CN104832120A - 钻孔桩钻头打捞器及方法 - Google Patents
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Abstract
一种钻孔桩钻头打捞器，在连接杆的端头设有螺旋导向装置，所述的螺旋导向装置至少包括环形段，在环形段的端头设有螺旋段。在螺旋段的端头设有外张段。一种打捞钻孔桩内钻头的方法，包括以下步骤：将连接杆与钻杆连接，螺旋导向装置位于连接杆的下端；逐节下放钻杆，通过旋转钻杆，使钻头的顶部法兰落入到螺旋导向装置的环形段上；利用钻机缓慢提升螺旋导向装置和钻头；逐节拆卸钻杆，直至钻头被打捞出孔外；通过以上步骤实现钻孔桩钻头的打捞。本发明可以实现掉落钻头的快速有效打捞，利用螺旋导向装置实现钻头的搜寻、触探，从而快速找到钻头，再利用环形段和连接板锁定钻头，实现打捞。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程和建筑工程的钻孔灌注桩基础施工领域，特别是适用于循环钻机进行钻孔灌注桩施工，应对和处理孔内掉钻、断杆事故的钻孔桩钻头打捞器及方法。
背景技术
目前，钻孔灌注桩被广泛应用于公路市政工程和房屋建筑工程中，钻孔设备以循环钻机和旋挖钻机为主，采用泥浆护壁措施保证成孔质量，钻孔灌注桩在成孔过程中受地质条件变化、法兰连接质量差、钻机不稳钻头摆动、人为操作疏忽等原因影响，常出现孔内掉钻和断杆事故，必须及时采取快速、有效的方法进行打捞和处理，特别是在深厚粉细砂层地质条件下泥浆护壁薄弱易坍塌，掉钻、断杆处理持续时间越长，泥浆护壁坍塌和埋钻的风险越高，处理不当也将引发更严重的孔内事故。
常见的处理掉钻的方法是：1、利用吊车携带勾抓进行打捞。缺点是处理时间长，勾抓以勾取钻头腰带或撑板为主，钻头易偏心倾斜，易划伤护壁或卡在孔内；2、采用冲击钻将掉钻冲成小块，利用磁铁将铁渣吸出桩外。缺点是处理时间长，冲击过程中易偏心，甚至引发更严重的孔内事故。
无论正循环钻机，还是反循环钻机，其掉钻、断杆往往出现在钻头与钻杆连接处，以法兰连接螺栓松动断裂、丝扣滑丝断裂、钻头端部钻杆断裂较为常见，导致钻杆传动系统失效。我们根据钻头结构形式和钻杆传动连接方式和特点，研发了一种专门用于处理钻孔桩掉钻、断杆事故的打捞装置,该装置能够实现快速打捞，材料广泛，加工制作简单，依靠钻机动力传动，适用于各种深度的钻头钻杆打捞作业，能够节省人力物力、提高打捞速度、降低打捞成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钻孔桩钻头打捞器及方法，能够实现钻孔灌注桩造孔过程中出现孔内掉钻、断杆事故的快速处置和打捞，降低桩基塌孔风险。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种钻孔桩钻头打捞器，在连接杆的端头设有螺旋导向装置，所述的螺旋导向装置至少包括环形段，在环形段的端头设有螺旋段。
在螺旋段的端头设有外张段。
所述的连接杆两端设有法兰盘，下端的法兰盘边缘与竖直的连接板上端连接，连接板下端与环形段的一端连接，环形段的另一端与螺旋段的一端连接，螺旋段的另一端与外张段的一端连接。
在水平投影面，所述的外张段的自由端超出环形段的外径。
环形段上端面值连接杆下端法兰盘下端面的距离略大于钻头顶部法兰的厚度。
所述的环形段在圆周上大于90°，环形段的内径大于钻头上钻杆的外径，环形段的内径小于钻头顶部法兰的外径。
所述的螺旋段在圆周上大于180°
在连接杆下端还设有摄像装置。
一种采用上述的钻头打捞器打捞钻孔桩内钻头的方法，包括以下步骤：
一、将连接杆与钻杆连接，螺旋导向装置位于连接杆的下端；
二、逐节下放钻杆，直到螺旋导向装置临近掉落钻头的深度；
三、通过旋转钻杆，利用螺旋导向装置在孔内搜寻、触探钻头，使钻头的顶部法兰落入到螺旋导向装置的环形段上；
四、利用钻机缓慢提升螺旋导向装置和钻头；
五、逐节拆卸钻杆，直至钻头被打捞出孔外；
通过以上步骤实现钻孔桩钻头的打捞。
打捞前在钻杆上标记钻头的深度。
本发明提供的一种钻孔桩钻头打捞器及方法，可以实现掉落钻头的快速有效打捞，利用螺旋导向装置实现钻头的搜寻、触探，从而快速找到钻头，再利用环形段和连接板锁定钻头，实现打捞。本发明的打捞器与钻杆连接以实现传动和提升，将掉钻打捞出桩孔，打捞过程中始终保持钻头的铅垂状态，保证钻头不偏心，避免了对泥浆护壁的破坏和卡钻。
本发明使用的钻杆、连接板、法兰和螺栓等材料比较常见，加工制作方便，操作简单，使用方便，适用于各种深度的钻孔灌注桩孔内掉钻事故的应急处理，既能缩短掉钻处理时间，又能大大降低打捞成本，本发明容易批量生产，也可现场加工制作，打捞成功率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的主视结构示意图。
图3为本发明的左视结构示意图。
图4为本发明中螺旋导向装置的立体图。
图5为本发明中螺旋导向装置的俯视图。
图中：螺旋导向装置1，环形段101，螺旋段102，外张段103，连接板2，加强筋3，连接杆4，法兰盘5，螺栓6，钻杆7，钻头8。
具体实施方式
实施例1：
一种钻孔桩钻头打捞器，在连接杆4的端头设有螺旋导向装置1，本例中连接杆4的长度为60cm，采用循环钻机普通钻杆加工制作，一端设置法兰，通过连接螺栓与钻机的钻杆4连接。另一端通过法兰盘或类似法兰盘的板状结构和加强筋3焊接成整体。所述的螺旋导向装置1至少包括环形段101，在环形段101的端头设有螺旋段102。螺旋导向装置采用Q235钢板经切割冷弯制成。
在螺旋段102的端头设有外张段103。用于搜寻、触探断钻钻头或钻杆。
所述的连接杆4两端设有法兰盘5，下端的法兰盘5边缘与竖直的连接板2上端连接，连接板2下端与环形段101的一端连接，环形段101的另一端与螺旋段102的一端连接，螺旋段102的另一端与外张段103的一端连接。连接板2与连接杆4下端的法兰之间连接有两种方式，1、为单独加工，然后与螺旋导向装置焊接成整体，并采用加强筋3补强。2、整体加工，即与螺旋导向装置为同一块钢板切割，再弯折形成，采用加强筋3补强。连接杆4下端的法兰切割内径与钻杆内径相同，外径与导向装置外径相同。
在水平投影面，所述的外张段103的自由端超出环形段101的外径，由此结构，更便于搜寻、触探断钻钻头或钻杆。将钻头或钻头的钻杆引导至螺旋导向装置1的螺旋段102。
环形段101上端面与连接杆4下端法兰盘5下端面的距离略大于钻头8顶部法兰的厚度。所述的环形段101在圆周上大于90°，环形段101的内径大于钻头8上钻杆的外径，环形段101的内径小于钻头8顶部法兰的外径。由此结构，便于锁定钻头8顶部法兰。
所述的螺旋段102在圆周上大于180°，由此结构，便于引导钻头8顶部法兰至环形段101。
对于无水的钻孔桩，在连接杆4下端还设有摄像装置，由此结构，便于观察钻头的位置。
实施例2：
1.5m桩径的桩基础在钻孔过程中因大粒径漂卵砾石出露导致跳转，加之施工人员疏忽少安装连接螺栓，导致出现钻孔过程中突发掉钻事故，以此为例说明采用钻孔桩钻头打捞器进行掉钻打捞。
本例中，钻杆与钻头连接位置法兰螺栓断裂，传动失效，钻头掉在桩井内。
发生掉钻事故以后及时拔起钻杆，了解钻杆断裂详细深度和位置等信息，分析掉钻的原因，制定钻头打捞方案。
一种采用上述的钻头打捞器打捞钻孔桩内钻头的方法，包括以下步骤：
一、将连接杆4与钻杆7连接，螺旋导向装置1位于连接杆4的下端；
二、打捞前在钻杆7上标记钻头的深度。逐节下放钻杆，直到螺旋导向装置1临近掉落钻头的深度；
三、钻孔桩钻头打捞器下孔并到达预判的掉钻深度后，通过钻杆的传动在孔内缓慢回旋，螺旋导向装置在孔内搜寻和触探待打捞的钻头。螺旋导向装置一旦触及待打捞钻头，将在钻杆的传动下将钻头导向中心，使钻杆、钻头打捞器和钻头三者同轴，使钻头8的顶部法兰落入到螺旋导向装置1的环形段101上；
四、钻头锁定后，利用钻机缓慢提升螺旋导向装置1和钻头8；钻头打捞器将钻头携带并缓慢提升。
五、逐节拆卸钻杆7，直至钻头8被打捞出孔外；
通过以上步骤实现钻孔桩钻头的打捞。重新加装钻头或设置有效连接，再次下孔钻进，直至成孔。
本例中仅以1.5m桩径的钻孔桩掉钻打捞进行说明，这只是便于公众更好的了解本发明的使用方法和步骤，但本发明并不局限于1.5m桩径，适用于各种桩径和深度的钻孔灌注桩掉钻事故的处理。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：在连接杆（4）的端头设有螺旋导向装置（1），所述的螺旋导向装置（1）至少包括环形段（101），在环形段（101）的端头设有螺旋段（102）。
2.根据权利要求1所述的一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：在螺旋段（102）的端头设有外张段（103）。
3.根据权利要求1所述的一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：所述的连接杆（4）两端设有法兰盘（5），下端的法兰盘（5）边缘与竖直的连接板（2）上端连接，连接板（2）下端与环形段（101）的一端连接，环形段（101）的另一端与螺旋段（102）的一端连接，螺旋段（102）的另一端与外张段（103）的一端连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：在水平投影面，所述的外张段（103）的自由端超出环形段（101）的外径。
5.根据权利要求1所述的一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：环形段（101）上端面与连接杆（4）下端法兰盘下端面的距离略大于钻头（8）顶部法兰的厚度。
6.根据权利要求1所述的一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：所述的环形段（101）在圆周上大于90°，环形段（101）的内径大于钻头（8）上钻杆的外径，环形段（101）的内径小于钻头（8）顶部法兰的外径。
7.根据权利要求1所述的一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：所述的螺旋段（102）在圆周上大于180°。
8.根据权利要求1所述的一种钻孔桩钻头打捞器，其特征是：在连接杆（4）下端还设有摄像装置。
9.一种采用权利要求1~8任一项所述的钻头打捞器打捞钻孔桩内钻头的方法，其特征是包括以下步骤：
一、将连接杆（4）与钻杆（7）连接，螺旋导向装置（1）位于连接杆（4）的下端；
二、逐节下放钻杆，直到螺旋导向装置（1）临近掉落钻头的深度；
三、通过旋转钻杆，利用螺旋导向装置（1）在孔内搜寻、触探钻头（8），使钻头（8）的顶部法兰落入到螺旋导向装置（1）的环形段（101）上；
四、利用钻机缓慢提升螺旋导向装置（1）和钻头（8）；
五、逐节拆卸钻杆（7），直至钻头（8）被打捞出孔外；
通过以上步骤实现钻孔桩钻头的打捞。
10.根据权利要求9所述的一种打捞钻孔桩内钻头的方法，其特征是：打捞前在钻杆（7）上标记钻头的深度。
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