1、DSM法硬土層輔助貫入施工技術交 融 天 下 建 者 無 疆中交第一航務工程局有限公司中交一航局第一工程有限公司中交港灣工程研究院有限公司二零一九年一月Contents目錄概述工程概況深中通道工程地處珠江口核心區域，位于虎門大橋下游約30km，港珠澳大橋上游約38km，項目全長約24.03km，其中跨海段長約22.39km。西人工島位于礬石水道西側，東側與隧道銜接，西側與伶仃洋大橋非通航孔引橋銜接，人工島平面基本呈菱形，里程范圍K12+025.807K12+650.827。人工島軸線長度625m（以擋浪墻內邊線計），橫向最寬處約456m，人工島島內陸域標高+4.9m。本工程由直徑28m，高度不

2、等的57個鋼圓筒形成島壁。島內設置分隔圍堰分為西小島和西大島，西小島鋼圓筒個數為14個（含5個分隔圍堰），西大島鋼圓筒個數為43個，總數為57個。筒頂標高+3.5m，筒底標高為-31.5-36m，筒重584.00683.26t。工程區域原泥面標高約-13.0-15.0m。研究背景概述總體平面示意圖 西人工島效果圖和BIM示意圖研究背景概述鋼圓筒振沉設計要求鋼圓筒平面偏差350mm，垂直度1%，鎖口平面偏位（扭角）2，筒底2/3位置位于持力層上（持力層包括砂層、圓礫、花崗巖等地質）。研究背景概述復雜地質概述深中通道西人工島工程鋼圓筒振沉區域有較硬夾砂層，筒底強風化巖標高起伏變化較大，如X28鋼圓

3、筒的XDZK84勘探點，中間夾有9m后的砂層，且標慣擊數較大為35，依靠筒和錘組的自重無法自沉穿透，且通過12錘聯動錘組振沉會造成砂層更加密實，也無法將鋼圓筒振沉穿透。詳勘孔XDZK84的砂層情況研究背景概述再如X05鋼圓筒的BG5-3和BG5-4兩個分布鋼圓筒兩側的補充勘探點，BG5-3沒有夾砂層，而BG5-4有4m厚、標慣擊數在1427的夾砂層，且正在鋼圓筒的兩側，在這種一側硬一側軟的情況下，在鋼圓筒振沉過程中很難達到垂直度1%的設計要求。X05筒補勘點的砂層情況研究背景概述再如X07鋼圓筒的XDZK05和XDZK06兩個分布鋼圓筒兩側的勘探點，設計要求振沉至標高-36m，同時存在兩個問題

4、：一是N值過大，無法振沉至設計標高，無視此情況必將造成筒底卷邊或更嚴重后果。二是存在約2m的巖面起伏，一側是在-32.9m入巖，一側是在-34.67m入巖，垂直度無法達到設計要求。X07筒補勘點的砂層情況研究背景概述X07筒中XDZK05（左圖）和XDZK06（右圖）補勘點的砂層情況研究背景概述通過對地勘報告和補充勘探結果的詳細分析，組織了多次工藝研討，總結出硬層處理標準：（1）當砂層大于4m，砂層需處理；（2）當砂層24m，N值大于20需處理，小于20不予處理；（3）當砂層12m，N值大于25需處理，小于25不予處理；（4）當砂層小于1m，不予處理。結合處理標準，一一分析每個筒位的地勘報告和

5、補充勘探結果，最終得出需處理筒位，共38個。研究背景概述西人工島鋼圓筒平面布置圖（加粗筒為需處理筒位）研究背景硬土層處理方案比選及確定最優方案對比項旋挖鉆開挖工藝高壓水射流輔助振沉工藝吸砂船處理工藝DSM法硬土層輔助貫入工藝施工設備起重船、振動錘、運輸駁、方駁、旋挖鉆機、挖掘機駁船、高壓水射流裝置、發電機吸砂船、開底駁深層攪拌船（DCM船）示意圖概述研究背景旋挖鉆開挖工藝：土質適應性強，可定點挖除標貫擊數較大的土層，但對施工平臺穩定性要求高，水上施工難度大，且施工前需打設護筒，因此效率低，經濟性差，對土體擾動偏大；高壓水射流輔助振沉工藝：處理砂層針對性強，但本工程鋼圓筒周長為88m，需在鋼圓筒

6、制作時設置90道高壓噴水管道和噴嘴，對高壓供水設備要求高，目前無實踐經驗，實施效果存在不可預見性；吸砂船處理工藝：針對性強，功效大，但施工船舶定位精度低，吸砂作業控制難度大，容易將砂層以上淤泥質土層吸除破壞，對現狀土體擾動嚴重，工程量巨大；概述研究背景DSM法硬土層輔助貫入工藝：DSM船具有自動機械化程度高、測量定位準確、全天候24小時作業以及安全環保等優點。處理機鉆頭在泥面以下作業，水泥漿不在水中溢流，施工噪音小，利于環保。通過施工管理系統進行自動化施工作業。施工質量可控。通過綜合分析評價，確定DSM（英文全稱：Deep Slurry Mixing，即深層泥漿攪拌）法硬土層輔助貫入工藝可操作

7、性最強，為最優處理方案。概述研究背景概述DSM法硬土層輔助貫入施工技術研究在國內外尚無應用先例。傳統硬層處理施工技術為直接通過施工船舶或設備將硬層從水下取走，施工精度差、施工工程量大、施工工期持續時間長以及環保要求低。由于我國精細化處理硬層技術發展起步較晚，理論研究不深入，借助深中通道這個世界級跨海工程對此項技術進行深入研究，填補此項技術的研究空缺。隨著綠色建筑的客觀需求，人們環保意識的不斷提高，政府提倡的節能環保導向明顯，通過本課題研究將極大的促進我國水下硬層處理發展現狀，提升行業整體水平。國內外研究應用與現狀概述深中通道西人工島工程由直徑28m，高度不等的57個鋼圓筒形成島壁。島內設置分隔

8、圍堰分為西小島和西大島，筒頂標高+3.5m，筒底標高為-31.5-36m，筒重584.00683.26t。工程區域原泥面標高約-13.0-15.0m。針對西人工島鋼圓筒振沉區域范圍內存在較硬夾砂層（如粉砂和中粗砂等）且處于采砂區范圍內，地質變化明顯且無規律可循，底部存在堅硬密實且厚度較大的砂層，難以滿足鋼圓筒振沉平面偏差350mm和垂直度1%的設計要求，并且部分鋼圓筒進入風化層。標準貫入擊數N值很大，在鋼圓筒沉筒前需對硬層進行處理。關鍵技術問題分析概述DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術根據施工區域的設計詳勘點和補勘點地質柱狀圖情況，掌握施工地質資料。掌握好貫入速度、電流值、處理機轉速、噴漿量以

9、及水泥漿比重等施工參數。在處理過程中，通過施工管控，滿足處理深度、穿透標準貫入擊數N值50以及測量定位等的施工要求，對施工效率進行統計，同時施工進度和施工安全可控，形成成套DSM穿透硬層施工技術。關鍵技術問題分析概述DSM各項施工參數優化關鍵技術根據施工區域的地質資料進行DSM正式施工處理作業，通過調整貫入速度、處理機轉速、噴漿量以及水泥漿比重這4項數據，不斷優化施工參數，以滿足施工質量、施工進度以及施工安全的要求。DSM設備降低磨損率關鍵技術根據施工安排和施工質量，有針對性進行設備磨損率統計，查明原因。經過不斷的工藝討論，研究出解決方案，以降低設備磨損率，達到降本增效的目的。關鍵技術問題分析

10、概述主要研究內容本課題針對深中通道鋼圓筒振沉前硬層地質處理面臨的關鍵技術問題，在充分調研國內外研究現狀的基礎上，結合深中通道的具體情況，對以下主要內容進行了系統研究：（1）泥漿配合比及施工技術參數研究，（2）DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究；（3）DSM設備降低磨損率關鍵研究；（4）編制形成DSM法硬土層輔助貫入技術要求或操作規程。主要研究內容及技術路線概述技術路線本研究課題針對深中通道鋼圓筒振沉前硬層地質處理施工所面臨的關鍵技術問題，在組織國內外行業調研的基礎上，根據本工程實際情況，采取試驗驗證與工藝檢驗相結合的方法，通過與科研單位及專業廠家合作的方式，形成了“DSM法硬土層輔助貫入施

11、工關鍵技術”研究成果，并成功應用于本工程實踐，取得了良好效果。主要研究內容及技術路線Contents目錄專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究水與膨潤土混合形成泥漿與原狀硬層進行機械攪拌，從而形成混合體，降低標準貫入擊數N值，以實現穿透硬層的目標。為確保工程目標的實現，需對DSM穿透硬層施工過程中的各項因素都進行深入研究，并逐項開展對比驗證，以此獲得更加科學可靠的研究成果，以便指導本工程的實施。因此進行該項技術研究，試驗驗證工作量極大，試驗方案科學難度大，必須嚴謹且具備極強的可操作性。由于國內無精細化處理硬層的先例，施工經驗相對較為匱乏，現有規范對工程實踐指導的意義相對有限，因此試驗研究工作的開

12、展需自成體系，研究的難度較大。西人工島地質復雜，無規律可循，通過現有鉆孔資料無法全面掌握地質情況，需要科學謀劃選取施工工藝。本研究形成成果需具備極強的適用性及可操作性。技術難點試驗驗證概況在缺乏完備可供借鑒參考的經驗前提下，為確保工程目標實現，從膨潤土選型、泥漿配合比確定、泥漿與原狀硬層配合比以及施工管理各項參數等方面入手，開展系統深入研究。為確保試驗成果可充分指導現場施工，形成從理論到實踐的成套指導文件，在試驗開展前，充分考慮工程施工實際情況，剖析試驗驗證點，以此開展針對性的專題研究。研究概況專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究泥漿配合比控制指標在試驗室進行泥漿配合比試驗，設定泥漿比重和泥漿

13、配合比建議值，通過試驗，得出合理的數值，為后續進行現場攪拌提供基礎參考。參數指標要求及建議值備注拌合后泥漿比重1.3比重試驗確定水粉比0.7經驗取值，具體根據比重試驗結果進行調整專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究泥漿比重和初始配合比建議值研究概況泥漿拌合摻量指標為保證泥漿攪拌入砂土后，砂土中達到一定的粘土顆粒含量，需進行膨潤土拌合摻入量現場試驗，原則上膨潤土摻入量20%，具體摻量可進行20%，25%及30%三組摻入量試驗。通過現場勘察取樣并進行室內顆分試驗，對拌合后砂土含泥量（粒徑小于0.075mm）結果進行評價。砂土拌合后含泥量指標要求參考相關“黏土密封墻”處理工藝指標，選取拌合后砂土中細

14、粒（0.075mm）含量15%作為膨潤土摻入量控制指標。專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究研究概況拌合質量檢測（1）對拌合試驗后砂層進行現場原位標貫試驗，并取樣進行室內顆分試驗，以檢驗相關強度及物理指標是否符合要求；（2）統計對比拌合前后，砂土標貫擊數變化情況，并比較不同濃度，不同摻入量對拌合前后標貫擊數指標變化情況影響；（3）統計同一鋼圓筒不同平面位置（同一標高）處砂層標貫擊數與粘土層標貫擊數差異，并比較拌合后砂層與同標高黏土層標貫擊數差異，分析通過粘土拌合對改良鋼圓筒地層分布不均勻性效果。淤泥拌合可行性試驗現場淤泥取樣，進行室內物理性質試驗，探討確定后期現場抽取淤泥作為拌合泥漿的可行性。

15、專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究研究概況試驗室試驗通過試驗室進行泥漿制拌試驗，得出水：膨潤土質量比為1:1，配置泥漿比重為1.43g/cm3時，泥漿流動性滿足船舶泥漿泵施工需求，不存在堵管現象。再通過試驗將此種泥漿與海砂混合配比，最終確定水：膨潤土：砂的質量比為1:1:5時，拌和效果最佳。 專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究膨潤土與水攪拌膨潤土稱重研究概況 專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究膨潤土與水攪拌膨潤土稱重泥漿稱重砂與泥漿攪拌研究概況專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究顆分試驗船舶現場攪拌和泥漿比重試驗研究概況通過系統的技術開發及現場開展的試驗，項目部全面深入的對DSM處理泥漿

16、配合比和比重的具體環節及影響因素進行了驗證，掌握了進行泥漿配合比控制的操作要點。特別是施工參數的量化控制，為現場規范操作及DSM法硬土層輔助貫入施工標準化奠定了基礎，也為后續類似工程提供了寶貴的借鑒價值。小結專題一：泥漿配合比及施工技術參數研究Contents目錄專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究針對西人工島鋼圓筒振沉區域范圍內存在較硬夾砂層（如粉砂和中粗砂等）且處于采砂區范圍內，地質變化明顯且無規律可循，底部存在堅硬密實且厚度較大的砂層，難以滿足鋼圓筒振沉平面偏差350mm和垂直度1%的設計要求，并且部分鋼圓筒進入風化層。標準貫入擊數N值很大，在鋼圓筒沉筒前需對硬層進行處理。硬層

17、處理平面偏差、垂直度以及施工質量控制均為技術難點，需要科學謀劃，進行技術攻關。技術難點DSM施工工藝由DCM施工工藝改造優化而來，DCM是通過機械攪拌將水泥漿混合注入軟土地基凝固硬化，從而達到加固軟基的目的。DSM施工工藝是采用逆向思維，創新優化，通過機械攪拌硬土層同時噴射泥漿，軟化和松動硬土層；DSM船屬于特種專業性的施工船舶，是在DCM專用船上的水泥漿系統改造為泥漿系統而成；DSM船具有自動機械化程度高、設備儀器先進、測量定位準確以及安全環保等優點。DSM法硬土層輔助貫入施工技術最主要的特點是可以在精確定位條件下處理指定深度的硬層，使用設置在船舶上的2臺GPS測量儀器來定位，通過設置在樁架

18、上的測深裝置對硬層進行處理。施工管理系統進行自動化施工作業，可自動生成原始記錄施工圖，平面位置、垂直度以及處理深度都可以通過操作室的顯示屏實時顯示數據，保證處理精度；技術特點專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究DSM船的處理機鉆頭在泥面以下作業，水泥漿不在水中溢流，施工噪音小，利于環保；根據處理區域需要，可在CAD圖中進行樁號編排，科學規劃施工順序，3臺處理機可同時進行施工作業，處理機的樁間距可依據施工需求進行調節，靈活多變，滿足施工要求。技術特點專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究DSM船簡介DSM船屬于特種專業性的施工船舶，可將水下地質硬層通過專業設備進行機械攪拌貫進穿

19、透，從而達到地基軟化的處理要求。DSM是在地質硬層中噴射泥漿，與硬層機械攪拌，改良地基，軟化和穿透硬層。DSM簡介船舶主要參數總長型長型寬樁架間距（m）73.2m70 m30m4.86.0 m總噸位凈噸位滿載吃水滿載排水量335910072.5m5013噸樁架最高點距滿載水線的高度：49.5 m (滿載載吃水為2.5m )專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究 DSM船船舶參數統計表項目參數攪拌軸數量4軸攪拌軸直徑1.3m攪拌軸軸間距1.0m單次處理面積4.64m2處理機攪拌軸轉速14 40rpm處理鉆桿長度40m單軸處理機攪拌翼數量10片成套系統連續施工能力24小時樁垂直度檢測安裝傾

20、角傳感器2個/臺處理機，能夠實時檢測處理機的傾斜角度。處理機噴漿口 上部噴漿口位于固定管下端共4個，下部噴漿口位于攪拌軸下端共8個。噴漿口處設置單向閥，保證施工過程中噴漿口不會被異物堵塞同時保證噴漿管內的水泥漿不會泄漏至周圍環境。專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究處理機性能參數表DSM簡介 專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究儲漿罐DSM簡介泥漿泵處理機鉆頭處理機鉆桿工藝原理DSM法硬土層輔助貫入施工技術是采用專業性船舶對水下硬土層地質進行處理的施工技術。船舶上處理機的驅動電機驅動傳動軸、攪拌軸和鉆頭旋轉，同時處理機依靠自身重力和攪拌軸鉆頭的切削力的共同作用下貫入軟土層直

21、至持力土層或設定深度。利用處理機鉆頭對硬土層進行機械攪拌，使其松散，同時將膨潤土與海水攪拌而成的漿體在硬土層噴射，進行地質改良，最終達到標準貫入擊數N值降低且穿透硬土層的目的。依靠自主研發的高精度測量定位系統和自動化程度高的處理機施工管理系統，確保處理樁位精度滿足平面位置偏差100mm，垂直度1%的高精度要求。技術難點專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究施工工藝流程施工工藝流程及操作要點專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究操作要點施工順序安排DSM單樁樁型布置如下圖所示，單樁截面積4.64m2。鋼圓筒直徑28m，考慮到DSM船處理機的布置間距，布置40根樁即可布滿鋼圓筒圓周

22、，滿足施工要求。 專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究單樁樁型布置圖（單位：mm）單筒DSM樁位布置圖（單位：m）施工工藝流程及操作要點船舶駐位為便于DSM船拋錨駐位最大限度處理量以及鋼圓筒尺寸與處理機的相對位置，采用“八”字錨布置，利于船舶移動流水線作業。處理機精定位平面位置定位船舶下錨粗定位完畢后，測量人員根據樁位設計坐標點指揮船舶操作人員進行處理機定位作業，測量定位系統實時顯示平面偏移數據。通過錨機操作，使處理機中心與樁位中心接近重合，平面偏差控制在100mm以內，收緊錨纜，使船舶穩定。專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究施工工藝流程及操作要點測量定位系統是專為DSM

23、船設計，可以實時顯示樁位圖形、船位圖形、樁位坐標數據、平面偏差數據、船舶方位角數據、船甲板標高數據以及樁架垂直度數據等信息，測量精度高，滿足全天候24小時作業的施工要求。專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究測量定位系統操作界面施工工藝流程及操作要點歸零標高值確定處理機鉆頭下噴漿口與水面相平歸零，深度設定為0。測量人員通過測量定位系統測出船艏甲板標高值，同時實時校核潮差值。根據實測船舶甲板至水面高度值，得出歸零點標高值。泥漿制拌通過試驗室進行泥漿制拌試驗，得出水：膨潤土質量比為1:1，配置泥漿比重為1.43g/cm3時，泥漿流動性滿足船舶泥漿泵施工需求，不存在堵管現象。再通過試驗將此種

24、泥漿與海砂混合配比，最終確定水：膨潤土：砂的質量比為1:1:5時，拌和效果最佳，混合體的標準貫入擊數N值降低明顯，滿足施工要求。專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究施工工藝流程及操作要點處理機貫入專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究編號處理階段處理機轉速（rpm）處理機最大速度（m/min）輸漿泵流量（L/min）噴水/噴漿備注1在水下至泥面以上之間貫入201.8200噴水2貫入至泥面201200噴水注意處理機運轉情況和電流值變化，以防因泥面雜物與處理機纏繞，造成設備損壞。3泥層中貫入201.8200噴水4貫入至砂面201200噴水注意電流變化情況。5砂層中貫入201.62

25、00噴漿注意電流變化，做好停鉆準備。6停鉆000確認處理底標高數值。貫入時各處理階段施工參數及注意事項施工工藝流程及操作要點施工管理系統是為DSM船專門設計，可以實時顯示處理機鉆桿轉速、貫入速度、提升速度、每根鉆桿電流值、處理機提升卷揚電流值以及泥漿泵噴漿量等數據，自動化程度高，可自動記錄施工數據，繪制施工曲線圖。專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究施工管理系統操作界面（一）施工工藝流程及操作要點處理機提升 待處理機鉆頭到達處理砂層底標高后，停止噴漿，反轉提升，轉速為35rpm，提升速度為1.7m/min。處理機提出水面后，檢查鉆頭有無磨損。移船至下一個樁位作業。專題二：DSM法硬土

26、層輔助貫入施工關鍵技術研究施工管理系統操作界面（二）施工工藝流程及操作要點測量定位控制測量人員將樁位坐標在CAD中繪制，將CAD圖導入至測量定位系統中。船舶操作人員根據系統顯示的實時船舶處理機中心與已知樁位中心的偏離情況，在錨機操作臺進行船舶移船定位，直至處理機中心與樁位中心接近重合，偏差在設計要求范圍內即可。通過設置在樁架上的傾角傳感器測量的數據在系統中實時顯示，來指導船舶進行壓艙水調節，以確保樁架垂直度滿足設計要求。處理機鉆頭下噴漿口與水面相平歸零，深度設定為0。測量人員通過測量定位系統測出船艏甲板標高值，同時實時校核潮差值。根據實測船舶甲板至水面高度值，得出歸零點標高值。質量控制專題二：

27、DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究樁位處理過程控制在處理機貫入前，根據勘察地質資料，對各地層的名稱、頂標高、底標高、厚度以及標準貫入擊數N值進行掌握，并對處理機操作手進行技術交底。貫入過程中，根據鉆頭進入各地層的情況來調整貫入速度，同時實時觀察處理機轉速和電流值，已確保設備能夠正常運行。根據實時深度顯示數據，判定是否處理處理至指定深度，完成硬層處理作業。質量控制專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究對于水下硬層處理效果的檢驗，采用船載鉆探平臺通過標準貫入試驗來進行原位測試，達到檢驗施工處理質量的目的。為適應深中通道人工島工程水域環境，我們對國內現有的鉆探平臺在水深的適應性、精確定位

28、技術等方面進行研究，通過多種檢測平臺和海上定位方法的對比，最終確定了以自航駁側舷安裝鉆探平臺且焊接導向管裝置作為標準貫入試驗的檢測平臺，采用測量人員手持GPS定位儀器通過坐標轉換來定位檢測樁位的方法，能夠極大地提高檢測平臺的定位可靠性、靈活性以及效率。處理效果標貫檢測專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究標貫測試方法標準貫入檢測時，采用測量人員手持GPS定位儀器進行放點定位，安放100型工程鉆機進行標準貫入試驗。開孔直徑150mm，采用自動脫鉤的自由落錘法進行錘擊，落錘質量63.5kg，貫入器為對開管，貫入器打入硬土層15cm后，開始記錄每打入10cm的錘擊數，累計打入30cm的錘擊數

29、為標準貫入試驗擊數。專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究處理效果標貫檢測標貫測試結果分析采用DSM法硬土層輔助貫入施工技術完成了BG19-1（X19筒位）、XDZK93（X22筒位）、BXDZK09（X23筒位）孔處的地質貫入處理試驗，試驗證明DSM船可穿透標貫擊數為43的硬層。同時對XDZK50（X46筒位）孔處進行硬層攪拌泥漿試驗，并對其進行復勘，原硬層標貫擊數為3443，復勘原地層標貫擊數為58，處理效果良好。專題二：DSM法硬土層輔助貫入施工關鍵技術研究處理效果標貫檢測Contents目錄專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究根據設計勘察地質資料可知，西人工島地質條件復雜，

30、存在較硬夾砂層，依照施工設計圖要求，部分鋼圓筒進入風化層。標準貫入擊數N值很大，要求施工處理能力強。同時施工現場處于采砂區，地質變化無規律可循。 通過對施工船舶處理機鉆具進行選型設計，研發適合復雜堅硬地質條件的新型鉆具，降低設備磨損率，保證DSM法硬土層輔助貫入施工順利進行。技術難點及重點專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究新型鉆具簡介采用的新型鉆具是專為硬地層設計的鉆具，四周貼耐磨片，在鉆頭下端有2個側向噴漿口（間隔180布置）和1個底部噴漿口（一側螺栓固定12mm厚橡膠板，另一側斜向噴射）。鉆頭底部絞刀外伸0.15m，既加強貫入能力，又防止底部噴漿口橡膠板受磨損。在類似工程中應用情況良

31、好。新型硬土鉆具（接頭為四鍵形式）通過變徑接頭（內部為四鍵接頭）與原裝處理機上兩端法蘭的鉆桿連接，實現改造要求。技術實施專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究新型鉆具技術實施 變徑接頭序號名稱數量1硬土鉆頭42鉆頭保持架23襯套84變徑接頭45鉆桿連接銷軸86鎖緊螺栓87鉆桿橡膠墊4專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究單套處理機所需新型鉆具部件統計表技術實施專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究新型鉆具安裝在試驗階段施工中，1#處理機（在船艏左側）設備機械性能相對較好，故采取1#處理機進行更換鉆具并試驗實施。為滿足處理深度要求，對3#處理機上兩端均為法蘭的鉆桿進行拆除1根，將此鉆桿更換

32、至1#處理機上，再與變徑接頭和新型鉆具連接，完成改造任務。經過改造更換的1#處理機可以處理水下最大深度35.3m，根據現場施工情況，再進行處理深度的確定。技術實施專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究原有鉆具正在安裝新型鉆具拆除原有鉆具更換完新型鉆具技術實施專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究新型鉆具試驗施工試驗樁位地質資料為滿足船舶改造對新型鉆具的處理能力試驗要求，選取有代表性地質區域進行試驗施工。根據工程設計詳勘點柱狀圖資料可知，選取詳勘點XDZK66為試驗點，坐標為X=143032.67，Y=239724.22。此點在標高-27.85m-29.95m之間存在厚度為2.1m的粉砂層，N值為1315；在標高-31.45m-32.25m之間存在厚度為0.8m的圓礫層，N值為34；在標高-32.25m以下為花崗閃長巖，N值為4782，滿足試驗要求。技術實施專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究試驗后鉆具使用情況試驗結束后，項目部技術人員和船舶人員對處理機鉆具和鉆桿進行設備檢查。經環保泵對鉆具和鉆桿的沖洗之后，除了鉆具表面的面漆被磨損而露出鉆頭母材之外，未發現結構上的破損和開裂，鉆具和鉆桿處于正常使用狀態。環保泵沖洗鉆具鉆具使用情況技術實施專題三：DSM設備降低磨損率關鍵技術研究通過此次試驗，對處理機貫入進行記錄、整理與分析。在處理機達到最大處理深度時，成