[發明專利]鉆噴一體化地基處理方法及專用鉆具組件

有效

• 申請號: 201310035809.3
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103074887B
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 張紹虎;徐少華;董傳明;薛永志;胡慶林;白彥平
• 申請（專利權）人: 安徽水利開發股份有限公司
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12;E02D15/02;E21B10/60;E21B17/18
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 王琪;白京萍

技術領域

本發明涉及一種高壓噴射灌漿施工方法和采用鉆噴一體化地基處理方法的專用鉆具組件。

背景技術

目前巖土工程防滲加固處理的傳統方法為先鉆先導孔，后下噴射管進行高壓噴射灌漿，該傳統方法只在提升時才進行高壓噴射，因此稱為單程式高壓噴射灌漿，由于是先鉆孔然后下噴射管進行高壓噴射，因此其鉆孔時，不用高壓射流的鉆孔直徑較小，并且高噴時水泥用量大，水泥浪費嚴重，而且由于單程式高壓噴射灌漿采用鉆機鉆孔，然后再用高壓噴射灌漿設備進行高壓噴射，所以設備復雜，人員繁冗，提高了工程造價，從技術上來講，單程式高壓噴射的鉆孔垂直度是通過先鉆孔，然后用測斜儀下放至鉆孔內進行斜度測量，工序復雜，如果測斜出現孔斜率過大，還需要洗孔糾偏，甚至重新造孔，當單程式高壓噴射灌漿在擺噴時，其噴嘴部位的成墻較薄，不能保證工程質量，另外，單程式高壓噴射灌漿是先用鉆機造孔，后移開鉆機，將高壓噴射臺車移動至鉆孔位置，然后下噴漿管進行高壓噴射，這種操作存在的弊端在于當遇到卵石、砂及淤泥地層時，鉆機的鉆孔很難成孔，并且容易塌孔、埋鉆桿，無法放置噴射管，使用時，需要10位熟練操作人員（現場約6～7人，后場3人）進行操作，費時費力。

目前，所使用的鉆具組件通常是簡單的、沒有其他功能的單純鉆具，利用鉆孔臺車的電機帶動鉆桿及鉆頭旋轉鉆孔作業，采用普通的鉆頭實際使用深度小于1600m,所以鉆頭在日常使用時磨損大，需要經常更換。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種工序簡單、節約時間、降低成本、加速鉆孔，而且能減少鉆孔磨損的鉆噴一體化地基處理方法，本發明還提供一種實施上述方法的專用鉆具組件，不僅要使鉆孔作業更方便而且需要增加鉆頭壽命的鉆具組件。

為解決上述技術問題，本發明供了一種鉆噴一體化地基處理方法，包括以下步驟：

a)使鉆噴一體臺車移動至鉆孔位置，將鉆頭設置在鉆孔位置上方3～5cm處；

b)?通過鉆桿內的水管和氣管分別輸送高壓水和高壓空氣，使得高壓水和高壓空氣延鉆頭前端的噴水孔和噴氣孔向下切割鉆孔位置的地層，高壓空氣以0.6～0.8Mpa的壓強向下噴射,高壓水以20～40Mpa的壓強向下噴射。

c)?驅使傳動系統帶動鉆桿及鉆頭以15～30cm/min、20～40r/min的速度水平旋轉下沉，在此過程中，高壓水以20～40Mpa的壓強分別延鉆頭前部的噴水孔向下和延鉆頭后部的噴水孔向鉆頭徑向方向切割地層,?高壓空氣以0.6～0.8Mpa的壓強分別延鉆頭前部的噴氣孔向下和延鉆頭后部的噴氣孔向鉆頭徑向方向切割地層,直至預定深度形成鉆孔，停止輸送高壓水，鉆孔的孔位誤差不大于20毫米，鉆孔的垂直度的不大于0.3%；

d)鉆桿內的漿管輸送高壓水泥漿液，高壓水泥漿液以20～40Mpa的壓強延鉆頭后部的噴漿孔向鉆頭徑向方向噴射，高壓水泥漿液靜止噴射30秒后,驅使傳動系統帶動鉆桿及鉆頭以6～20cm/min、20～40r/min的速度向上提升；

e)鉆頭上升至高出鉆孔處，停止輸送高壓空氣，當水泥漿液充滿鉆孔時，停止輸送高壓水泥漿液，工序結束。

采用這種方法后，鉆噴一體臺車移動至鉆孔位置，利用高壓水與高壓空氣先對鉆孔位置的地層進行垂直噴射、切割，使土層松化，方便鉆孔作業，也減少鉆頭磨損；

然后啟動傳動系統驅使鉆桿及鉆頭水平旋轉下沉，在此過程中，高壓水與高壓空氣直接對鉆孔周圍原始地層進行旋噴切割，高壓水沖切鉆桿周圍的土層成流塑狀，使鉆桿連同鉆頭垂直下沉，避免了所成墻體開叉現象,直至預定深度形成鉆孔，停止輸送高壓水；

最后通過鉆桿內的漿管輸送高壓水泥漿液，高壓水泥漿液延鉆頭前端的噴漿孔向鉆頭周圍方向噴射水泥漿液，先高壓水泥漿液靜止噴射30秒,使得鉆孔底部充滿水泥漿液,防止因為地層的滲透、鉆孔的塌方，鉆孔內沒有充滿水泥漿液的情況，也避免因漿液排水固結引起防滲墻塌陷，傳動系統驅使鉆桿及鉆頭向上提升，提升時高壓水泥漿液二次噴射、切割鉆孔內壁的土層，使鉆孔內壁的土層更均勻、密實度得以提高，同時高壓空氣從鉆頭噴氣孔中噴出，使高壓水泥漿液與鉆孔時產生的土粒強制混合，鉆頭上升至高出鉆孔處，先停止輸送高壓空氣，向孔內不斷注入水泥漿，直到漿液不下沉為止，再停止輸送高壓水泥漿液，工序結束。

將鉆先導孔工序與灌漿工序有序的合二為一，使得灌漿施工作業更為簡單、安全，不用擔心因為鉆孔周圍的土質疏松造成塌孔，影響灌漿質量。