一種高壓旋噴式錨索置入器及其施工方法
【專利說明】一種高壓旋噴式錨索置入器及其施工方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種高壓旋噴式錨索置入器及其施工方法，與巖土體加固工程中錨索安裝與注漿施工的輔助安裝工具有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0003]在巖土體加固工程中，傳統(tǒng)的深孔多錨索安裝都是采用人海戰(zhàn)術(shù)，存在勞動強度大、施工周期長、效率低的問題，難以達到“高效、快速”的施工目標，而且錨索安裝到位難度大、安全性和可靠性差，不容易滿足施工規(guī)范與設(shè)計要求。
[0004]隨著科學技術(shù)的發(fā)展以及國內(nèi)院所研宄人員的不懈努力，開發(fā)出了一些錨索快速安裝裝置。發(fā)明專利ZL200910263577.0錨索輔助安裝系統(tǒng)，主要包括孔底裝置、送繩裝置和孔外裝置，使用時首先將孔底裝置送至錨索孔內(nèi)底部，靠機械裝置機械固定，然后再連接錨索和送繩裝置，與孔外裝置聯(lián)合作用將錨索安裝到孔內(nèi)指定位置，最后取出送繩裝置，進行錨索的下一步施工。該專利技術(shù)在一定程度上提高了錨索安裝速度和安裝的技術(shù)可靠性，但操作相對繁瑣，施工不甚方便，無法達到“高效、快速”的目標。風動長錨索安裝機等錨索安裝輔助工具，采用壓風作動力，利用頂桿等方式將錨索安裝到位，但安裝效果不甚理想，未能大面積推廣應用。另外，目前已有的錨索安裝輔助技術(shù)，均不適用于新型可回收錨索的安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服通過人工安裝錨索時，由于錨索的質(zhì)量以及隨錨索插入孔內(nèi)的深度增加引起阻力增大，而人員的作業(yè)空間變小，結(jié)果造成錨索無法被插到孔底，特別是當孔內(nèi)出現(xiàn)坍塌、掉塊、縮徑時，錨索更加無法被插到孔底，本發(fā)明提出了一種高壓旋噴式錨索置入器及其施工方法，提供一種緊湊型的錨索安裝裝置，它通過與鉆機的鉆桿連接，由鉆桿將高壓旋噴式錨索置入器與錨索承載端蓋一起推進到孔底，高壓旋噴式錨索置入器在高壓水柱配合下可回轉(zhuǎn)鉆進，起到鉆頭的作用，并能通過軸向及徑向噴嘴清除碎肩，當推進高壓旋噴式錨索置入器到孔底后，可通過鉆桿和錨索置入器直接進行注漿。本裝置充分利用鉆機自身具有的能力，可高效快速地實現(xiàn)錨索的安裝與注漿，不僅適用于普通錨索的安裝，而且特別適合可回收錨索的施工安裝。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明一種高壓旋噴式錨索置入器，包括頂桿、旋噴鉆桿、單向推力球軸承、軸承座、軸向噴嘴、徑向噴嘴和鎢鋼鉆頭；
所述頂桿為一階梯軸，階梯軸內(nèi)設(shè)置有貫通的頂桿軸向通道；階梯軸大端內(nèi)孔設(shè)計有梯形螺紋，階梯軸小端外圓上分別設(shè)置有與單向推力球軸承內(nèi)孔配合的軸頸及與旋噴鉆桿配合的外螺紋； 單向推力球軸承內(nèi)圈與頂桿的軸頸相配合、外圈與軸承座的內(nèi)孔配合；頂桿安裝軸承和軸承座后再與旋噴鉆桿連接；
旋噴鉆桿為軸狀結(jié)構(gòu)，旋噴鉆桿內(nèi)部開設(shè)有偏心貫通的旋噴鉆桿軸向通道，旋噴鉆桿的一端內(nèi)孔設(shè)計有內(nèi)螺紋、與頂桿的外螺紋匹配、使兩者相連接，頂桿軸向通道和旋噴鉆桿軸向通道相貫通；
旋噴鉆桿的另一端設(shè)計成雙斜面、雙斜面上線形方式布置有多個鎢鋼鉆頭，旋噴鉆桿近雙斜面的端部外圓柱面上下分別開設(shè)有上凹槽和下凹槽，旋噴鉆桿軸向通道高出上凹槽的槽底，上凹槽軸向端面裝有與旋噴鉆桿軸向通道連通的軸向噴嘴，下凹槽槽底開有與旋噴鉆桿軸向通道相連通的徑向通道，徑向通道端面上裝有徑向噴嘴。
[0007]軸承座內(nèi)孔與頂桿外圓間留有徑向回轉(zhuǎn)間隙，軸承座端面與頂桿臺階端面間留有軸向間隙。
[0008]頂桿外圓上設(shè)置有用于頂桿與鉆機鉆桿連接安裝夾持的對稱扁面。
[0009]本發(fā)明同時提供了一種所述的高壓旋噴式錨索置入器的施工方法，包括下列步驟:
1)、裝配高壓旋噴式錨索置入器:先將單向推力球軸承和軸承座安裝到頂桿上，然后將旋噴鉆桿的內(nèi)螺紋與頂桿的外螺紋旋合固緊，裝配好的高壓旋噴式錨索置入器通道和通道聯(lián)通，形成一軸向高壓水柱和注漿通道；
2)施工:施工完成鉆孔后，將高壓旋噴式錨索置入器旋噴鉆桿的一端插入錨索承載端蓋孔或可回收錨索承載端蓋孔中，軸承座端面與承載端蓋面貼平，完成連接后插入孔中；將鉆機鉆桿的梯形外螺紋與頂桿的梯形內(nèi)螺紋連接，利用鉆機加壓力推進高壓旋噴式錨索置入器，同時啟動高壓泵采用小水量，防止置入器內(nèi)通道阻塞；當孔內(nèi)出現(xiàn)坍塌、縮徑等問題時，用高壓水柱配合高壓旋噴式錨索置入器回轉(zhuǎn)鉆進，當孔內(nèi)無問題，錨索安裝到孔底，直接用鉆機鉆桿注漿作業(yè)。
[0010]頂桿一端內(nèi)孔的梯形螺紋，與鉆機鉆桿的梯形外螺紋連接，
軸承及軸承座在頂桿上完成安裝后，軸承座內(nèi)孔與頂桿外圓間留有徑向回轉(zhuǎn)間隙，軸承座端面與頂桿臺階端面間留有軸向間隙，保證錨索置入器回轉(zhuǎn)鉆進時錨索承載端蓋與軸承座保持不動，防止錨索承載端蓋帶動錨索轉(zhuǎn)動。
[0011]旋噴鉆桿上的旋噴鉆桿軸向通道與徑向通道相通，頂桿和旋噴鉆桿連接后形成一貫通的軸向通道，孔端分別裝有噴嘴，兩噴嘴呈軸向和徑向布置，是高壓水柱和注漿的通道。頂桿與鉆機鉆桿直接連接，利用鉆機自身所具有的能力，實施孔內(nèi)錨索的安裝；當出現(xiàn)孔內(nèi)坍塌或掉塊，錨索推進困難時，可通過錨索置入器回轉(zhuǎn)鉆進，回轉(zhuǎn)鉆進時高壓水柱軸向和徑向同時作用清除碎肩，安裝到位后可直接注漿。
[0012]在錨索推進過程中，軸承座端面與錨索承載端蓋面始終保持緊貼，當遇到孔內(nèi)出現(xiàn)坍塌或掉塊錨索推進困難時，錨索置入器在高壓水柱配合下可回轉(zhuǎn)鉆進，達到高效、快速安裝錨索的目的。高壓旋噴式錨索置入器的頂桿一端安裝有單向推力球軸承以及軸承座，可防止當旋噴鉆桿回轉(zhuǎn)鉆進時，隨鉆機加壓力影響，錨索承載端蓋帶動錨索隨其轉(zhuǎn)動。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明可以充分利用鉆機自身所具有的能力，實施孔內(nèi)錨索的安裝，特別是當孔內(nèi)出現(xiàn)坍塌或掉塊錨索推進困難時，可通過錨索置入器回轉(zhuǎn)鉆進，并可在安裝到位后直接進行注漿，縮短錨索安裝時間，降低人力資源消耗，保證安裝和注漿質(zhì)量，可滿足施工規(guī)范與設(shè)計要求。
[0014]本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊簡潔，操作方便快捷，安裝效果