一種加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，由加強(qiáng)型機(jī)架、動(dòng)力系統(tǒng)、鉆進(jìn)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成，加強(qiáng)型機(jī)架包括控制臺(tái)和樁架，專用動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力頭、油壓輸送管、動(dòng)力站，動(dòng)力站安裝于樁架下端平臺(tái)上，動(dòng)力頭安裝于樁架滑軌上，樁架能滿足動(dòng)力系統(tǒng)額定大扭矩工作條件下的穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求，鉆進(jìn)系統(tǒng)包括加強(qiáng)型鉆桿、專用鉆頭、多功能法蘭盤，加強(qiáng)型鉆桿頂部通過多功能法蘭盤與動(dòng)力頭、冷卻系統(tǒng)連接，加強(qiáng)型鉆桿底部連接專用鉆頭，冷卻系統(tǒng)由注漿泵、注漿管、連接焊管和噴嘴組成，連接焊管附著在加強(qiáng)型鉆桿上，下端與安裝在專用鉆頭部位的噴嘴連接。本實(shí)用新型的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備鉆進(jìn)能力強(qiáng)、適用面廣，解決了長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在密實(shí)的大粒徑的碎石土層及風(fēng)化巖層中的鉆不動(dòng)、卡鉆等問題，為廣泛應(yīng)用長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁奠定了基礎(chǔ)。
【專利說明】一種加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型粧基施工設(shè)備，主要用于風(fēng)化巖地層中的灌注粧、地基處理及基坑支護(hù)工程，適用于各種土層，尤其是在大粒徑的碎石土層及強(qiáng)、中風(fēng)化等地層。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌粧相比沖擊鉆、旋挖鉆、磨盤鉆等由于具有快捷、環(huán)保、承載力高、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種粧基工程、地基處理及基坑支護(hù)工程的灌注粧施工中。但受其技術(shù)及設(shè)備所限，對(duì)于在大粒徑的碎石土層及風(fēng)化巖層中，存在鉆不動(dòng)、卡鉆等問題而無法施工，即使在個(gè)別類似地層中能夠成孔，其施工效率也是非常低，成本很高，故常規(guī)將其在這種地層中施工的適宜性定位為不適宜，這樣就使得長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌粧的應(yīng)用受到了一定的限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在密實(shí)的大粒徑的碎石土層及風(fēng)化巖層中的鉆不動(dòng)、卡鉆等問題，提供一種鉆進(jìn)能力強(qiáng)、適用面廣的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，由加強(qiáng)型機(jī)架、專用動(dòng)力系統(tǒng)、鉆進(jìn)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成，加強(qiáng)型機(jī)架包括控制臺(tái)和粧架(1)，專用動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力頭(2)、油壓輸送管
(3)、動(dòng)力站(4)，動(dòng)力站(4)安裝于粧架下端平臺(tái)(5)上，動(dòng)力頭(2)安裝于粧架滑軌(6)上，粧架(I)能滿足動(dòng)力系統(tǒng)額定大扭矩工作條件下的穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求，鉆進(jìn)系統(tǒng)包括加強(qiáng)型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)，加強(qiáng)型鉆桿(8)頂部通過多功能法蘭盤
(7)與動(dòng)力頭(2)、冷卻系統(tǒng)連接，加強(qiáng)型鉆桿⑶底部連接專用鉆頭(9)，冷卻系統(tǒng)由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)和噴嘴(11)組成，連接焊管(10)附著在加強(qiáng)型鉆桿
(8)上，下端與安裝在專用鉆頭(9)部位的噴嘴(11)連接。
[0006]所述的動(dòng)力系統(tǒng)通過油壓來完成整體動(dòng)力的傳輸，并通過電力或柴油來提供油壓動(dòng)力，所提供的扭矩大于150kN.mo
[0007]上述設(shè)備的轉(zhuǎn)速可根據(jù)地層情況自動(dòng)調(diào)整，以使不同地層獲得適宜的扭矩，從而達(dá)到順利進(jìn)尺的目的。
[0008]所述加強(qiáng)型鉆桿(8)提升鉆進(jìn)速度控制在O?3m/min，由于其鉆機(jī)提速可控，該設(shè)備也可用于長(zhǎng)螺旋高壓噴射注漿攪拌粧的施工。所述加強(qiáng)型鉆桿(8)采用27錳鋼材質(zhì)無縫鋼管制作，其抗扭性、彈性滿足動(dòng)力的傳動(dòng)，鉆桿螺旋葉片采用17mm厚18錳鋼鋼板，增加葉片的耐磨性及彈性。
[0009]所述專用鉆頭(9)采用截齒或斗齒鉆頭，鉆齒上鑲有合金，以更利于巖石的切削。
[0010]所述冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，由注漿泵(12)將冷卻水通過注漿管(13)、多功能法蘭盤
(7)及連接焊管(10)將冷卻水輸送至鉆頭部位。由人工通過控制臺(tái)根據(jù)地層情況及實(shí)際鉆進(jìn)情況進(jìn)行啟動(dòng)輸出，在施工中起到三個(gè)作用，一是冷卻鉆頭部位降溫，二是加水使得風(fēng)化巖遇水加速崩解，三是通過水壓噴水使得鉆頭不至于糊鉆?？刹捎盟厮酀{替代冷卻水，素水泥楽.的水灰比為1.2?1.8。
[0011]本發(fā)明，旨在解決長(zhǎng)螺旋嵌巖施工的技術(shù)難題，采用本技術(shù)，其有益效果如下:
[0012]1、相對(duì)傳統(tǒng)長(zhǎng)螺旋粧，本發(fā)明不僅適用于普通土層、砂層及碎石土層，還特別適用于老粘土、厚層砂卵石、強(qiáng)中風(fēng)化巖層，尤其在大塊密實(shí)砂卵石層及風(fēng)化巖層中施工能力更加突出。
[0013]2、相對(duì)普通長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，本發(fā)明動(dòng)力系統(tǒng)提供的扭矩是原來的3?5倍，扭矩在施工中可根據(jù)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)整，使得其鉆入能力大大增強(qiáng)，且動(dòng)力系統(tǒng)可采用柴油及電力兩種模式，在野外工作對(duì)動(dòng)力的適應(yīng)性更強(qiáng)。
[0014]3、本發(fā)明相對(duì)其它嵌巖施工設(shè)備，施工效率更快，單粧承載力更高，且對(duì)周圍環(huán)境影響小。
[0015]4、本發(fā)明的設(shè)備用于長(zhǎng)螺旋高壓噴射注漿攪拌粧施工時(shí)，其O?3m/min可控提速使得攪噴粧更加均勻，成粧直徑更大，地層適用性更強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備鉆進(jìn)和冷卻系統(tǒng)細(xì)部圖。
[0018]附圖編號(hào)名稱:1，粧架、2，動(dòng)力頭、3油壓輸送管、4，動(dòng)力站、5，粧架下端平臺(tái)、6，粧架滑軌、7，多功能法蘭盤、8，加強(qiáng)型鉆桿、9，專用鉆頭、10，連接焊管、11，噴嘴、12，注漿泵、13，注漿管。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0020]實(shí)施例1
[0021]圖一是加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，由加強(qiáng)型機(jī)架、動(dòng)力系統(tǒng)、鉆進(jìn)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)四部分組成。
[0022]其中，動(dòng)力系統(tǒng)由動(dòng)力頭(2)、油壓輸出/入管(3)、動(dòng)力站(4)組成，動(dòng)力站安裝于粧架下端平臺(tái)(5)上，動(dòng)力頭安裝于粧架滑軌(6)上，并與多功能法蘭盤(7)及加強(qiáng)型鉆桿(8)連接。工作時(shí)，動(dòng)力站通過油壓輸出/入管將油壓動(dòng)力輸入動(dòng)力頭，由動(dòng)力斗帶動(dòng)鉆進(jìn)系統(tǒng)鉆進(jìn)成孔，并將動(dòng)力輸入粧架上的電機(jī)來完成加強(qiáng)型鉆桿的提升及下降。動(dòng)力系統(tǒng)提供的扭矩為150-210kN.πι，鉆進(jìn)速度為1.5-2.5m/min。多功能法蘭盤不僅能滿足正常的混凝土灌注的要求，還可同時(shí)滿足冷卻系統(tǒng)注漿或注水的要求。
[0023]鉆進(jìn)系統(tǒng)由加強(qiáng)型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)組成。加強(qiáng)型鉆桿
(8)頂部通過多功能法蘭盤(7)與動(dòng)力系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)連接，加強(qiáng)型鉆桿底部連接專用鉆頭(9)，加強(qiáng)型鉆桿(8)上附有冷卻及噴水用的連接焊管(10)直通鉆頭(9)，并與鉆頭上的噴嘴(11)連接。加強(qiáng)型鉆桿(8)采用27錳鋼材質(zhì)無縫鋼管制作，鉆桿螺旋葉片采用17_厚18錳鋼鋼板。
[0024]冷卻系統(tǒng)由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)、噴嘴(11)組成。注漿管通過多功能法蘭盤與連接焊管連接，連接焊管附著在加強(qiáng)型鉆桿上，下端與安裝在鉆頭部位的噴嘴連接。其工作時(shí)，由注漿泵將冷卻用的水泥漿通過注漿管、多功能法蘭盤及連接焊管、噴嘴將冷卻水輸送至鉆頭部位，在鉆進(jìn)的過程中用于對(duì)鉆具的降溫及加速巖層的崩解。水泥漿的水灰比為1.2。冷卻系統(tǒng)在整個(gè)過程中起輔助的作用，對(duì)于比較軟的巖層或碎石土層，一般施工時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，可不啟動(dòng)。
[0025]實(shí)施例2
[0026]加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備由加強(qiáng)型機(jī)架、動(dòng)力系統(tǒng)、鉆進(jìn)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)四部分組成。
[0027]其中，動(dòng)力系統(tǒng)由動(dòng)力頭(2)、油壓輸出/入管(3)、動(dòng)力站(4)組成，動(dòng)力站安裝于粧架下端平臺(tái)(5)上，動(dòng)力頭安裝于粧架滑軌(6)上，并與多功能法蘭盤(7)及加強(qiáng)型鉆桿(8)連接。工作時(shí)，動(dòng)力站通過油壓輸出/入管將油壓動(dòng)力輸入動(dòng)力頭，由動(dòng)力斗帶動(dòng)鉆進(jìn)系統(tǒng)鉆進(jìn)成孔，并將動(dòng)力輸入粧架上的電機(jī)來完成加強(qiáng)型鉆桿的提升及下降。動(dòng)力系統(tǒng)提供的扭矩為230kN -m以上，鉆進(jìn)速度為2.5-3.0m/min。多功能法蘭盤不僅能滿足正常的混凝土灌注的要求，還可同時(shí)滿足冷卻系統(tǒng)注漿或注水的要求。
[0028]鉆進(jìn)系統(tǒng)由加強(qiáng)型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)組成。加強(qiáng)型鉆桿
(8)頂部通過多功能法蘭盤(7)與動(dòng)力系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)連接，加強(qiáng)型鉆桿底部連接專用鉆頭(9)，加強(qiáng)型鉆桿(8)上附有冷卻及噴水用的連接焊管(10)直通鉆頭(9)，并與鉆頭上的噴嘴(11)連接。
[0029]冷卻系統(tǒng)由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)、噴嘴(11)組成。注漿管通過多功能法蘭盤與連接焊管連接，連接焊管附著在加強(qiáng)型鉆桿上，下端與安裝在鉆頭部位的噴嘴連接。其工作時(shí)，由注漿泵將冷卻用的水泥漿通過注漿管、多功能法蘭盤及連接焊管、噴嘴將冷卻水輸送至鉆頭部位，在鉆進(jìn)的過程中用于對(duì)鉆具的降溫及加速巖層的崩解。水泥漿的水灰比為1.8。冷卻系統(tǒng)在整個(gè)過程中起輔助的作用，對(duì)于比較軟的巖層或碎石土層，一般施工時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，可不啟動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，由加強(qiáng)型機(jī)架、專用動(dòng)力系統(tǒng)、鉆進(jìn)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成，加強(qiáng)型機(jī)架包括控制臺(tái)和粧架(I)，動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力頭(2)、油壓輸送管(3)、動(dòng)力站(4)，動(dòng)力站(4)安裝于粧架下端平臺(tái)(5)上，動(dòng)力頭(2)安裝于粧架滑軌(6)上，其特征如下:粧架(I)能滿足動(dòng)力系統(tǒng)額定大扭矩工作條件下的穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求，鉆進(jìn)系統(tǒng)包括加強(qiáng)型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)，加強(qiáng)型鉆桿(8)頂部通過多功能法蘭盤(7)與動(dòng)力頭(2)、冷卻系統(tǒng)連接，加強(qiáng)型鉆桿⑶底部連接專用鉆頭(9)，冷卻系統(tǒng)由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)和噴嘴(11)組成，連接焊管(10)附著在加強(qiáng)型鉆桿(8)上，下端與安裝在專用鉆頭(9)部位的噴嘴(11)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，其特征在于:動(dòng)力系統(tǒng)所提供的扭矩大于150kN.m。
3.如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，其特征在于:轉(zhuǎn)速可根據(jù)地層情況自動(dòng)調(diào)整，以使不同地層獲得適宜的扭矩。
4.如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，其特征在于:加強(qiáng)型鉆桿(8)提升鉆進(jìn)速度控制在O?3m/min。
5.如權(quán)利要求4所述的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，其特征在于:加強(qiáng)型鉆桿(8)采用27錳鋼材質(zhì)無縫鋼管制作，其螺旋葉片采用17_厚18錳鋼鋼板。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，其特征在于:專用鉆頭(9)采用截齒或斗齒鉆頭，鉆齒上鑲有合金。
7.如權(quán)利要求1-5之一所述的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，其特征在于:冷卻系統(tǒng)采用素水泥楽或冷卻水。
8.如權(quán)利要求7所述的加強(qiáng)型長(zhǎng)螺旋嵌巖施工設(shè)備，其特征在于:素水泥漿水灰比為.1.2 ?1.8。
【文檔編號(hào)】E21B36/00GK204175177SQ201420589700
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】吳劍波, 王立建, 武思宇, 李建平 申請(qǐng)人:北京中巖大地工程技術(shù)有限公司