[發明專利]一種穿越卵石地層的鉆進工具

有效

• 申請號: 202110068750.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112878899B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 劉芳
• 申請（專利權）人: 中長天工勘測集團有限公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B12/00;E21B15/00;E21B3/02;E21B33/13;E21B10/43
• 代理公司: 寧波海曙甬睿專利代理事務所(普通合伙) 33330
• 代理人: 胡倩

對于鉆頭穿越富水卵石地層時易掉鉆的技術難題，本發明提出了設置護壁段這種隔離裝置的技術構思，通過護壁段將卵石地層與鉆孔內部隔離，保護鉆頭繼續向下鉆進。進一步的，本發明設計了一種帶有護壁段的可插拔鉆進工具，使得鉆進工具鉆進至卵石地層時將護壁段滯留至此，并將動力段攜帶上去。護壁段設置的通孔可以作為抽取富水卵石地層內水的通道以及注漿充填的通道；護壁段設置有鉆進部使其具有鉆進能力，鉆進卵石地層時，卵石會進入護壁段內，故設置了包含內鉆桿、羽翼狀刀翼、先導鉆頭的內部鉆進系統，可以破碎護壁段內的卵石；設置的羽翼狀刀翼可以起到破碎卵石的作用；且由于護壁段尺寸遠大于傳統鉆頭尺寸因此不會出現掉鉆現象。

技術領域

本發明屬于市政施工領域，涉及一種穿越卵石地層的鉆進工具。

背景技術

市政工程一般是指在城市區規劃建設范圍內設置各種建筑物、構筑物，在進行施工時，其必要的條件是保證地基的穩定。地基是指建筑物下面支撐的土體或巖體，地基不屬于建筑的組成部分，但它對保證建筑物的堅固耐久具有非常重要的作用。地基要具有足夠的承載力,地基的沉降量需控制在一定范圍內，地基要有防止產生傾覆、失穩方面的能力，因此在進行地面建筑物施工之前必須先加固地基。

地基中的富水卵石地層一直是地基加固的重點、難點區域，一般而言富水卵石地層的加固方法是通過地面鉆孔向其內注入充填材料，如水泥漿。但是當遇到兩層富水卵石地層時，鉆具需穿越上一層卵石地層以后才能對下一層卵石地層進行加固，而鉆具穿越卵石地層時容易產生抱鉆現象，從而無法提鉆，導致鉆孔報廢，因此急需提供一種可以穿越富水卵石地層的鉆進工具，以解決兩層卵石地層的加固問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供一種穿越卵石地層的鉆進方法，包括如下施工步驟：S1，在地基加固區域內，采用常規鉆頭連接鉆桿，自地面向富水卵石地層施工多個鉆孔，當鉆進至上部富水卵石地層后，提鉆，卸掉常規鉆頭；

優選的，鉆孔孔徑小于護壁筒的外徑；

S2,采用穿卵石鉆進工具沿著原鉆孔進行鉆進，該穿卵石鉆進工具包括動力段和護壁段，兩者同軸設置，動力段包括自上而下的鉆桿連接段、喇叭形過渡段、上連接段，護壁段包括自上而下的下連接部、護壁筒和多個鉆進部，護壁筒上均勻設置有通孔，上連接段通過其下端的上連接部與下連接部可插拔連接；將鉆桿連接段上部與鉆桿連接，鉆進部切割上部富水卵石地層內卵石，直至鉆進至上部富水卵石地層的底板地層一定深度，此時護壁筒頂端位于上部富水卵石地層頂板地層內一定范圍；

優選的，上連接段的直徑大于鉆桿連接段的直徑，各鉆進部沿著護壁筒周向間隔、均勻設置。

S3,啟動內部鉆進系統，該內部鉆進系統具體為在過渡段內部水平設置支撐架，支撐架上固定驅動電機，驅動電機輸出軸上連接內鉆桿，內鉆桿上部設置有多層羽翼狀刀片，每層均勻設置2個以上，內鉆桿底部連接有先導鉆頭；啟動驅動電機，使其驅動內鉆桿旋轉，帶動羽翼狀刀片破碎鉆進工具內部的卵石；

與此同時，自鉆桿內部抽取上部富水卵石地層中的水，水攜帶切割碎的卵石巖屑一起被抽送至地表；當排出至地表的水不在含有卵石巖屑時，關閉驅動電機；

S4，提鉆，動力段隨著鉆桿一起提升至地面，下部的護壁段留在上部富水卵石地層中，使得上部富水卵石地層與鉆孔內部空間僅通過通孔連通；

S5,注漿，在孔口安裝井口裝置，井口裝置采用一個三通結構，上路連接壓力表，下路連接鉆孔，水平路連接注漿管路，安裝完畢后注漿；

優選的，先注入的漿體為粉煤灰漿體，當壓力升高后注水泥漿；

S6，注漿結束后，采用常規鉆頭連接鉆桿，沿著原鉆孔繼續鉆進，此時鉆頭在護壁段的保護下從其內部穿過上部富水卵石地層，直至鉆進至下部富水卵石地層；提鉆，抽取下部富水卵石地層中的水；之后注漿，注漿方法同步驟S5；

S7，注漿結束后，向鉆孔內放入鋼筋籠，灌注水泥漿形成鋼筋水泥樁用以加固地基。