[發明專利]一種溶洞灌注混凝土的施工設備及其施工方法

在審

• 申請號: 202010196935.7
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111364464A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 陳航;唐孟雄;胡賀松
• 申請（專利權）人: 廣州市建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: E02D15/00
• 分類號: E02D15/00;E02D15/02;E02D5/68;E21B7/20;E21B10/32;E21B17/22
• 代理公司: 深圳國海智峰知識產權代理事務所(普通合伙) 44489
• 代理人: 王慶海

1.一種溶洞灌注混凝土的施工設備，包括鉆機、空心螺旋鉆桿、混凝土泵送車和連接管，所述鉆機上設有動力頭，所述空心螺旋鉆桿的一端和所述連接管的一端分別連接在所述動力頭上，所述連接管的另一端與所述混凝土泵送車連接，所述混凝土泵送車、連接管、動力頭和空心螺旋鉆桿的內部依次連通，其特征在于，還包括帶護筒鉆桿，所述帶護筒鉆桿豎直向下固定設置在所述空心螺旋鉆桿的另一端。

2.根據權利要求1所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，所述帶護筒鉆桿包括中空鋼管、螺旋葉片、可移動護筒和鉆頭，所述中空鋼管與所述空心螺旋鉆桿固定連通，所述螺旋葉片設置在所述中空鋼管的上部，所述可移動護筒設置在所述中空鋼管的下部，所述鉆頭設置在所述中空鋼管的底端，且在所述鉆頭上設有混凝土灌注出口。

3.根據權利2所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，所述可移動護筒包括內筒、外筒、連接件和限位機構，所述內筒通過軸承與所述中空鋼管的下部連接，所述內筒的外表面沿圓周均勻設有上下貫通的凹槽，所述凹槽內設置有滑塊，所述滑塊通過所述連接件與所述外筒連接，所述凹槽內還設有用于限制所述滑塊沿所述凹槽滑動的限位機構。

4.根據權利要求1所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，所述鉆頭上設有擴孔翼翅，所述擴孔翼翅對稱設置在所述鉆頭的外表面上，所述擴孔翼翅的上邊緣為弧形。

5.根據權利要求3所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，所述混凝土灌注出口的外部設有密封蓋，所述密封蓋內側與所述混凝土灌注出口的內側之間設有彈簧件，初始狀態下，所述彈簧件處于拉伸狀態。

6.根據權利要求5所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，所述限位機構與所述彈簧件連接，所述密封蓋受力打開時，所述彈簧件觸發所述限位機構釋放所述滑塊。

7.根據權利要求1所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，還包括鉆桿導向裝置，所述鉆桿導向裝置與所述鉆機連接，所述帶護筒鉆桿和空心螺旋鉆桿豎直向下貫穿所述鉆桿導向裝置。

8.根據權利要求7所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，所述鉆桿導向裝置包括底座、設置在所述底座上的導向鋼筒、設置在所述導向鋼筒內的橡膠套、位于所述底座和導向鋼筒連接處的加強肋、以及位于所述底座下端沿圓周均勻分布的調平油缸。

9.根據權利要求8所述的溶洞灌注混凝土的施工設備，其特征在于，所述施工設備上還設有鉆桿自動糾偏裝置，包括設置在鉆機上的立柱、設置在所述橡膠套和導向鋼筒之間的壓力傳感器、以及與所述壓力傳感器連接的調平終端。

10.一種基于權利要求1-9任意一項所述的溶洞灌注混凝土的施工設備的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將鉆機的安裝并移動到灌注混凝土的設計位置附近；

S2：安裝鉆桿導向裝置，啟動調平油缸將鉆桿導向裝置調平；

S3：將第一節空心螺旋鉆桿和帶護筒鉆桿通過插銷連接，并將第一節空心螺旋鉆桿的頂端與動力頭連接，帶護筒鉆桿的底端穿過鉆桿導向裝置；

S4：試鉆動力頭對空心螺旋鉆桿和帶護筒鉆桿進行糾偏；

S5：正轉動力頭鉆進，并清理孔口渣土；

S6：當地面以上的空心螺旋鉆桿高于地面1.0m-2.0m時，吊裝下一節空心螺旋鉆桿，新吊裝的空心螺旋鉆桿頂部與動力頭通過插銷連接、底部與頂部高于地面的上一節空心螺旋鉆桿通過插銷連接；

S7：鉆頭到達溶洞底設計深度后，首先通過由動力頭、空心螺旋鉆桿、帶護筒鉆桿連通的通道向巖溶洞內灌輸清水以清洗鉆孔；緊接著將混凝土泵送至溶洞內的同時緩慢提升空心螺旋鉆桿，形成混凝土臺柱；

S8：當所述鉆頭提升至溶洞上方設計標高時，停止泵送混凝土；

S9：將空心螺旋鉆桿和帶護筒鉆桿全部提升至地面后用清水沖洗；

S10:向混凝土中插入鋼筋籠或鋼管增強混凝土臺柱的承載能力。

S11：在同一溶洞區域，可根據平面投影面積重復S1-S10布置若干混凝土臺柱以滿足基礎承載力的需要。