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在复杂地层进行跟管钻进施工时,选择的钻进参数应以低转速、低给进压力、高上返风速为原则,施工操作过程中应根据所钻进地层中岩石的硬度、松散程度、含水
量等因素控制钻进速度,当钻遇到特别松散或较大裂隙的地层时,尤其要降低给进速度和给进压力,反复进行排渣清孔。
在具体的施工操作中还应注意以下几个方面:
1.钻具下孔前应检查潜孔冲击器、跟管钻具、套管及套管靴连接是否牢固,偏心钻头转动是否灵活,通风是否顺畅。
2.钻进过程中应注意观察套管的跟进情况及孔内排粉情况,每钻进0.3~0.4米应强吹孔排粉,以保持孔内清洁。吹孔时,中心钻具向上提动距离应严加控制以能实现强力吹孔排粉为限,禁止在钻进过程中强力起拔中心钻具。
随着我国高速铁路的迅猛发展,5年后将面临大量的维护和养护工作,控制路基变形问题摆在突出的位置。在不破坏路基结构、不影响车辆通行情况下,如何加固路基,已成为目前亟待解决的问题。现有路基维护工作采用钻孔灌注砂浆实现路基加固,但因每层路基所用填料不同,碎石颗粒大小不一,常规钻探技术(液体冷却、气动正循环等)难以满足路基维护要求。而气动反循环潜孔锤跟管钻进技术可以满足路基钻孔护壁要求,但目前国内外该类钻具普遍较少,且存在反循环不彻底、切削齿布置不合理、变径和跟管机构配合不完善等问题。因而,本文基于气动反循环理论,借助ANSYS和FLUENT软件,针对路基注浆加固问题,分析并设计了一套新型气动反循环跟管钻具,主要研究成果如下: (1)通过国内外现有跟管钻具调研,基于高速铁路路基加固对钻孔要求,提出了气动反循环潜孔锤跟管钻具设计方案,创新设计了一种新型跟管钻头,采用中心钻头与扩孔钻头分置方式,中心钻头在底,扩孔钻头呈三瓣均布于中心钻头上部,正转扩孔,反转收拢,并完成了气路设计、柱齿拓扑设计、各部件接口设计和动力参数匹配等。 (2)基于有限元分析理论,应用ANSYS软件,对关键零部件如套管靴、钻头体、钻头体与中心钻头间连接销进行静力分析,完成了强度、刚度和可靠性校核。
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