[發(fā)明專利]一種嵌巖斜樁施工用筒式高效沖擊鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011252842.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112282656B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡培強(qiáng);譚松成;周伏萍;王志明;堯在雨;段隆臣
• 申請（專利權(quán)）人: 江西省地質(zhì)工程（集團(tuán)）公司;中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: E21B10/36
• 分類號: E21B10/36;E21B21/00;E21B17/00;E21B12/00;E21B1/02
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 王佩

本發(fā)明公開一種嵌巖斜樁施工用筒式高效沖擊鉆頭，包括：圓形鉆筒體、齒座、單動裝置和反循環(huán)排渣裝置。所述圓形鉆筒體的外部呈螺旋狀焊螺紋鋼，可使沖擊鉆頭在水流作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)；所述齒座呈內(nèi)凹圓形臺階狀，并在齒座下端的不同半徑處設(shè)計有五圈不同排布方式的沖擊齒，可實(shí)現(xiàn)切削齒均勻磨損、高效破巖和保持孔斜穩(wěn)定的效果；所述單動裝置位于圓形鉆筒體的上方，配合所述反循環(huán)排渣裝置和輔繩的轉(zhuǎn)動接頭可實(shí)現(xiàn)沖擊鉆頭旋轉(zhuǎn)不受主繩、輔繩等上部鉆具的影響，即鉆頭旋轉(zhuǎn)角度可控；所述反循環(huán)排渣裝置可在沖擊破巖過程中同時開展反循環(huán)清渣作業(yè)，確保沖擊齒每次都與新鮮基巖相接觸，避免重復(fù)破碎，從而顯著提高沖擊成孔效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程樁基施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌巖斜樁施工用筒式高效沖擊鉆頭。

背景技術(shù)

隨著我國海域經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大量沿海城市正興建眾多高樁多功能泊位碼頭，而碼頭及其構(gòu)筑物則多采用海上樁基礎(chǔ)。為滿足樁基礎(chǔ)承壓、抗拔、抗剪和垂直要求，樁基礎(chǔ)部分設(shè)計為嵌巖灌注斜樁，且樁端持力層進(jìn)入中、微風(fēng)化基巖中。

在嵌巖斜樁施工，尤其是河流或海港碼頭上進(jìn)行嵌巖斜樁施工時，施工平臺往往是簡易搭設(shè)的鋼平臺，此時普通回轉(zhuǎn)鉆機(jī)難以傾斜安裝，造成斜樁成孔困難大；若采用可調(diào)節(jié)大角度成孔的旋挖鉆機(jī)施工，則受旋挖鉆機(jī)自重太大的影響，普通鋼結(jié)構(gòu)平臺難以滿足施工要求。因此，嵌巖斜樁施工通常采用鋼絲繩沖擊鉆機(jī)配合沖擊鉆頭進(jìn)行沖擊成孔。

目前，嵌巖斜樁施工中常用的沖擊鉆頭為十字型鉆頭和空心圓筒式鉆頭。現(xiàn)有沖擊鉆頭及其成孔工藝存在下述技術(shù)缺陷：

(1)沖擊成孔效率低下，通常小于0.1m/h；

(2)沖擊鉆頭在沖擊過程中只提供沖擊力，不能修正鉆孔方向；

(3)沖擊鉆頭在沖擊過程中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動同時受到鉆頭外壁螺旋狀螺紋和提拉鋼絲繩的影響，旋轉(zhuǎn)方向和角度不受控制；

(4)鉆頭沖擊過程中，孔內(nèi)泥漿處于無循環(huán)狀態(tài)，造成空氣清潔狀況不佳，鉆頭存在重復(fù)破巖的現(xiàn)象。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種嵌巖斜樁沖擊成孔用筒式高效沖擊鉆頭及其連續(xù)沖擊成孔工藝，以提高大直徑嵌巖斜樁的施工效率，從而降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種嵌巖斜樁沖擊成孔用筒式高效沖擊鉆頭及其連續(xù)沖擊成孔工藝，以提高大直徑嵌巖斜樁的施工效率，從而降低生產(chǎn)成本。

一種嵌巖斜樁施工用筒式高效沖擊鉆頭主要包括：圓形鉆筒體、齒座、單動裝置和反循環(huán)排渣裝置；

所述圓形鉆筒體包括：圓形鉆筒、螺紋鋼和輔繩吊環(huán)；

所述齒座包括：基座、圓形過流孔、三角形支撐和沖擊齒；

所述單動裝置包括：變徑鉆筒、L型鉆筒、推力軸承、軸承座和主繩吊環(huán)；

所述反循環(huán)排渣裝置包括：中心管、單動接頭、柔性吸水管、喇叭口和斜撐；

所述圓形鉆筒體由鋼板卷制而成，鉆筒外壁上呈螺旋狀焊接有螺紋鋼；

所述齒座通過焊接的方式固定在鉆筒下方，并通過三角形支撐進(jìn)行焊接加固；

所述單動裝置通過焊接的方式固定在圓形鉆筒體的上方；

所述反循環(huán)排渣裝置位于沖擊鉆頭內(nèi)部，與所述圓形鉆筒體、所述齒座、以及所述單動裝置處于同心位置，且通過焊接的方式與所述圓形鉆筒體的內(nèi)壁固定在一起；

進(jìn)一步地，所述鉆筒外壁上呈螺旋狀焊接有所述螺紋鋼，其焊接的螺旋角為30°～45°，螺紋頭數(shù)為6～12頭，螺紋直徑為 10mm～25mm，以實(shí)現(xiàn)沖擊過程中鉆頭的旋轉(zhuǎn)角度可調(diào)；