[發(fā)明專利]一種大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112228038B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 李國平;肖美龍;鄢盛華;李舸爭
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團有限公司;昆山哈伯希爾能源科技有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B45/00;E21B47/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測系統(tǒng)，包括：地面系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、鉆機鉆具組合及樁孔井下測量系統(tǒng)。本發(fā)明在樁孔鉆孔施工中，鉆機鉆具組合完成樁孔鉆孔作業(yè)的同時，通過樁孔井下測量系統(tǒng)在線實時監(jiān)測多種工程數(shù)據(jù)和地質數(shù)據(jù)，并經(jīng)通訊系統(tǒng)傳至地面系統(tǒng)，實現(xiàn)了在鉆機鉆具組合進行樁孔鉆進施工時，同步獲取樁孔孔形或質量的實時信息，構成大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測技術及應用；在線檢測數(shù)據(jù)的真實性和時效性為智能化樁孔鉆進施工提供了可靠的依據(jù)，成為智能化樁孔鉆井作業(yè)的基礎。

技術領域

本發(fā)明涉及樁基鉆孔工程技術領域，特別涉及一種大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測系統(tǒng)，適用于但不局限于路橋施工樁基孔鉆孔工程，應用領域還包括：風力發(fā)電機基座樁孔、高層建筑樁基鉆孔、重點建設工程樁基鉆孔等，以及所有各種大口徑(孔徑≥0.6M)、淺層(鉆孔深度≤500M)鉆孔工程作業(yè)。

背景技術

目前，我國基礎建設事業(yè)高速發(fā)展，全國范圍內大量興建各種橋梁、房屋建筑及其它工業(yè)設施，這些項目都需要進行基礎工程施工，其中混凝土灌注樁(以下簡稱工程樁)是基礎工程施工主要的組成部分。工程鉆機廣泛應用于工程樁的成孔施工，成孔直徑一般在1.0～6.0m、深度一般≤300m。成孔后需在孔內安裝鋼筋籠和灌注混凝土，一般對孔型和垂直度有較高要求。

各施工區(qū)域地質構造復雜，巖性變化大，工程鉆機在施工過程中經(jīng)常會發(fā)生縮徑、擴孔和垂直度超標等現(xiàn)象，對后續(xù)鋼筋籠安裝和混凝土灌注造成困難，并且對成樁質量也會造成一定影響。

現(xiàn)有技術在樁孔鉆井施工過程中，幾乎沒有有效的檢測手段。完成樁孔鉆井后，用超聲波儀器進行探測。通過連續(xù)探測，計算井眼直徑，根據(jù)井眼直徑的變化計算井筒的垂直度。這種“事后”檢測方式無法滿足日益提高的鉆孔技術要求和鉆孔效率。

隨著基礎工程施工技術的進一步發(fā)展，為保證工程樁成孔質量，工程鉆機急需配備一種技術成熟、方便可靠的成孔質量在線檢測系統(tǒng)，在施工過程中對成孔質量進行及時監(jiān)測，以便及時對孔型和垂直度進行糾正，確保最終成孔質量。

由于樁孔鉆井的特殊性，目前沒有發(fā)現(xiàn)應用于鉆井條件下的樁孔實時在線檢測系統(tǒng)解決方案。

本發(fā)明公開了一種大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測系統(tǒng)，提供了一種在樁孔鉆進條件下，實時檢測鉆孔參數(shù)，并具備糾正井筒偏移的大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測系統(tǒng)的解決方案。

本發(fā)明無意涉及創(chuàng)新一種新的樁孔鉆井設備。任何一種被本發(fā)明實施案例選用的大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測系統(tǒng)結構和原理，均作為揭示本發(fā)明技術的應用對象。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種大直徑鉆孔樁智能鉆孔及在線檢測系統(tǒng)，包括：

地面系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、鉆機鉆具組合及樁孔井下測量系統(tǒng)；

所述地面系統(tǒng)用于采集、處理經(jīng)由所述通訊系統(tǒng)傳輸?shù)乃鰳犊拙聹y量系統(tǒng)檢測到的樁孔鉆井參數(shù)，并實時顯示樁孔鉆進狀態(tài)和質量；

所述樁孔井下測量系統(tǒng)安裝在所述鉆機鉆具組合的末端，以實現(xiàn)在線檢測樁孔鉆井過程中的孔形參數(shù)、工程參數(shù)、地質參數(shù)等的多項參數(shù)探測；

所述通訊系統(tǒng)為雙向通訊系統(tǒng)，其采用載波通訊模式并基于樁孔鉆井泥漿介質環(huán)境，載波通訊模式采用泥漿壓力波傳輸、聲學傳輸及電磁學傳輸中一種或多種組合應用，從而實現(xiàn)井下實時測量數(shù)據(jù)無線上傳到所述地面系統(tǒng)，并將工程指令下發(fā)到所述樁孔井下測量系統(tǒng)。

其中，所述地面系統(tǒng)包括顯示面板、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)處理軟件、測量數(shù)據(jù)三維成像軟件、UPS不間斷電源及遠程通訊接口等。