旋挖鉆機(jī)通過(guò)放出主卷?yè)P(yáng)鋼絲繩進(jìn)而使鉆桿逐節(jié)伸出，最后使鉆斗抵達(dá)所鉆樁孔的底部。但是因?yàn)闃犊子诘叵律钐帲孕跈C(jī)手的眼睛不能簡(jiǎn)單的觀測(cè)到鉆斗是否已觸底，操作時(shí)不免會(huì)發(fā)生鋼絲繩過(guò)放的情況。主卷?yè)P(yáng)鋼絲繩放下過(guò)多，會(huì)引起鋼絲繩造成很多故障。本文重要講述主卷?yè)P(yáng)過(guò)放引起的鋼絲繩打扭故障造，它形成的原因和原理，并且給出旋挖鉆機(jī)準(zhǔn)確的操作方法以及故障處理方案。假如旋挖機(jī)手在施工過(guò)程之中碰到相似問(wèn)題，可按照本文的內(nèi)容展開(kāi)問(wèn)題排查與制訂故障對(duì)策。  

一、鋼絲繩打扭故障現(xiàn)象    

此類故障于旋挖鉆機(jī)使用過(guò)程之中很常見(jiàn)，重要狀況為主卷?yè)P(yáng)鋼絲繩在不同的位置形成不同程度的扭結(jié)，進(jìn)而影響旋挖鉆機(jī)的穩(wěn)定施工。   

▲圖1 主卷?yè)P(yáng)鋼絲繩形成的打扭現(xiàn)象

二、鋼絲繩打扭故障造成原因解析

1、鋼絲繩的基本結(jié)構(gòu)   

旋挖鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)普遍使用戶的是一種結(jié)構(gòu)型號(hào)稱為35W×K7的鋼絲繩，這是一種多股鋼絲層捻制因而成的具有高破斷、耐擠壓、耐旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩。35W×K7鋼絲繩結(jié)構(gòu)組成如下述：  

▲圖2 35W×K7鋼絲繩

2、鋼絲繩打扭基本原因： 鋼絲繩的內(nèi)層和外層繩間會(huì)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的自我平衡，即圖3中a與b是相反方向受力，而且轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)互相抵銷的狀態(tài)，假如于外力的作用之下，a小于b，或是b小于a，這種均衡狀態(tài)便會(huì)失衡，鋼絲繩會(huì)出現(xiàn)遭a或是b的扭矩扭力造成鋼絲繩形變或者扭壞鋼絲繩。   

▲圖3 鋼絲繩內(nèi)外層扭力均衡示意圖

3、鋼絲繩為什么會(huì)打扭 鋼絲繩打扭現(xiàn)象是由多種原因引發(fā)的，其重要造成原因?yàn)椋?nbsp;(1)、鋼絲繩嚴(yán)重過(guò)放。 ①鋼絲繩過(guò)放，和提引器發(fā)生傾斜，造成鋼絲繩與鉆桿或者其他部件發(fā)生擠壓、干涉狀況。 ②過(guò)放鋼絲繩導(dǎo)致提引器傾斜，導(dǎo)致鉆桿無(wú)法正常旋轉(zhuǎn)。 (2)、提引器旋轉(zhuǎn)不靈活。①、因提引器制造不合格導(dǎo)致提引器旋轉(zhuǎn)阻力大或卡滯不轉(zhuǎn)。 ②、提引器沒(méi)有及時(shí)保養(yǎng)、受到泥沙的侵蝕、外物卡住等造成提引器旋轉(zhuǎn)阻力大或卡住不轉(zhuǎn)動(dòng) 。   

▲圖4 提引器因過(guò)放引發(fā)擠或其他原因影響鉆桿旋轉(zhuǎn)

(3)、安裝過(guò)程之中操作出錯(cuò)造成鋼絲繩打扭。 鋼絲繩在安裝過(guò)程中因操作錯(cuò)誤出現(xiàn)打扭，扭力未得到釋放，被帶入鋼絲繩之中。如圖5所示。  

▲圖5 鋼絲繩解繩的正確方法

(4) 、沖擊載荷不均勻造成 鋼絲繩因旋挖施工過(guò)程中反復(fù)的沖擊所帶來(lái)載荷忽然性變化（載荷小于鋼絲繩破斷拉力），導(dǎo)致鋼絲繩內(nèi)層和外層本來(lái)就不相同的捻距變長(zhǎng)，打破了鋼絲繩自身的扭矩平衡，出現(xiàn)內(nèi)層與外層扭矩不相等的狀況，最終造成鋼絲繩的散股、打扭、甚至是斷裂。如圖3中，當(dāng)a不等于b時(shí)，鋼絲繩自身扭力失衡，就會(huì)讓鋼絲繩出現(xiàn)問(wèn)題。

(5) 、鋼絲繩與滑輪不共面。 鋼絲繩與滑輪不共面導(dǎo)致鋼絲繩的入繩角增大，當(dāng)鋼絲繩通過(guò)滑輪時(shí)，出現(xiàn)鋼絲繩向一邊歪倒，造成鋼絲繩松捻或者緊捻。最終造成鋼絲繩的散股、打扭現(xiàn)象，如圖6所示。

▲圖6 鋼絲繩入槽發(fā)生旋轉(zhuǎn)  

三、鋼絲繩常見(jiàn)故障排查

通過(guò)搜集鋼絲繩打扭故障，并進(jìn)行如上分析后，總結(jié)此類故障的發(fā)生規(guī)律和頻次，自行制作如下表1所示的故障排查邏輯表，自制表格可以幫助旋挖鉆機(jī)機(jī)手分析與解決各類鋼絲繩打扭故障。

▲表1 打扭故障排查邏輯表  

四、鋼絲繩打扭故障的形成原理

本章節(jié)主要對(duì)提引器于鉆桿擠壓而引發(fā)的鋼絲繩打扭的原因展開(kāi)分析，借以學(xué)會(huì)如何該類問(wèn)題的思路與方法。

1、故障現(xiàn)象 鋼絲繩展現(xiàn)的故障現(xiàn)象如圖1所示，透過(guò)表1展開(kāi)各零部件排除，若是最后排查到提引器與二節(jié)桿擋環(huán)有磕碰、剮蹭現(xiàn)象，此時(shí)可以認(rèn)定故障為：由于提引器和鉆桿間爆發(fā)擠壓，造成提引器轉(zhuǎn)動(dòng)阻力過(guò)大或者直接造成卡滯所致。    

▲圖7 繩卡有顯見(jiàn)的磕碰、提引器剮蹭或磕碰   

▲圖8 鉆桿二節(jié)桿擋環(huán)磕碰傷

2、原因研究 故障的起因和主因：

A：手動(dòng)過(guò)放，提引器出現(xiàn)傾斜；B：旋挖機(jī)手未找到加壓點(diǎn)，將成為以下故障形成的條件：

（1） 鋼絲繩松弛→有可能造成提引器傾斜。

（2）未找到加壓點(diǎn)→將機(jī)鎖桿當(dāng)摩阻桿用。

（3） 特定深度，二節(jié)桿已經(jīng)全部伸出，三節(jié)桿剛剛伸出→提引器正好處于擋環(huán)能壓到的范圍之內(nèi)。

（4） 地層進(jìn)尺太慢→加壓過(guò)程之中，芯桿與提引器深度基本上不變。

3、發(fā)生過(guò)程

（1）特定深度，即二節(jié)桿完全伸出時(shí)。這里以三一SR360R配4×18機(jī)鎖桿為例。突出遇到該問(wèn)題的深度大約為27-33米。在這個(gè)位置提引器位于二桿擋環(huán)下方。如圖9所示。

（2）鋼絲繩過(guò)放，鋼絲繩處于松弛狀態(tài)，造成提引器在鉆桿內(nèi)部處于傾斜（如圖9所示）

（3）在旋挖鉆機(jī)加壓鉆進(jìn)過(guò)程中，二節(jié)桿時(shí)未找到三節(jié)桿加壓點(diǎn)，將機(jī)鎖桿當(dāng)摩阻桿用。

（4）工程項(xiàng)目位于較硬或者進(jìn)尺很慢的地層，鍵條摩擦力不足以產(chǎn)生能進(jìn)尺的加壓力，此時(shí)出現(xiàn)二節(jié)桿位置向下移動(dòng)，第三、四節(jié)桿位置基本不動(dòng)，也就是提引器位置基本未發(fā)生變化。    

▲圖9 成孔深度、提引器傾斜、二節(jié)桿擋環(huán)與提引器擠壓  

上述過(guò)程持續(xù)，至二節(jié)桿擋環(huán)壓住傾斜的提引器（如圖9示意）。在超大的旋挖鉆桿重力及加壓力的作用下，導(dǎo)致提引器旋轉(zhuǎn)不良或直接卡死無(wú)法旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致鋼絲繩無(wú)法通過(guò)旋轉(zhuǎn)釋放鉆桿帶來(lái)的扭矩，最后造成鋼絲繩自身內(nèi)層與外層扭矩失衡，形成打扭故障。 綜上分析，鋼絲繩打扭故障主因是因操作過(guò)程中鋼絲繩未張緊所造成，但又和多種偶然的因素遇到一起，造成了鋼絲繩打扭故障。

避免鋼絲繩打扭4個(gè)要點(diǎn)：

（1）若無(wú)鋼絲繩過(guò)放，鋼絲繩會(huì)一直處于張緊狀態(tài)，二節(jié)桿擋環(huán)不會(huì)擠壓提引器。

（2）旋挖機(jī)手如正確的找到加壓點(diǎn)，旋挖鉆機(jī)第二、三節(jié)桿之間不會(huì)發(fā)生上下相對(duì)移動(dòng)；旋挖機(jī)手如準(zhǔn)確找到加壓點(diǎn)，二節(jié)桿擋環(huán)此刻也已遠(yuǎn)離提引器，因此壓不到提引器。

（3）旋挖孔位沒(méi)有達(dá)到或者超出這個(gè)深度范圍，即使提引器傾斜，二節(jié)桿擋環(huán)也壓不住提引器。

（4）若地層較軟，容易進(jìn)尺，旋挖機(jī)手即便找不到加壓點(diǎn)、提引器即使發(fā)生傾斜，因?yàn)殒I條之間的摩擦力足以使得鉆斗進(jìn)尺，鉆桿芯桿下移，鋼絲繩就會(huì)張緊，提引器就會(huì)豎直起來(lái)，也不至于產(chǎn)生被擠壓的風(fēng)險(xiǎn)。 4、方案對(duì)策 通過(guò)上述方法排除后，確定是提引器與鉆桿間擠壓發(fā)生的故障，通過(guò)明確其發(fā)生的原理，解決方案可從以下方面入手：

（1）張緊鋼絲繩，切勿讓鋼絲繩過(guò)放。

（2）既然鋼絲繩松弛是起因，就應(yīng)該從操作方面來(lái)規(guī)避，始終保持鋼絲繩的繃緊狀態(tài)。如圖10示意：   

▲圖10 鋼絲繩張緊狀態(tài)示意圖

（3）機(jī)鎖桿不要當(dāng)作摩阻桿使用。

從以上分析可看出，故障發(fā)生在二節(jié)桿全部伸出，三節(jié)桿剛剛啟用的位置，如果此時(shí)二節(jié)桿能找到三節(jié)桿加壓點(diǎn)，那么三桿需要向下伸出4米左右，即提引器完全遠(yuǎn)離二桿擋環(huán)，也就不會(huì)發(fā)生文中所說(shuō)的故障。 因此，在操作過(guò)程，切勿將機(jī)鎖桿當(dāng)作摩阻桿使用，或者在三節(jié)桿剛伸出時(shí)，盡可能向上提動(dòng)頭去找加壓點(diǎn)。

▲圖11 未找到加壓點(diǎn)示意圖  

五、相關(guān)問(wèn)題解答

（1）觸底保護(hù)一直在開(kāi)啟著，為什么還會(huì)出現(xiàn)過(guò)放，提引器傾斜狀況？

答：因?yàn)橹挥性诙?jié)桿伸出后，提引器才在二節(jié)桿下方，二節(jié)桿擋環(huán)也才有可能壓住傾斜的提引器。如果孔位再深一些，此時(shí)提引器已經(jīng)遠(yuǎn)離二桿擋環(huán)，也就不能壓住提引器了。

（2）觸底保護(hù)一直在開(kāi)啟著，為什么還會(huì)出現(xiàn)過(guò)放，提引器傾斜現(xiàn)象？

答：觸底保護(hù)的功能是為了防止鋼絲繩過(guò)放，但是在觸底保護(hù)功能開(kāi)啟的瞬間，鋼絲繩的下放是有慣性的，提引器的傾斜也就在幾毫米內(nèi)就能發(fā)生（正因?yàn)檎`差量小，菜會(huì)給人一種鋼絲繩一直繃緊的假象）。觸底保護(hù)功能可以防止鋼絲繩出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)放，避免產(chǎn)生亂繩等重大故障。

（3）既然二節(jié)桿擋環(huán)容易將提引器擠壓到，那么這個(gè)擋環(huán)是不是多余的，是不是設(shè)計(jì)有問(wèn)題？

答：二節(jié)桿擋環(huán)的作用是為了防止帶桿和砸桿，如果取消二節(jié)桿擋環(huán)設(shè)計(jì)，會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題。從許多擋環(huán)被三節(jié)桿撞擊的痕跡實(shí)例來(lái)看，擋環(huán)也起到了保護(hù)的作用。因此，二節(jié)桿擋環(huán)的設(shè)計(jì)是科學(xué)的。

（4）   既然是旋挖機(jī)手操作問(wèn)題，應(yīng)如何操作來(lái)避免此類問(wèn)題的發(fā)生。

答：如上文所說(shuō)，鋼絲繩必須處于張緊狀態(tài)，尤其是在上述中的特殊位置。在鉆桿下放到最底后，機(jī)手有意識(shí)的上提一下主卷?yè)P(yáng)，將鋼絲繩繃緊，然后再按浮動(dòng)進(jìn)行鉆進(jìn)操作。即便不是重點(diǎn)孔深位置，造成了提引器發(fā)生傾斜，對(duì)鋼絲繩也是有損傷。所以，在任何施工狀態(tài)下都必須要保持鋼絲繩緊繃。 旋挖機(jī)手絕不能把機(jī)鎖桿當(dāng)作摩阻桿來(lái)使用！如上文所說(shuō)，二節(jié)桿能正確找準(zhǔn)三節(jié)桿加壓點(diǎn)，其擋環(huán)不會(huì)與提引器發(fā)生擠壓。