[發明專利]一種用于巖溶地質樁基鉆孔的設備及其施工的灌漿方法

有效

• 申請號: 202110018292.1
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112696150B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 張克燮;呂勇;廖綾;王國棟;孫琦;舒淑艷
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;浙江華東工程咨詢有限公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B19/02;E02D15/04;E02D5/38;E02D27/32
• 代理公司: 杭州泓呈祥專利代理事務所(普通合伙) 33350
• 代理人: 王豐

本發明屬于樁基沖擊鉆領域，尤其涉及一種用于巖溶地質樁基鉆孔的設備及其施工的灌漿方法，它包括沖擊鉆機構、限擺機構、灌漿輔助機構，其中沖擊鉆機構吊掛在沖擊鉆探機的鋼絲繩A上，沖擊鉆機構在鋼絲繩A的往復牽引下對巖層進行往復沖擊破碎，進而在巖層上形成沖擊鉆孔；本發明通過限擺機構與沖擊鉆機構的有效配合對豎直連續分布若干溶洞的地質進行有效的沖擊鉆孔作業，限擺機構根據所遇溶洞底部斜坡的陡峭程度對沖擊鉆機構進行適當的擺動限制。

技術領域

本發明屬于樁基沖擊鉆領域，尤其涉及一種用于巖溶地質樁基鉆孔的設備及其施工的灌漿方法。

背景技術

重力沖擊鉆探是利用沖擊錐在自重作用下的動能產生沖擊作用，破碎巖層實現鉆進的一種鉆探方法。重力沖擊鉆探是利用鉆頭鑿刃，周期性地對孔底巖石進行沖擊，使巖石受到突然的集中沖擊載荷而破碎，如此反復地進行沖擊鉆鑿，以加深鉆孔。

在巖溶地質的樁基建設過程中，一般使用重力沖擊鉆探進行鉆孔。在鉆孔之前會對鉆孔部位的地下溶洞分布進行探測，在鉆孔過程中也會進行鉆頭位置探測。在選取成樁位置時，需盡量避開地下溶洞，但有時在樁基必經之路上不可避免地出現溶洞。在鉆孔的沖擊鉆遇到地下溶洞時，沖擊錐的繼續沖擊會因其與溶洞底部斜坡相互作用而導致沖擊錐偏移形成斜孔。

目前，避免沖擊錐與溶洞底部斜坡相互作用形成斜孔的處理方式是在探測到沖擊錐達到溶洞后向溶洞內填加大量的片石和其他顆粒對溶洞形成填充，然后再進行帶動沖擊錐進行小行程沖擊，知道在溶洞底部沖擊出直上直下的鉆孔為止，但這種方式存在以下問題：

首先，需要提前準備大量片石，在對溶洞填充過程中可能出現片石因其量不足而導致鉆孔中用來保護孔壁和排屑的泥漿經溶洞大量流失。

其次，片石向溶洞內的投放需要足夠的經驗積累，投放不合理或投放位置不準確無法發揮作用。

最后，向溶洞內投放片石，導致鉆孔的施工時間較長，工作效率較低。

所以，設計一種無需片石就可以在溶洞底部斜坡上沖擊出不偏斜鉆孔的沖擊鉆孔設備很有必要。

本發明設計一種用于巖溶地質樁基鉆孔的設備及其施工的灌漿方法解決如上問題。

發明內容

為解決現有技術中的上述缺陷，本發明公開一種用于巖溶地質樁基鉆孔的設備及其施工的灌漿方法，它是采用以下技術方案來實現的。

在本發明的描述中需要說明的是，術語“內”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置關系為基于附圖所示的方位或者位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或者位置關系，僅僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造或操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

一種用于巖溶地質樁基鉆孔的設備，它包括沖擊鉆機構、限擺機構、灌漿輔助機構，其中沖擊鉆機構吊掛在沖擊鉆探機的鋼絲繩A上，沖擊鉆機構在鋼絲繩A的往復牽引下對巖層進行往復沖擊破碎，進而在巖層上形成沖擊鉆孔；當沖擊鉆機構遇到并到達溶洞底部的陡峭斜坡時，通過鋼絲繩A往復牽引沖擊鉆機構，沖擊鉆機構繞其與溶洞底部斜坡的接觸點產生小角度往復擺動，沖擊鉆機構自帶的撞擊塊在沖擊鉆機構繞其與溶洞底部斜鋪的接觸點回擺時對沖擊鉆機構形成撞擊，受到撞擊塊撞擊的沖擊鉆機構對其與溶洞底部斜鋪的接觸點處進行沖擊并最終在溶洞底部斜坡上形成一個限制沖擊鉆機構擺動的平臺，沖擊鉆機構在此平臺上進行直上直下的沖擊鉆孔作業。

沖擊鉆機構配套有與鉆孔孔壁配合的限擺機構，與沖擊鉆機構配合的限擺機構適用于豎直連續分布多個溶洞的巖層沖擊鉆孔作業；限擺機構阻止到達溶洞底部平緩斜坡的沖擊鉆機構產生擺動，沖擊鉆機構在限擺機構的配合下對溶洞底部平緩斜坡進行小幅度的往復豎直沖擊并最終在溶洞底部平緩斜坡上形成豎直的沖擊鉆孔，有效減小撞擊塊對沖擊鉆機構的撞擊頻率；當遇到底部斜坡陡峭的溶洞時，解除限擺機構對沖擊鉆機構的擺動限制。