[發明專利]一種適用于狹窄空間內高強度斜巖面的鉆孔裝置及其方法

有效

• 申請號: 201910693711.4
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110485925B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 鞏明;陳家驂;李紅曉;梅前前;孫浩然;郝闖;周航;李夢樂
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團第二工程有限公司
• 主分類號: E21B7/12
• 分類號: E21B7/12;E21B21/00;E21B21/06;E21B10/36;E21B10/46
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 嚴海晨

本發明涉及一種適用于狹窄空間內高強度斜巖面的鉆孔裝置，包括沖擊反循環鉆機、鋼制泥漿箱、泥沙分離器、隔離板、鋼護筒和連通管，施工方法包括1、鉆孔樁鉆進過程中采用沖擊反循環鉆機；2、在孔位附近配置鋼制泥漿箱，泥漿箱通過隔離板設置隔離艙；3、鋼制泥漿箱安裝泥漿分離器，分離的鉆渣進入泥漿箱隔艙內；4、泥漿流入相鄰的護筒內，進一步沉淀。5、安裝連通管，使沉淀后的泥漿流入孔內，泥漿循環施工。優點：鋼制泥漿箱取代了以往大型泥漿池的設置，能夠單獨放置于樁位附近，泥漿循環效果明顯，渣樣留存方便，并且易于運輸至指點的排放地點，同時結構簡潔，便于操作，施工速度快。使鉆孔樁施工進度、質量與環保得到有效控制。

技術領域

本發明是一種適用于狹窄空間內高強度斜巖面的鉆孔裝置及其方法，屬于橋梁施工技術領域。

背景技術

在現有的水上鉆孔樁施工中，由于地址條件的復雜，水上鉆孔平臺設計荷載能力不能滿足大重型旋挖鉆機的荷載，只能采用普通的沖擊鉆機施工，在面對高強度斜面巖施工時，工期較長，成孔質量較差的現象。傳統的鉆孔施工過程中，水上主墩一般鉆機配備較多，需要設置較大的泥漿池連接至孔內來進行泥漿循環，場地占用面積大，施工繁瑣。

發明內容

本發明提出的是一種適用于狹窄空間內高強度斜巖面的鉆孔裝置及其方法，其目的在于針對現有水上鉆孔樁施工技術中存在的工期較長、成孔質量較差、場地占用面積大、方法繁瑣等缺陷，提出了一種根據水上平臺的荷載受力情況選用適合在高強度斜巖地質條件下鉆孔的鉆機并結合鋼制泥漿箱和泥沙分離器在狹窄的水上平臺上進行鉆孔樁施工的方法。

本發明的技術解決方案：一種適用于狹窄空間內高強度斜巖面的鉆孔裝置，其特征是包括沖擊反循環鉆機和泥漿循環系統，其中，所述泥漿循環系統包括鋼制泥漿箱、泥沙分離器、隔離板、鋼護筒和連通管，所述鋼制泥漿箱安裝于樁位附近，鋼制泥漿箱上安裝有泥沙分離器，鋼制泥漿箱內通過隔離板設置隔離艙，鋼制泥漿箱出口連接鋼護筒，鋼護筒上部設有連通管連接樁位。

泥漿循環系統所用的鋼制泥漿箱，尺寸為2.5m（寬）*6m（長）*2m（高），采用鋼面板和工鋼加勁制作而成，所占空間小，吊裝方便；泥漿箱上安裝1臺15KW泥沙分離器，處理能力60m3/h，泥漿箱內通過鋼板將泥漿箱分成兩個封閉的隔離艙。

所選用的沖擊反循環鉆機，自重約50t，鉆頭將四個直徑分別0.5m、1.0m、1.7m、2.5m的鉆頭集于一個鉆頭，形成錐形并在底面均勻熔透焊接鎢金鋼耐磨牙，鉆頭的重量達到23t以上；采用高頻低幅沖擊形式。

其施工方法，其特征是包括以下步驟：

（1）在鉆孔樁鉆進過程中采用沖擊反循環鉆機鉆進, 所述沖擊反循環鉆機鉆進時采用低幅度高頻率運轉，沖程約50cm以內，沖擊頻率可達32次/分；

（2）泥漿抽入樁位附近的鋼制泥漿箱內；

（3）泥漿通過泥漿分離器分離，分離的鉆渣和泥漿分別進入鋼制泥漿箱兩個封閉的隔離艙內；

（4）泥漿從鋼制泥漿箱出口流入相鄰鋼護筒內，進一步沉淀；

（5）沉淀后的泥漿通過連通管流入孔內，泥漿循環施工。

本發明的有益效果：

1）根據此地質層選用的沖擊反循環鉆機，將以往分級鉆進的四種直徑漸變增大的鉆頭集于一個鉆頭，同時增大了鉆頭的重量，鉆進過程中采用低幅度高頻率的運轉，在高強度斜巖面地質條件下很好的保證孔型質量。

2）沖擊反循環鉆機自帶泥漿反循環功能，配合鋼制泥漿箱和泥沙分離器，結合相鄰鋼護筒之間的連通管組成泥漿循環系統，采用此泥漿循環方法，鋼制泥漿箱取代了以往大型泥漿池的設置，能夠單獨放置于樁位附近，泥漿循環效果明顯，渣樣留存方便，同時結構簡潔，便于操作，施工效率高, 使鉆孔樁施工進度、質量與環保得到有效控制。