[發明專利]一種用于嵌巖樁軟硬不均地層的氣壓控制式切巖裝置

有效

• 申請號: 201610808051.6
• 申請日: 2016-09-06
• 公開（公告）號: CN106223855B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 潘曉;林大干;李曦宇;方兆寅;王國鋒
• 申請（專利權）人: 浙江省交通工程建設集團有限公司
• 主分類號: E21B7/10
• 分類號: E21B7/10;E21B7/18;E21B10/43;E21B44/00
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙)31290
• 代理人: 葉鳳

技術領域

本發明涉及一種嵌巖樁切巖裝置，具體是一種用于嵌巖樁軟硬不均地層的氣壓控制式切巖裝置，屬于嵌巖樁施工技術領域。

背景技術

嵌巖樁是當前橋梁工程、港口工程、建筑工程中廣泛應用的一種樁基模式，具有較好的承載力。但在嵌巖樁施工過程中，由于基巖起伏不平，土層、巖層厚薄不一，軟硬分布不均，致使工程地質條件達不到理想的均勻性地層，非常容易造成鉆頭由較硬地層偏向較軟地層一側，使鉆孔偏斜，不能夠保證成孔的垂直度，使后續鋼筋籠無法安裝，無法保證混凝土灌注的質量，造成施工成本增加，使工程建設存在嚴重的安全隱患。因此，在軟硬不均勻地層中進行大直徑嵌巖樁基礎施工是嵌巖樁鉆掘施工的一個重要技術難點。

中國專利CN 103573188B一種處理不均勻地質的回旋鉆鉆頭裝置，包括回旋鉆頭，其特征是回旋鉆頭的外部套裝有鋼套筒，回旋鉆頭的鉆頭圍壁的外圓與鋼套筒的上端內側壁固定連接，鋼套筒的下端端面上沿其圓周均勻設置有若干個合金齒頭。但是該專利主要是利用鉆頭切割土體進行鉆進施工，不能用于軟硬不均勻分布的巖層施工。

中國專利CN 103628821B適用于軟—硬鉆進對象的取心鉆頭，包括鉆頭基體和設置在鉆頭基體下方的錐狀頭，鉆頭基體為空心圓筒狀，在鉆頭上端設有鉆桿連接部，錐狀頭開口內徑小于鉆頭基體空心圓筒的內徑，在鉆頭基體外表面設置有外螺旋，在錐狀頭的斜面和底面開槽，在槽內安裝有相應形狀的切削具，切削具通過鉚釘鉸接在槽內，鉚釘和切削具上的孔之間設置有限制切削具初始位置的限位件，限位件與槽底之間具有切削具與槽之間設置有耐高溫彈性墊塊。但是該專利主要是針對月壤取心鉆進時頻頻變化的松散月壤和月巖的軟硬工況，不能用于軟巖、硬巖同層不均勻分布的鉆進，也不能用于嵌巖樁鉆探施工。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種用于嵌巖樁軟硬不均地層的氣壓控制式切巖裝置，能夠滿足嵌巖樁施工過程中遇軟硬不均勻分布地層的精確鉆進要求，保證鉆孔質量符合設計標準。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案表征為：

一種用于嵌巖樁軟硬不均地層的氣壓控制式切巖裝置，其特征在于，包括切巖護筒1、錐形切削刀具系統2、齒形切削刀具系統3、振動傳感系統4、氣壓傳感系統5、氣壓囊系統6、高壓水管7、多徑接駁器8、隔振彈簧9、鉆桿10、氣壓控制器11、振動控制器12、高壓水泵13、電纜線14、強力膠粘劑15、氣壓流量控制器17、氣壓穩固螺栓18、橡膠減震墊19、隔振緊固螺栓20、固位銷釘21；

所述的切巖護筒1內置錐形切削刀具系統2、齒形切削刀具系統3、振動傳感系統4、氣壓傳感系統5、氣壓囊系統6，錐形切削刀具系統2、齒形切削刀具系統3均與振動傳感系統4連接，氣壓囊系統6與氣壓傳感系統5連接，振動傳感系統4、氣壓傳感系統5通過電纜線14分別與振動控制器12、氣壓控制器11連接，高壓水管7貫穿整個切巖護筒1并與多徑接駁器8、鉆桿10依次連接。

所述的切巖護筒1包括第一水平固力板101、第二水平固力板102、第三水平固力板103、底部高壓噴嘴104、水平高壓噴嘴系統105、中空區106、實體區107、預留洞口108、雙層過濾網109，其作用主要是保證嵌巖樁鉆孔的直徑符合設計要求，同時保護內置的敏感元件在入巖鉆進過程中的破壞。

所述的第一水平固力板101限位在刀具系統中各刀具的中部，主要用于刀具中部的受力穩定，確保錐形切削刀具系統2、齒形切削刀具系統3中錐形切削刀具、齒形切削刀具切巖時刀具中部的受力穩定。

所述的第二水平固力板102限位在刀具系統中各刀具的尾部，主要用于刀具尾部的受力穩定，確保錐形切削刀具系統2、齒形切削刀具系統3中錐形切削刀具、齒形切削刀具切巖時刀具尾部的受力穩定。

所述的第三水平固力板103固定和承載穩氣壓傳感系統5、固氣壓囊系統6，主要用于穩固氣壓囊系統6，確保氣壓囊加壓、恒壓時的受力均衡。

所述的底部高壓噴嘴104通過高壓水管7與高壓水泵13連接，主要用于嵌巖樁切巖時底部高壓水流的射出口。

所述的水平高壓噴嘴系統105包括兩層，每一層均勻分布有噴嘴，通過高壓水管7與高壓水泵13連接，，主要用于嵌巖樁切巖時由鉆進中心向鉆孔壁方向射出高壓水流的射水口。

所述中空區106位于切巖護筒1的最中心，中空區106內置高壓水管7，其外圍是實體區107。

所述實體區107主要承擔切巖護筒1旋轉時所需的軸力、扭力以及材料強度；所述實體區107外圍設有預留洞口108。