[發明專利]樁基非填充深大硬巖溶洞施工處理組合式徑向可伸縮裝置及方法

在審

• 申請號: 202110179228.1
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112854184A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 羅戰友;謝況琴;鄒寶平;朱劍鋒;陶燕麗;趙昕;葛政;劉冶平;鄧永恒;姜茗耀
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: E02D3/08
• 分類號: E02D3/08;E02D5/68;E02D5/38;E02D27/12
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種樁基非填充深大硬巖溶洞施工處理組合式徑向可伸縮裝置，其特征在于，所述徑向可伸縮裝置包括組合式鋼護筒、連接桿、孔口定位裝置和徑向液壓伸縮裝置，所述連接桿的一端穿過孔口定位裝置中的中心套管固定，所述連接桿的另一端與徑向液壓伸縮裝置連接，所述徑向液壓伸縮裝置的反力板支承在所述組合式鋼護筒內壁上。

2.如權利要求1所述的樁基非填充深大硬巖溶洞施工處理組合式徑向可伸縮裝置，其特征在于，所述組合式鋼護筒包括內圈鋼護筒和外圈鋼護筒，嚙合錐齒分別通過熱焊固定在內圈鋼護筒和外圈鋼護筒上，外圈鋼護筒和內圈鋼護筒通過嚙合錐齒連接。

3.如權利要求1或2所述的樁基非填充深大硬巖溶洞施工處理組合式徑向可伸縮裝置，其特征在于，所述連接桿的兩端均設有螺紋段，連接桿之間通過螺紋連接套管連接。

4.如權利要求1或2所述的樁基非填充深大硬巖溶洞施工處理組合式徑向可伸縮裝置，其特征在于，所述孔口定位裝置包括L形固定圓環、對拉桿和中心套管，所述中心套管的外壁與對拉桿連接，所述對拉桿與所述L形固定圓環的內壁連接，所述連接桿穿過中心套管。

5.如權利要求1或2所述的樁基非填充深大硬巖溶洞施工處理組合式徑向可伸縮裝置，其特征在于，所述徑向液壓伸縮裝置包括螺紋套管、液壓倉、伸縮桿、反力板、支撐桿和力傳感器，所述螺紋套管與所述連接桿的一端通過螺紋連接，液壓倉與螺紋套管固定連接，通過液壓倉中液壓控制實現伸縮桿伸縮，伸縮桿與支撐桿通過螺栓固定連接，所述支撐桿和反力板連接，力傳感器固定在反力板上。

6.一種如權利要求1所述的樁基非填充深大硬巖溶洞施工處理組合式徑向可伸縮裝置實現的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(a)樁基施工前，根據超前勘探確定深大溶洞大小及深度；由深大溶洞的高度確定組合式鋼護筒的高度；由設計樁徑與組合式鋼護筒厚度確定組合式鋼護筒的直徑；樁孔施工前預制好帶有嚙合錐齒的內圈鋼護筒和嚙合錐齒條的外圈鋼護筒，其中，內圈鋼護筒開口兩側外壁焊接一定尺寸的單個嚙合錐齒，外圈鋼護筒開口兩側內壁焊接對應尺寸的嚙合錐齒條；

(b)在地面上將內圈鋼護筒與外圈鋼護筒連接為整體，內圈鋼護筒的嚙合錐齒嚙合外圈鋼護筒嚙合錐齒條的最內側，形成收縮狀態下的組合式鋼護筒；

(c)根據深大溶洞的大小及深度，考慮徑向液壓伸縮裝置布置原則，確定徑向液壓伸縮裝置的個數、連接桿長度及根數、螺紋連接套管個數；

(d)從樁基需要鉆孔的地面開始進行旋挖鉆進，鉆穿上層溶洞頂板后提升鉆頭到地面；

(e)將步驟(b)中形成的收縮狀態下的組合式鋼護筒吊裝下放，直至收縮狀態下的組合式鋼護筒整體進入上部溶洞位置；

(f)組裝孔口定位裝置，將孔口定位裝置放置于樁孔口位置處，中心套管圓心和樁孔中心處于同一垂直線上，采用水平尺使孔口定位裝置放置水平；

(g)徑向液壓伸縮裝置下放，將步驟(c)中多根連接桿通過螺紋連接套管接長，徑向液壓伸縮裝置固定連接桿的一端，將裝置及連接桿整體下放至溶洞位置，連接桿的另一端穿過孔口定位裝置的中心套管固定；

(h)調整徑向液壓伸縮裝置液壓倉中的液壓，同步控制徑向伸縮裝置三個方向上的伸縮桿，反力板在支撐桿的頂推力作用下，頂進鋼護筒，內圈鋼護筒和外圈鋼護筒之間通過嚙合錐齒產生相對位移，當內圈鋼護筒的嚙合錐齒嚙合外圈鋼護筒嚙合錐齒條的最外側時，鋼護筒內壁直徑擴大至設計樁徑，形成擴張狀態下的組合式鋼護筒；

(i)完成鋼護筒擴張形成組合式鋼護筒后，減小液壓倉中的液壓大小，反力板與擴張狀態下的組合式鋼護筒分離，徑向液壓伸縮裝置在水平方向上發生收縮，當裝置整體直徑小于樁徑時，逐步提升并拆卸連接桿，提升徑向液壓伸縮裝置至地面位置，最后用機械設備起吊移走孔口定位裝置，完成徑向可伸縮裝置的回收；

(j)鉆機繼續樁孔鉆進，鉆穿下層溶洞頂板后提升鉆頭到地面；

(k)重復步驟(b)～(j)，完成下層溶洞組合式鋼護筒的擴張和徑向可伸縮裝置的回收；

(l)鉆機就位，重新鉆進，直至設計樁底。