CN102733431A - 一种使用旋挖钻开挖卤水渠的方法 - Google Patents

Abstract

一种使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，包括步骤一、在盐湖上沿计划开挖卤水渠开挖一条宽80-100cm、深20-30cm的回水沟；步骤二、使用旋挖钻配合捞沙钻头在所述回水沟的一端打一个直径与计划开挖卤水渠宽度相同的第一孔至设计深度；步骤三、在第一孔内安装砂石泵，砂石泵通过排水管与设置在回水沟一侧的沉淀池连通，沉淀池与回水沟之间开设连通的水槽；步骤四、钻挖第二孔；步骤五、修边：第一孔与第二孔两圆相交后出现的三角部分用修边钻头由上至下进行切除；步骤六、返回步骤四接着进行下一孔的开挖，然后循环直至开挖完毕。本发明不仅能提高开挖深度，还能提高卤水渠的开挖速度，与现有技术使用大型挖机开挖相比成本大大降低。

Description

一种使用旋挖钻开挖卤水渠的方法

技术领域

本发明涉及渠道开挖施工领域，具体是一种使用旋挖钻在盐湖开挖卤水渠的方法。

背景技术

钾是植物生长的一种重要营养元素，主要积存在植物的茎杆中。由于收获农作物及水土流失等原因，常常需要往土壤中增施钾肥来补充土壤中钾素的损耗。使用最多的钾肥是氯化钾，也有使用硫酸钾或碳酸钾的。氯化钾通常是白钾石盐矿或光卤石矿提取的，海水及盐湖卤水也是提取氯化钾的重要资源。我国新疆、甘肃、青海、内蒙等省、自治区都有丰富的盐湖资源，从盐湖卤水中提取氯化钾对于开发盐湖资源，缓解我国土壤普遍缺钾现象有着重要意义。

目前盐湖取卤水制钾肥，大多采用大型挖机开挖卤水渠，不仅成本高、效率低，而且深度也受到限制。

发明内容

本发明提供一种使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，不必使用大型挖机即可低成本、高效率的进行卤水渠的开挖，开挖深度亦可满足要求。

一种使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、在盐湖上沿计划开挖卤水渠开挖一条宽80-100cm、深20-30cm的回水沟；

步骤二、使用旋挖钻配合捞沙钻头在所述回水沟的一端打一个直径与计划开挖卤水渠宽度相同的第一孔至设计深度；

步骤三、在第一孔上架设平台，用卷扬机吊住砂石泵及排水管，然后将砂石泵放置在第一孔底部，排水管出口到沉淀池内，在第一孔内安装砂石泵与排水管，排水管将砂石泵排出的第一孔底部的卤水与碴土的混合物输送到回水沟一侧的沉淀池中，所述沉淀池与所述回水沟之间开设连通的水槽；

步骤四、钻挖第二孔，具体包括如下步骤：

(a)钻头定位：钻机就位，设置钻进钻头的位置使得钻进钻头钻挖的第二孔与第一孔平面相交，两圆相交的两点之间的距离控制在40-50cm之间；

(b)启动砂石泵，在排水的同时排出钻渣；

(c)启动旋挖钻，使用钻进钻头钻挖第二孔至设计深度；

步骤五、修边：第一孔与第二孔两圆相交后出现的三角部分用修边钻头由上至下进行切除，所述钻头包括从上至下依次与转轴连接的第一底板、限位架、第二底板，第一底板和第二底板上截齿根据需要安装有截齿，第一底板、第二底板与转轴焊接固定，限位架与转轴通过轴套连接；

步骤六、返回步骤四接着进行下一孔的开挖，然后循环直至开挖完毕。

如上所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，所述钻进钻头包括用于与转轴连接的底板、定位筒，定位筒设置在底板下方，底板、定位筒上分别安装有截齿。

如上所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，所述定位筒的高度控制在20-30cm之间，定位筒的直径不小于100cm，底板厚度不小于4cm，底板直径与卤水渠宽度相同。

如上所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，底板上开有多个出渣口。

如上所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，所述修边钻头中第一底板的直径与卤水渠宽度相同，第二底板直径为50-100cm。

如上所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，所述限位架包括交叉连接的支架，每一支架两端的侧边均焊接有定位筒，两个支架交叉连接处固定有固定板，固定板上开设有用于与转轴连接的轴套。

本发明通过旋挖钻配合砂石泵、钻进钻头及修边钻头可提高卤水渠的开挖速度，而且使用的设备简单、易用，成本相比现有技术使用大型挖机大大降低，经过试验可以开挖2米宽50米以内的卤水渠，变现有技术的不可能为可能。

尤其是通过砂石泵、排水管将开孔后底部渗出的卤水抽出到沉淀池，然后回流到回水沟中，这样在进行下一孔的开挖时，回水沟的水可将后续旋挖钻钻松的碴土冲下，然后通过砂石泵将渣土抽出，大大减小旋挖钻在钻动过程中的阻力和提高工作效率，与传统的大型挖机提渣相比不仅速度快很多(越深越有优势)，而且减少耗能，成本大大降低；提高了钻进效率，缩短了施工时间。

附图说明

图1是使用本发明开挖卤水渠的施工平面示意图；

图2是使用本发明开挖卤水渠的施工立体示意图；

图3是本发明钻进钻头10的结构示意图；

图4是本发明开挖修边孔时修边钻头的布置示意图；

图5是本发明修边钻头20的结构示意图；

图6是本发明修边钻头20中限位架22的结构示意图；

图7是本发明修边孔开挖之后形成沟渠的示意图。

图中：1-回水沟，2-第一孔，3-砂石泵，4-排水管，5-沉淀池，6-水槽，7-第二孔，8-钻杆，9-修边孔，10-钻进钻头，11-底板，12-定位筒，13、14-钻头，20-修边钻头，21-第一底板，22-限位架，23-第二底板，24、25-钻头，221-支架，222-圆筒，223-固定板，224-轴套。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供一种使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其中一个实施例包括如下步骤：

步骤一、在盐湖上沿计划开挖卤水渠开挖一条宽80-100cm、深20-30cm的回水沟1(如图1、图2所示)，开挖回水沟1可使用沟渠挖掘机等沟渠挖掘设备。回水沟1开挖的长度根据实际需要开挖的卤水渠长度设定。

步骤二、使用旋挖钻配合捞沙钻头在所述回水沟1的一端打一个第一孔直径与计划开挖卤水渠宽度(例如1.8-2.0m)相同的第一孔2至设计深度，例如30-50m。由于结晶盐具有一定的强度，其硬度与冻土相似，因此在钻孔时钻头可采用U82截齿，以加快钻进速度。开挖第一孔2的钻头可为普通开孔钻头，没有特殊要求，其钻进方法也与旋挖钻的常规施工没有变化。

步骤三、在第一孔2上架设平台，用卷扬机吊住砂石泵3及排水管4，卷扬机要求提升力为3T-5T，砂石泵3要求动力为55KW-90KW，排水管4采用钢管，直径在150-200mm之间，然后将砂石泵3放置在第一孔2底部，排水管4出口到沉淀池5内。排水管4将砂石泵3泵排出的第一孔2底部的卤水与碴土的混合物输送到回水沟1一侧的沉淀池5中，所述沉淀池5与所述回水沟1之间开设连通的水槽6。这样，从第一孔2泵出的卤水和碴土经沉淀后的水又通过水槽6、回水沟1回到待挖沟渠，既保证沟渠水位不变，又能把后续旋挖钻钻松的碴土冲下至砂石泵3，利用水的流动将钻渣送到砂石泵3处，然后利用砂石泵3将钻渣排出至沉淀池5，经沉淀后水又回到孔内循环使用，此方法可以大大减小旋挖钻在钻动过程中的阻力，减少耗能而且提高了钻进效率，缩短了施工时间。

步骤四、钻挖第二孔7，具体包括如下步骤：

(a)钻头定位：钻机就位，设置钻进钻头10的位置使得钻进钻头10钻挖的第二孔7与第一孔2平面相交，两圆相交的两点之间的距离(图1中所示d)控制在40-50cm之间。这个设置决定钻进成败的关键，太大钻进钻头10易向前次孔方向跑偏，太小则钻进时不易排出渣土，影响钻进速度。请参考图3，所述钻进钻头10包括底板11、定位筒12，定位筒12焊接在底板11下方，底板11、定位筒12上分别安装有截齿(13、14)。所述定位筒12的高度控制在20-30cm之间，直径不小于100cm，底板11厚度不小于4cm，直径与卤水渠宽度相同，底板11上开有多个出渣口(图未示出)，在保证底板11刚度的情况下，尽可能多开出渣口，以保证排渣畅通。钻进钻头10上的定位筒12的作用是起到限位作用，防止钻进钻头10向较薄弱处(即两圆相交处)偏斜。

(b)启动砂石泵3，在排水的同时排出钻渣。钻进时先开砂石泵3，可避免碴土下去后再开泵，因负荷过大而无法启动，甚至烧毁电机的情况发生。在整个开挖过程中，开始先开启砂石泵3，停止时后停止砂石泵3，以防砂石泵3堵塞。

(c)钻进：启动旋挖钻使用钻进钻头10钻挖第二孔7时至设计深度，开孔采用点浮动，放慢钻进速度以防跑偏。等到定位筒12下到孔内后，可适当提高钻进速度，其快慢根据砂石泵3的负荷来确定：当砂石泵3的工作电流在额定值以内时，可提高钻进速度；当砂石泵3的工作电流过大(超出额定值)时，就应放慢钻进速度或停下来。在钻进过程中砂石泵3不能停，否则钻机应该马上停止工作，以防埋泵。

步骤五、修边：第一孔2与第二孔7两圆相交后出现的三角部分(即图4中所示阴影部分)用修边钻头20由上至下钻挖一个修边孔9(如图7所示)进行切除。请参考图5，所述钻头20包括从上至下依次与转轴连接的第一底板21(第一底板21直径与卤水渠宽度相同，即第一底板21直径为180-200cm)、限位架22、第二底板23(直径50-100cm)，其中第一底板21和第二底板23上截齿根据需要安装有截齿(24、25)。第一底板21、第二底板23与转轴焊接固定，限位架22与转轴通过轴套连接，其间隙尽可能小，既保证转动自如，又要防止上下变形过大。

请结合参考图4，修边钻头20中的第二底板23用于切除第一孔2与第二孔7两圆相交后出现的三角部分至卤水渠宽度，第二底板23的直径在0.5-1.0m之间，可使得限位架22不被这部分区域挡住，为限位架22的下行扫清障碍，以保证限位架22顺利随钻头下行。。所述限位架22的结构具体请参考图6，所述限位架22包括交叉连接的支架221，本实施例中为垂直交叉。每一支架221两端的侧边均焊接有圆筒222，两个支架221交叉连接处固定有固定板223，固定板223上开设有用于与转轴连接的轴套224。所述圆筒222的作用是为了减小限位架22与孔壁之间的摩擦，同时还可调节限位架22与孔壁之间的间距，间距过大修边钻头20摆动大，间距太小修边钻头20易卡死不能下行。

修边钻头20在旋转过程中，底部的第二底板23启动将第一孔2与第二孔7两圆相交后出现的三角部分较窄区域切除，方便限位架22下行，限位架22的交叉结构正好卡在第一孔2与第二孔7的侧壁上，这样最上端的第一底板21钻进时就不会发生跑偏(往第一孔2或第二孔7偏移)，起到很好的限位作用；另外限位架22端部设置的圆筒222，这样其与第一孔2与第二孔7的侧壁接触时是弧面接触，不会插入侧壁中，在钻进过程中可方便下行，不会因为卡入侧壁影响钻进速度。经过修边后的卤水渠如图9所示，卤水渠的两侧壁已经比较平滑，满足取卤水的要求。

步骤六、返回步骤四接着进行下一孔的开挖，然后循环直至开挖完毕。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、在盐湖上沿计划开挖卤水渠开挖一条宽80-100cm、深20-30cm的回水沟(1)；

步骤二、使用旋挖钻配合捞沙钻头在所述回水沟(1)的一端打一个直径与计划开挖卤水渠宽度相同的第一孔(2)至设计深度；

步骤三、在第一孔(2)上架设平台，用卷扬机吊住砂石泵(3)及排水管(4)，然后将砂石泵(3)放置在第一孔(2)底部，排水管(4)出口到沉淀池(5)内，在第一孔(2)内安装砂石泵(3)与排水管(4)，排水管(4)将砂石泵(3)泵排出的第一孔(2)底部的卤水与碴土的混合物输送到回水沟(2)一侧的沉淀池(5)中，所述沉淀池(5)与所述回水沟(1)之间开设连通的水槽(6)；

步骤四、钻挖第二孔(7)，具体包括如下步骤：

(a)钻头定位：钻机就位，设置钻进钻头(10)的位置使得钻进钻头(10)钻挖的第二孔(7)与第一孔(2)平面相交，两圆相交的两点之间的距离控制在40-50cm之间；

(b)启动砂石泵(3)，在排水的同时排出钻渣；

(c)启动旋挖钻，使用钻进钻头(10)钻挖第二孔(7)至设计深度；

步骤五、修边：第一孔(2)与第二孔(7)两圆相交后出现的三角部分用修边钻头(20)由上至下进行切除，所述修边钻头(20)包括从上至下依次与转轴连接的第一底板(21)、限位架(22)、第二底板(23)，其第一底板(21)和第二底板(23)上截齿根据需要安装有截齿(24、25)，第一底板(21)、第二底板(23)与转轴焊接固定，限位架(22)与转轴通过轴套连接；

步骤六、返回步骤四接着进行下一孔的开挖，然后循环直至将回水沟(1)开挖完毕。

2.如权利要求1所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其特征在于：所述钻进钻头(10)包括底板(11)、定位筒(12)，定位筒(12)焊接在底板(11)下方，底板(11)、定位筒(12)上分别安装有截齿(13、14)。

3.如权利要求2所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其特征在于：所述定位筒(12)的高度控制在20-30cm之间，定位筒(12)的直径不小于100cm，底板(11)厚度不小于4cm，底板(11)直径与卤水渠宽度相同。

4.如权利要求2或3所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其特征在于：底板(11)上开有多个出渣口。

5.如权利要求1所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其特征在于：所述修边钻头(20)中第一底板(21)的直径与卤水渠宽度相同，第二底板(23)直径为50-100cm。

6.如权利要求1或5所述的使用旋挖钻开挖卤水渠的方法，其特征在于：所述限位架(22)包括交叉连接的支架(221)，每一支架(221)两端的侧边均焊接有圆筒(222)，两个支架(221)交叉连接处固定有固定板(223)，固定板(223)上开设有用于与转轴连接的轴套(224)。

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