
Перфораторы делят на три группы: ручные массой 10. 35 кг; колонковые массой 35. 100 кг, закрепляемые на колонках, треногах или передвижных мачтах-дерриках; телескопные массой 25. 50 кг, применяемые для бурения восходящих шпуров и устанавливаемые на раздвижных колонках.
Головки (коронки) бура бывают съемные и несъемные. Выполняют их из высокопрочных металлов или сплавов. Они могут быть однодолотчатыми, двухдолотчатыми, крестовыми, звездчатыми (рис.1,г). Съемные головки со стержнем соединяют с помощью резьбы, клина, штыка.
При бурении шпуров применяют ступенчатый профиль, что способствует уменьшению сил трения, возникающих между стенкой шпура и буром, а следовательно, уменьшению износа бура и трудоемкости разработки.
Рис.1. Ударно-вращательный механизм и инструмент, применяемый для бурения шпуров:
Породу удаляют, продувая шпур сжатым воздухом или промывая его водой.
Электросверла предназначены для бурения шпуров в нетвердых горных породах и мерзлых грунтах. Они бывают легкими (для работы вручную) и тяжелыми с автоматической подачей. Последние устанавливают на колонки. При проходках в твердых породах применяют электросверла со сверхвысокими скоростями бурения.
Бурение скважин станками. Физические способы бурения. Бурение скважин при механическом воздействии на грунт производят ударным, ударно-вращательным, вибрационным способами. Выбор того или иного способа зависит от глубины бурения, диаметра выработки, физико-механических характеристик породы, целевого назначения бурения, технических возможностей строительной организации.
Станки ударно-канатного действия состоят из станины, смонтированной на ходовой тележке, мачты и силовой установки (рис..2, а). Мачтой поднимают буровой инструмент. Принцип действия станка заключается в нанесении определенной серии ударов (40. 60 в мин) в месте образования скважины. Первую серию ударов наносят при натянутом канате, чтобы исключить рывки и вибрацию. Так пробуривают скважину на глубину 1. 1.5 м (устье скважины). В мягких породах устье закрепляют обсадной трубой. В процессе бурения в скважину периодически подают воду (20. 30 л на 1 м скважины); образовавшийся шлам удаляют желонкой через каждые 0,4. 0,8 м проходки.
Станки ударно-канатного бурения обслуживают два бурильщика IV и V разрядов. Управляет станком, забуривает скважины бурильщик V разряда. Бурильщик IV разряда выполняет вспомогательную работу: раскладывает буровой инструмент, чистит желонку, подтягивает тяжелый буровой инструмент к станку.
Ударно-вращательное бурение применяют в твердых породах для получения выработок 30…50 м, диаметром 75…200 мм.
При этом используют станки УБР-1, УБР-2М и другие которые устанавливают на салазки, автомобильные шасси или гусеничную ходовую часть. Они состоят из станины, пневмоударника, обеспыливателя, буровой штанги, вращателя (рис 2 б). Пневмоударник снабжен коронками, армированными твердыми аплавами. В процессе бурения наращивают штангу к которой прикреплен пневмоударник. Породу удаляют сжатым воздухом или водой, подаваемой под давлением.
Вращательное бурение бывает трех видов: колонковое, шнековое, роторное.
Колонковое бурение применяют при бурении скважин диаметром 75. 230 мм, глубиной до 100 м. При таком способе бурения керна структура напластования пород не нарушается. Для колонкового бурения используют самоходные установки УРБ-1В2, УГБ-50М, МБУ-1 и др. (рис. 2,e).
В качестве бурового инструмента используют колонковую трубу, буровую коронку, бурильную колонку, ведущую трубу, трубные переходы. При инженерно-геологических работах колонковое бурение можно проводить с промывкой скважины водой (продувкой воздухом) или глинистым раствором (с целью предотвращения обрушения стенок выработки). В прочих глинистых породах работы можно вести сухим способом, но это отрицательно влияет на буровой инструмент. При промывке скважины водой получают ненарушенный керн и улучшаются условия работы.
При кольцевом забое используют буровые снаряды в виде колонковых шнеков. Это позволяет получить информацию о естественной структуре породы в процессе бурения.
При работе в прочных породах дополнительно к основному рабочему инструменту применяют долота, которые могут быть двух-, трех-, многолопастными. Выполняют их из высокопрочного металла или с включениями в виде пластинок из твердых сплавов.
Шнековое бурение ведут в такой последовательности: забуривание скважины начинают с проверки совпадения оси бурового шнека с осью скважины, затем опускают его до соприкосновения с грунтом и начинают бурение на минимальных оборотах вращения, переходя постепенно на рабочее бурение. бурение грунт перфоратор электросверло
Шнековые бурильные станки обслуживают два бурильщика IV и V разрядов. Бурильщик IV разряда управляет ручной лебедкой, помогает передвигать станок и проводить его ремонты, подает к месту работы необходимые материалы и инструменты. Бурильщик V разряда устанавливает станок, контролирует совпадение оси бурового шнека с осью скважины, забуривает скважину и ведет бурение, очищает скважину от шлама.
Роторное бурение применяют при устройстве скважин диаметром 200. 230 мм, глубиной 50. 100 м. (Выработки с такими параметрами характерны для геологических изысканий, проводимых в строительстве.) При этом используют станки БУМЛЗ-15, ЛБУ-50, УГБ-50М и др. Бурильная установка имеет ведущую (рабочую) трубу, бурильные трубы, которые в нижней части заканчиваются шарошечными или л о п а с тн ы м и долотами. Вращение от двигателя через ротор передается рабочей трубе, а от нее к бурильным трубам и долоту. В процессе бурения для удаления породы в скважину подают глиняный раствор или воду, которые выносят на поверхность шлам и вместе с тем создают лучшие условия работы бурового инструмента.
Основные преимущества вращательного бурения: высокая производительность (более чем в 3 раза превышающая производительность станков ударного бурения); высокая скорость бурения; сравнительно низкая стоимость бурения: возможность получения горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин.
Станки обслуживают рабочие-бурильщики VI и V разрядов. Бурильщик VI разряда включает муфту сцепления и приводит в действие гидросистему, включает рабочую скорость, ведет бурение. Бурильщик V разряда включает насос, устанавливает рабочие трубы и т. д.
Вибрационное бурение позволяет получить скважины глубиной 15. 40 м, диаметром 108. 219 мм. Для этого используют установки АВБ-2М, АВБ-3, БУЛИЗ-15 и др. Транспортной базой для этих установок являются автомобили (рис. 3, б).
В качестве бурового инструмента применяют зонд, стакан, желонку и бурильные колонки. Наиболее распространенным является зонд, который может быть с одним или несколькими клапанами.
По сравнению со станками ударно-канатного действия процесс бурения ускоряется примерно в 10 раз.
Термическое бурение применяют для пробуривания шпуров и скважин диаметром до 400 мм, глубиной до 22 м, в кремнеземистых породах с использованием термобуров (рис.3, в).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Анализ грунтов, объём котлована. Объёмы работ по планировке площадки, выбор способов производства работ и комплектов машин. Определение объёмов земляных работ. Расчет производительности основных и комплектующих машин. Составление календарного плана.
курсовая работа [299,6 K], добавлен 04.11.2011
Определение физико-механических свойств разрабатываемых грунтов. Расчет нормы времени и расценок при разработке грунта бульдозером и экскаватором. Нормирование труда и заработная плата. Составление производственной калькуляции. Выбор автотранспорта.
контрольная работа [34,5 K], добавлен 11.03.2014
Основные виды земляных сооружений и машины для земляных работ. Технико-экономические показатели производства земляных работ. Определение объемов работ. Определение монтажных характеристик и выбор монтажного крана. Выбор грузозахватного приспособления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 15.12.2011
Выбор технической схемы строительства ствола и варианта его оснащения. Расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь, выбор типа и расчет крепи. Параметры буровзрывных работ. Буровое оборудование и определение производительности и времени бурения шпуров.
курсовая работа [208,1 K], добавлен 06.02.2014
Определение физико-механических свойств грунта и объемов земляных работ. Выбор комплекта землеройно-транпортных машин и сварочного оборудования. Организация и технология строительного процесса, составление проекта работ по газификации микрорайона.
курсовая работа [32,0 K], добавлен 23.08.2010
дипломная работа [1,1 M], добавлен 11.04.2012
Определение вида земляных работ для устройства фундамента, подсчет объемов опалубочных и арматурных работ. Определение числа захваток при бетонировании. Выбор машин и механизмов для земляных и монтажных работ. Калькуляция трудозатрат и машинного времени.
курсовая работа [576,3 K], добавлен 09.02.2017
Природа грунтов и показатели физико-механических свойств. Напряжения в грунтах от действия внешних сил. Разновидность песчаных грунтов по степени водонасыщения. Построение графика компрессионной зависимости и определение коэффициента сжимаемости грунта.
курсовая работа [610,6 K], добавлен 11.09.2014
Производство работ по монтажу здания, ведомость их объема. Состав монтажных звеньев, описание технологических схем. Пооперационный график выполнения работ и правила техники безопасности. Производство бетонных и монтажных работ в особых условиях.
курсовая работа [813,9 K], добавлен 17.02.2016
Расчет рабочих отметок, контура и объемов земляных работ. Средства механизации производства земляных работ. Разработка технологической карты и графика ведения бульдозерных, скреперных, экскаваторных работ. Ведение земляных работ в особых условиях.
курсовая работа [408,4 K], добавлен 17.02.2011