Эту технологию целесообразно использовать для несвязных и связных грунтов, которые относятся к I–III категориям буримости. Диаметр скважины должен находится в пределах 60–200 мм, а максимальная глубина — до 80 м. Способ не подходит для скальных пород средней твердости, характеризующихся монолитной структурой или кристаллическим типом связи частиц.
Шнековое бурение скважин предусматривает разрыхление пород стальными резцами бура. Поднятие грунта на поверхность осуществляется с помощью спирального шнека. По мере заглубления бура он наращивается дополнительными секциями. Технология может применяться как для вертикальных, так и для горизонтальных проколов. Ее используют при:
- устройстве индивидуальных точек водозабора;
- строительстве фундаментов из буронабивных или винтовых свай;
- монтаже ограждений и железобетонных опор;
- бестраншейной прокладке коммуникаций;
- обустройстве приямков и неглубоких колодцев.
Преимущества и недостатки метода
| Преимущества | Недостатки |
| Высокая скорость проходки в нескальных породах | Ограничение по типу грунтов и глубине бурения |
| Возможность сразу устанавливать обсадные трубы для формирования стенок выработки | Требуются специальные установки, которые создают необходимое давление на бур при заглублении |
| Извлечение грунта без подъема инструмента | При работе с абразивными породами наблюдается высокий расход бурового снаряда |
| Не нужно использовать промывочную жидкость, что позволяет применять шнековое бурение скважин в безводных регионах и при низких температурах | |
| Непрерывность процесса автоматического извлечения отработанной породы |
Вертикальное шнековое бурение скважин
Этот метод применяют для бурения водоносных скважин и формирования отверстий под сваи. Шнек внедряется в породу под действием осевых нагрузок. Рабочая часть бурового снаряда разрушает грунт и подает его на спираль. Разрыхленная порода поднимается на поверхность по лопастям колонны. Грунт в среднем занимает около 30–40 % всего межвиткового пространства шнека, что обеспечивает высокую производительность работ. При подъеме рыхлой породы происходит ее частичное осыпание обратно в забой. В результате может потребоваться усиленная очистка ствола, а также промывка после завершения работ.
Особенности шнекового бурения скважин в разных породах
К основными параметрам процесса бурения шнеком относится осевая нагрузка и скорость вращения колонны. Установка этих характеристик зависит от типа обрабатываемого грунта:
- пластичные глинистые породы, рыхлые и среднеплотные пески. Их обычно бурят без дополнительной осевой нагрузки (инструмент внедряется под действием собственного веса);
- суглинки, глины, твердые супеси, аргиллиты. Эти грунты требуют стартовой нагрузки до 5 кН и частоты вращения инструмента в пределах 1,7–3,3 об/сек;
- гравийные, дресвяно-щебенистые грунты, водонасыщенные пески, мерзлые суглинки. При работе с ними нужно прикладывать осевую нагрузку на долото около 8–10 кН и устанавливать частоту вращения в диапазоне 1,3–2,2 об/сек.
Шнековое бурение скважин в мягкопластичных и текучепластичных глинах может осложняться образованием пробок. Частицы грунта налипают на инструмент, что приводит к прекращению углубления колонны и ухудшению поднятия породы на поверхность. Чтобы этого избежать, нужно снизить частоту вращения до минимальной и добавить воду в скважину. Также можно периодически поднимать шнек для очистки.
