[發明專利]一種高速深層攪拌鉆機及其施工方法

在審

• 申請號: 202010598100.4
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111577131A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 宋偉杰;李建平;朱慶凱
• 申請（專利權）人: 北京中巖大地科技股份有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B7/04;E21B19/084;E21B3/02;E21B17/00;E02D5/46
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本發明公開了一種高速深層攪拌鉆機及其施工方法，屬于樁基施工設備領域，包括底盤、鉆機前端、鉆機后臺、動力系統、樁架、控制平臺；所述動力系統包括油缸動力系統、環向回轉動力系統、垂向回轉動力系統、底盤動力系統、樁架動力系統、鉆機附件動力系統；外鉆桿內安裝有氣管、漿管，外鉆桿內部的氣管靠近動力頭一側安裝有恒壓閥，與恒壓閥對應的外鉆桿上安裝有排氣閥；內鉆桿內安裝有氣管套管、漿管套管，所述油缸筒的頂部和底部均安裝有滑輪，油缸筒底部滑輪上纏繞有下放鋼絲繩，油缸筒頂部滑輪上纏繞有上拉鋼絲繩。本發明加壓穩定可靠，可適用于多種土層及巖層，降低了成本，提高了鉆桿的強度、剛度和使用壽命。

技術領域

本發明涉及樁基施工設備領域，特別涉及到一種高速深層攪拌鉆機及其施工方法。

背景技術

灌注樁噪音小適應性強，得到廣泛應用，但樁體開挖難度大，過去一直是人工開挖，尤其是在施工空間有限的地方，比如：隧道內，地鐵站地下空間內等，這些地方不能使用高大機械，只能人工加簡單機械開挖。人工開挖事故頻發，且遇到樁體有動水侵入后開挖難度更大，人工開挖正面臨被淘汰和禁止。在地上施工時，需打多深的孔，就必須配多高的鉆機塔架。通常鉆孔的深度都在20米以上，最深的甚至達30多米，這就需要配置相應高度的鉆機塔架，鉆機塔架的增高，不僅浪費大量的鋼材，增加成本，而且使得長螺桿打樁成孔鉆機體積龐大，移動成本也隨之增加。

近幾年來普遍采用的豎向打樁機，可以在地鐵隧道內低矮空間進行作業，其技術關鍵是配置了可伸縮鉆桿，鉆桿隨著開挖深度自動向下延伸。多節伸縮鉆桿在動力頭的驅動下，帶動回轉斗或短螺旋鉆頭工作。由加壓油缸對鉆桿實施加壓，由主卷揚通過鋼絲繩對鉆桿進行提升、下放。因此要求鉆桿既能傳遞扭矩，又能傳遞軸向力，且長度可調整。其性能的好壞直接影響著成孔的質量和鉆進能力，影響著整機性能的發揮。

目前已有的多節伸縮鉆桿，鉆桿為方形鋼管，通過磨擦力加壓鉆進。抗彎及抗扭能力均較小，所以傳遞扭矩及軸向力的能力均較小。鉆進時的軸向力通過鉆桿之間的磨擦傳遞，所以傳遞的力不穩定，不能產生自鎖，鉆進時有回縮現象。尤其是遇到堅硬巖層時，鉆進效率低，甚至無法鉆進，不能滿足施工要求。另外，鉆深達到一定深度后井內出水，一部分甚至大部分鉆桿浸泡在泥水或泥漿中，泥漿進入筒體外滑軌與內滑軌間隙，經反復擠壓干化形成越來越厚堅固難容的泥垢，阻礙了筒體的順利滑行，工作壽命短，施工成本高且嚴重影響工期。因此，為了解決上述問題，本發明提出了一種高速深層攪拌鉆機及其施工方法。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出了一種高速深層攪拌鉆機及其施工方法，克服了現有技術的不足。該設備能夠在伸縮狀態下傳遞鉆機扭矩，這種結構與現有的打樁成孔鉆機相比，可在不增高鉆機塔架的前提下，增加鉆井深度。這樣就節省了大量的用于加高鉆機塔架的鋼材，大大降低了成本，而且使得打樁成孔鉆機體積縮小，移動成本也隨之降低。鉆桿為圓環形截面，大大提高了鉆桿的強度、剛度，從而能有效地傳遞扭矩和軸向力。且鉆進時各節鉆桿之間無相對滑動，加壓穩定可靠，可適用于多種土層及巖層。通過設置恒壓閥和排氣閥，使得鉆桿內部始終存在壓力，鉆孔內的水和泥漿無法進入，提高了鉆機的工作壽命。