Mũi khoan phù hợp cho các điều kiện nền đất mềm, trung bình và cứng

Việc xây dựng các công trình ngầm và cơ sở hạ tầng ngầm được thực hiện ở nhiều vùng khác nhau trong các điều kiện mặt đất khác nhau. Nói chung, đất có thể được phân loại là mềm, trung bình hoặc cứng.

Tùy thuộc vào đặc tính của đất, sự phân loại của đất phụ thuộc vào một số đặc tính kỹ thuật, chẳng hạn như cường độ nén, khả năng chịu lực, kết quả thử nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và cường độ cắt mà lựa chọn mũi khoan phù hợp cho các điều kiện nền đất mềm, trung bình và cứng.

Điều kiện nền đất yếu thường bao gồm các vật liệu như đất sét và đá vôi mềm. Mặt khác, điều kiện mặt đất trung bình có thể chứa đá phiến cứng và vật liệu loại dolomit. Và cuối cùng, đất cứng thường bao gồm vật liệu giống đá như đá granit.

Mặc dù việc xây dựng ngầm có thể được thực hiện trên một số loại điều kiện mặt đất, nhưng việc lựa chọn đúng loại mũi khoan sẽ giúp đảm bảo quá trình khoan hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Các loại vật liệu mũi khoan khác nhau là gì?

Các mũi khoan được tiếp xúc với các điều kiện cực kỳ khắc nghiệt. Khi mũi khoan xuyên qua đất hoặc đá, nó phải chịu một số lực, bao gồm lực nén, va đập, mô-men xoắn, ma sát và nhiệt. Do đó, các mũi khoan phải được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau để đảm bảo rằng chúng có thể hoạt động hiệu quả trong ứng dụng khoan nhất định.

Mũi khoan răng thép là loại mũi khoan phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng khoan định hướng. Thép là một kim loại linh hoạt cân bằng giữa sức mạnh, độ bền và tính kinh tế. Đối với các điều kiện mặt đất khó khăn hơn, nơi yêu cầu các bit có độ bền cao hơn, các miếng chèn cacbua vonfram thường được sử dụng.

Đối với các điều kiện khắc nghiệt, các bit nén kim cương đa tinh thể (PDC) có thể được sử dụng. Kim cương tổng hợp được gắn vào các miếng chèn cacbua để cung cấp các đặc tính độ bền của mũi khoan gấp 50 lần so với các mũi thép thông thường. Mũi khoan PDC được sử dụng cho các điều kiện mặt đất rất khó khăn, chẳng hạn như các thành tạo đá rắn. Các loại vật liệu tạo mũi khoan khác nhau cũng có sẵn và được chế tạo dựa trên ứng dụng cụ thể.

Việc xác định đúng loại mũi khoan thường yêu cầu điều tra địa chất, báo cáo địa chất toàn diện và tuân thủ nghiêm ngặt thông tin do các nhà địa chất và chuyên gia địa kỹ thuật cung cấp.

Mũi khoan cho điều kiện nền đất yếu

Các mũi kéo hoặc các mũi cắt cố định là lý tưởng cho các dự án có điều kiện nền đất yếu là chủ yếu. Những mũi khoan này được chế tạo từ một miếng thép đặc. Mặc dù chèn cacbua và có thể được sử dụng, nhưng chúng không phải là điều cần thiết. Các mũi khoan này không có bộ phận lăn hoặc vòng bi đi kèm. Như vậy, toàn bộ cụm cắt quay theo dây khoan và cắt xuyên qua mặt đất khi các lưỡi quay quay.

Việc không có vòng bi và các bộ phận lăn có nghĩa là ít khớp chuyển động hơn và do đó, ít khả năng hư hỏng cụm cắt hơn.

Không khí hoặc dung dịch khoan cũng có thể được sử dụng trong khi khoan với các mũi kéo để treo và di chuyển hom từ lỗ khoan ra bề mặt làm việc. Ngoài việc giúp mũi khoan tiết kiệm chi phí hơn, cấu tạo bằng thép nguyên khối còn giảm thiểu khả năng bị gãy trong quá trình khoan.

Mũi khoan cho điều kiện nền đất vừa và cứng

Để xuyên qua lớp đất dày đặc hơn, các bit phải có đủ sức mạnh và độ bền để phá vỡ thành công vật liệu và di chuyển nó ra khỏi đường đi. Một loại mũi khoan phổ biến để khoan định hướng trên nền đất cứng đến trung bình là mũi cắt cán ba hình nón.

Loại bit này bao gồm ba hình nón quay với các điểm của chúng hướng vào trong về phía trung tâm. Các hình nón quay và mài đất / đá trong khi dây khoan đồng thời quay toàn bộ mũi khoan.

Góc của hình nón quay, hình dạng của nó và vật liệu chèn xác định hiệu quả của đầu cắt và sự phù hợp của chúng đối với các loại đất cụ thể.

Ví dụ, khi góc hình nón cao, hành động xuyên qua của bit trên bề mặt chủ yếu là chuyển động cào hoặc xoắn. Mặt khác, góc thấp hơn mang lại hành động nghiền nát. Mặt đất càng cứng, góc hình nón càng thấp để tránh làm hỏng quá nhiều bit. Ngoài ra, các răng dài và có khoảng cách rộng là lý tưởng cho các nền đất mềm hơn, trong khi các răng ngắn có khoảng cách chặt chẽ phù hợp hơn với các thành tạo đá cứng hơn. (Đọc thêm: Đường hầm siêu nhỏ trong Điều kiện Đá và Các chướng ngại vật khác.)

Việc lựa chọn vật liệu chèn phụ thuộc vào độ cứng của đất nền cần xuyên qua. Các miếng chèn cacbua phù hợp nhất với điều kiện nền đất trung bình, trong khi các miếng kim cương đa tinh thể chủ yếu được sử dụng cho đá rắn.

Tương tự như mũi khoan, mũi cắt cán ba hình nón thường sử dụng dung dịch khoan để treo và loại bỏ chiến lợi phẩm khỏi lỗ khoan.

Đo lường hiệu quả của mũi khoan

Hiệu quả của một mũi khoan có thể được xác định bằng tốc độ xuyên qua mặt đất, còn được gọi là tốc độ xuyên qua của nó. Việc lựa chọn mũi khoan tốt nhất cho một ứng dụng cụ thể cuối cùng đòi hỏi sự nghiên cứu và hiểu biết sâu sắc về các đặc tính của các vật liệu làm mũi khoan khác nhau. Trong một số trường hợp hiếm hoi, có thể yêu cầu thử và sai với nhiều bit khác nhau để xác định lựa chọn hiệu quả nhất.

Một yếu tố khác cần được xem xét khi đánh giá hiệu suất của một bit là số lần bit phải được lấy ra khỏi lỗ khoan để được kiểm tra hoặc thay thế. Mỗi khi một mũi khoan bị dừng và đưa ra khỏi hoạt động, dự án sẽ bị chậm tiến độ và chi phí tăng lên. Như vậy, các mũi khoan có khả năng chống mài mòn cao hơn có thể có chi phí ban đầu cao hơn nhưng chi phí vận hành thấp hơn và chi phí dài hạn.

Độ mòn vòng bi là vấn đề cần xem xét cụ thể đối với các mũi dao cắt cán. Phải lựa chọn giữa các ổ trục được làm kín hoặc không được đậy kín, và các ổ lăn hoặc ổ lăn. Mỗi quyết định có ảnh hưởng đến độ bền của bit và cuối cùng là hiệu quả của nó trong ứng dụng nhất định.

CÔNG TY CP TƯ VẤN ĐẦU TƯ & THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

Địa chỉ: Số 28B Mai Thị Lựu, Phường Đa Kao, Q.1, TPHCM

Hotline:  0903649782 - (028) 3514 6426

Email: nguyenthanhmp156@gmail.com