双管单动活门取土器

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1、双管单动活门式取芯取土器董教社（中交第三航务工程勘察设计院有限公司）提要：双管单动活门式取芯取土器，具有独特的结构和性能，主要体现在外管接头的双向逆止球阀与排注两用孔，带键槽的台阶式半开管与活接头（油任）连接结构及半开键式塑料衬筒，用来防止土芯脱落的磁力翻版活门等结构。适用于流塑-硬塑状的粘性土、粘质粉土、间夹层状土和松散~密实的砂质粉土、粉细砂。原状土样的质量达到I-II级土样的质量要求，钻进效率高于其它取芯取样勘探工艺50%以上，适于水上钻探。关键词：双向逆止球阀；排注两用孔；半开键式塑料衬筒；磁力翻版；土芯采取率0引言0.1目前岩土

2、工程勘察钻探取芯取土工艺的现状目前国内岩土工程勘察采取原状土样一般采用无芯间隔取样和全断面间隔取样两种钻探取样工艺，其性能对比如表1所示，从表中可以看出，这两种勘探工艺方法都存在较大的缺陷，使用大螺纹钻具或单、双套岩芯管合金钻具不易保证土芯的质量和取芯率，甚至影响取土质量，而无芯间隔取样则根本不取芯，所以以上两种勘探工艺都不能达到全断面取芯取样的质量要求。常用取芯取样勘探工艺性能对比表1勘探工艺钻具适用土层优点缺点1、土芯的原始结构遭切割而破坏2、操作不当易造成缩孔或塌1、能把所取粘性土芯全部从孔内孔，致使采取原状土样质量受取出影响大螺纹

3、钻具粘性土2、操作得当的话，则清孔较为干3、对粉性土、砂土取芯清孔净，可保证取土器下达孔底效果差，不适用全断面取芯间隔取样4、硬塑状粘性土层常常由于工艺（先取芯清孔后取钻进扭力过大而起拔困难，钻样）进深度明显受到限制1、土芯易脱落，尤其是软弱1、适用性较好粘性土和松散砂土单、双套岩芯2、土芯能基本保持原始结构粘性土、粉2、为防止土芯脱落，常采用管合金钻头3、可采用分水或球阀接头先送冲土、粉细砂超深挤压，强力闭塞等方法，钻具洗液修理缩孔、塌孔或清除掉落造成进尺误差、缩孔、孔底原的土芯，然后进行无泵钻进取芯始土层受到扰动等不利影响三翼合金钻1

4、、不能满足全断面取芯的要无芯间隔取样工艺（先头钻具或岩粘性土、粉1、适用性好求清孔，不取芯，后取样）芯管合金钻土、粉细砂2、清孔效率高2、不能了解两个土样之间间头钻具隔段土层的确切情况0.2目前社会对岩土工程勘察工艺的要求随着国家经济建设的发展，工程建设项目，尤其是国家重大工程项目，对岩土工程勘察质量的要求越来越高，对于第四纪松散覆盖层既要采取原状土样，进行土的物理力学性质试验，又要采取全断面岩芯，准确了解土层的性质及其变化规律，有些行业勘察规范已经明确规定，粘性土岩芯采取率不宜小于【1】80％，砂土不宜小于65％。显然，上述目前国内常用

5、的一些钻探工艺方法，已不能很好的满足生产技166工程勘察GeotechnicalInvestigation&Survrying2010年增刊第1期术发展的需要，对于难度较大的重点和重大的岩土工程勘察项目更是显得有较多的不足和欠缺，譬如：杭州湾大桥、苏通大桥、马来西亚槟城第二跨海大桥以及上海大连路隧道等工程，勘探孔深（有的甚至达150m左右）、水上施工条件复杂、业主和设计对取芯率和取样的要求高(基本要求全芯取样)、工期紧，面对这种情况，许多勘察单位深感力不从心。有些单位为了赶工期或抓工况，把清孔与取原状土样两道工序合为一道工序，以岩芯管内的

6、土芯替代原状土样，将割取的土芯装进土样筒送室内试验，可想而知，这种偷工的方法，对于硬塑状粘性土或许扰动影响小些，对于软弱粘性土、粉土、砂土来说土样受到的扰动破坏则不容置疑，其原状土质量根本不可能达到Ⅰ～Ⅱ级的要求。至于其采用的取芯工艺所存在的一些问题依然不可避免。为了解决上述取芯、取样工程所存在的问题，提高岩土工程勘察的质量和效率，较好地满足生产技术发展的需要，促使我们在公司顾问总工乌孟庄带领下研制能克服单管无泵取芯所有弊端，具有不使芯样脱落的功能，且岩芯采取率不低于有关规范的规定，原状土质量达到Ⅰ～Ⅱ级标准，不低于常规取土器的取土质量，

7、钻进效率不低于常规的取样钻探工艺，这种取芯取土器就是“双管单动活门式取芯取土器”。1目前国内外转压入式取土器的现状双管单动活门式取芯取土器就其工作原理属于回转压入式取土器。国外回转压入式取土器具代表性【2】的主要有皮切尔（Pitcher）型取土器和丹尼森（Denison）型取土器，如图1（皮切尔型和丹尼森型取土器结构示意图）所示。（a）皮切尔型（b）丹尼森型1－轴承；2－滑动阀；3－调压弹簧；4－内管接头；5－内管；6－外管；7－外管钻头；8－内管管靴。图1皮切尔型和丹尼森型取土器结构剖视示意图丹尼森型取土器有内、外两种岩芯管组成，外管接

8、头与钻杆连接可旋转，下端装合金钻头，内管内装有寸筒，下端连接管靴，取土时外管旋转，内管由于有轴承连接不跟转，只承受钻具重力和钻机施加的压力，外管底端合金钻头切割土层的同时，内管管靴压入土层，随