CN108487868B - 一种多功能回转钻机双钻筒及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能回转钻机双钻筒，包括：内钻筒和外钻筒；所述内钻筒上均匀布置若干个内泄浆孔；所述外钻筒套在所述内钻筒外，且所述外钻筒在对应内泄浆孔位置上布置外泄浆孔，对应位置的内泄浆孔和外泄浆孔大小相同；两钻筒均为空心管状且中间留有一定间距缝隙；所述内钻筒顶部设有内法兰盘，底部为内刀盘；所述外钻筒顶部设有外法兰盘，底部为外刀盘。本发明的双钻筒钻孔后通过旋转内钻筒使内泄浆孔和外泄浆孔对准，可实现在隧道一定范围内注浆，结构简单、使用性强、钻筒留在地下，一方面，可防止钻孔过程中孔壁坍塌。另一方面，成孔后往内钻筒中放入钢筋笼并浇筑混凝土即可直接成桩。整个钻孔、注浆、成桩的施工过程对周围土体扰动小。

Description

一种多功能回转钻机双钻筒及其施工方法

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，尤其涉及一种多功能回转钻机双钻筒及其施工方法。

背景技术

近年来，我国城市发展快速，地面交通拥堵严重，人们也越来越重视地下空间资源的利用，为缓解地面交通压力，建设地铁和相关配套设施已成我国各大中城市发展的趋势。在既有地铁隧道周围施工新建结构物的桩基础时，将会对地铁结构产生不利影响。因此，应事先对邻近地铁隧道一定深度范围内的土地采取注浆加固措施，以减小新建筑桩基础施工过程中可能引起的地铁隧道结构偏移、沉降及过度变形。此外，当新建结构基础下方的地下土质具有较强腐蚀性时，桩身若直接跟周围土壤接触，将对其产生较为严重的腐蚀和破坏。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多功能回转钻机双钻筒。一方面可实现对邻近地铁隧道一定深度范围内土层的注浆加固，同时，针对不同土层的地质条件，通过旋转内钻筒改变内泄浆孔和外泄浆孔的重叠面积，可调整注浆压力。另一方面，在完成钻孔后，可直接成桩。并且，事先注入土体的浆液在桩身表面形成保护层，可以减小土壤对桩体的腐蚀。本发明结构简单、使用性强、钻筒可留在地下防止孔壁坍塌，整个钻进及成桩过程中对周围土体扰动小。

本发明提供一种多功能回转钻机双钻筒，包括：内钻筒和外钻筒；所述内钻筒上均匀布置若干个内泄浆孔；所述外钻筒套在所述内钻筒外，且在所述外钻筒上对应内泄浆孔的位置上布置外泄浆孔，相对应位置的内泄浆孔和外泄浆孔大小相同；两钻筒均为空心管状且中间留有一定间距缝隙；所述内钻筒的顶部设有内法兰盘，底部为内刀盘；所述外钻筒的顶部设有外法兰盘，底部为外刀盘。

在本发明的多功能回转钻机双钻筒中，所述内钻筒的筒壁上方开设有内定位孔，所述外钻筒的筒壁上方开设有外定位孔，钻孔时通过将定位栓插入外定位孔和内定位孔以确保内钻筒和外钻筒不发生错位旋转。

在本发明的多功能回转钻机双钻筒中，所述内钻筒的长度大于外钻筒的长度。

在本发明的多功能回转钻机双钻筒中，钻孔时通过内法兰盘连接钻头和内钻筒，以带动双钻筒匀速下钻。

在本发明的多功能回转钻机双钻筒中，内钻筒的筒壁上沿圆周方向从下到上设置若干细标识线，每条细标识线与对应的一列内泄浆孔的中心线在一条直线上；外钻筒的筒壁上沿圆周方向从下到上设置若干粗标识线，每条粗标识线与对应的一列外泄浆孔的中心线在一条直线上，当细标识线和粗标识线重合时，内泄浆孔和外泄浆孔完全对准，注浆口径最大、注浆压力最小。

在本发明的多功能回转钻机双钻筒中，还包括若干节用于加长所述内钻筒长度的附加内钻筒和用于加长所述外钻筒长度的附加外钻筒，所述附加内钻筒和附加外钻筒的节数相同，且附加内钻筒的单节长度大于附加外钻筒的单节长度；所述附加内钻筒的两端都设有内法兰盘，通过连接内法兰盘实现内钻筒的加长；所述附加外钻筒的两端都设有外法兰盘，通过连接外法兰盘实现外钻筒的加长；

所述附加内钻筒上均匀布置若干个内泄浆孔；所述附加外钻筒套在所述附加内钻筒外，且在所述附加外钻筒上对应内泄浆孔的位置上布置外泄浆孔，相对应位置的内泄浆孔和外泄浆孔大小相同；两附加钻筒均为空心管状且中间留有一定间距缝隙。

本发明还提供一种多功能回转钻机双钻筒的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：埋设孔口钢护筒，保证定位准确避免孔口坍塌；

步骤2：钻机就位，将外钻筒套在内钻筒外，两者之间用定位栓固定，不能产生相对转动；通过内法兰盘连接钻头和内钻筒，钻头带动双钻筒旋转且保持匀速下钻，在此过程中保证双钻筒垂直且内泄浆孔和外泄浆孔处于交错状态；根据钻孔深度需多次接长双钻筒，其顺序是先卸下内、外钻筒上的定位栓，再通过内法兰盘接附加内钻筒，最后通过外法兰盘接附加外钻筒，并用螺栓分别接好两个内法兰盘和两个外法兰盘；

步骤3：在钻机钻进的过程中，不断采用泥浆循环进行筒内清渣。往内钻筒内注入泥浆，筒外导出土渣；

步骤4：当钻机钻到所需深度后，卸下钻机钻头，卸下定位栓，通过旋转内钻筒使交错的内泄浆孔和外泄浆孔对准，当内钻筒的筒壁上的细标识线和外钻筒的筒壁上的粗标识线完全重合时，内泄浆孔和外泄浆孔完全对准，注浆口径最大、注浆压力最小，可根据注浆压力需要旋转内钻筒调整内泄浆孔和外泄浆孔的重叠面积以调整注浆压力；

步骤5：调整完毕后，在所述内钻筒中放入注浆芯管进行注浆，完成对钻筒周围不同地质条件下土层的注浆加固；

步骤6：完成注浆后，在钻筒内放入钢筋笼，再浇筑混凝土，最终实现可成桩。

本发明的一种多功能回转钻机双钻筒及其施工方法，其采用内外双钻筒设计，钻孔后可通过旋转内钻筒使内泄浆孔和外泄浆孔对准，进而可实现在地铁隧道一定范围内注浆同时可成桩。此外，针对不同地质条件，通过调整内外相应泄浆孔重叠面积的大小，可以调整浆液的喷出压力。钻进过程中，钻筒可防止孔壁坍塌。注浆既可以对周围土体加固，也可以防止桩身被土壤侵蚀。注浆完成后，直接在内钻筒中放入钢筋笼、浇筑混凝土成桩，施工扰动小。特别针对具有侵蚀性土壤，此双钻筒设计为镀锌钢筒。本发明结构简单，操作方便，实用性强。

附图说明

图1为本发明的一种多功能回转钻机双钻筒的立体图；

图2为本发明的一种多功能回转钻机双钻筒拼接的主视图；

图3为本发明的内钻筒的立体图；

图4为本发明的外钻筒的立体图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的一种多功能回转钻机双钻筒，包括：内钻筒1和外钻筒2。所述内钻筒1上均匀布置若干个内泄浆孔51；所述外钻筒2套在所述内钻筒1外，且在所述外钻筒2上对应内泄浆孔51的位置上布置外泄浆孔52，相对应位置的内泄浆孔51和外泄浆孔52大小相同。两钻筒均为空心管状且中间留有一定间距缝隙，所述内钻筒1的顶部设有内法兰盘41，底部为内刀盘61；所述外钻筒2的顶部设有外法兰盘42，底部为外刀盘62。

所述内钻筒1的长度大于外钻筒2的长度。钻孔时通过内法兰盘41连接钻头和内钻筒1，以带动双钻筒旋转。内钻筒1和外钻筒2底部的内刀盘61和外刀盘62匀速下钻，实现钻孔。

所述内钻筒1的筒壁上方开设有内定位孔31，所述外钻筒2的筒壁上方开设有外定位孔32，钻孔时通过将定位栓8插入外定位孔32和内定位孔31以确保内钻筒1和外钻筒2不发生错位旋转。

如图1所示，内钻筒1的筒壁上沿圆周方向从下到上设置若干细标识线71，每条细标识线71与对应的一列内泄浆孔51的中心线在一条直线上。外钻筒2的筒壁上沿圆周方向从下到上设置若干粗标识线72，每条粗标识线72与对应的一列外泄浆孔52的中心线在一条直线上。当细标识线71和粗标识线72重合时，内泄浆孔51和外泄浆孔52完全对准，注浆口径最大、注浆压力最小。可通过旋转内钻筒1调整内泄浆孔51和外泄浆孔52间的重叠面积，以改变注浆压力。调整好重叠面积后，根据重叠面积大小在最上端的泄浆孔内插入粗细不等的钢棒，将内钻杆1和外钻杆2固定。

如图2所示，在本发明的多功能回转钻机双钻筒中，还包括若干节用于加长所述内钻筒长度的附加内钻筒和用于加长所述外钻筒长度的附加外钻筒，所述附加内钻筒和附加外钻筒的节数相同，且附加内钻筒的单节长度大于附加外钻筒的单节长度；所述附加内钻筒的两端都设有内法兰盘，通过连接内法兰盘实现内钻筒的加长；所述附加外钻筒的两端都设有外法兰盘，通过连接外法兰盘实现外钻筒的加长；所述附加内钻筒上均匀布置若干个内泄浆孔；所述附加外钻筒套在所述附加内钻筒外，且在所述附加外钻筒上对应内泄浆孔的位置上布置外泄浆孔，相对应位置的内泄浆孔和外泄浆孔大小相同；两附加钻筒均为空心管状且中间留有一定间距缝隙。

当根据钻口深度需多次接长钻筒时，其施工顺序依次是先卸下定位栓8，再通过内法兰盘41接附加内钻筒，最后通过外法兰盘42接附加外钻筒，并用螺栓分别接好两个内法兰盘41和两个外法兰盘42。

本发明还提供一种多功能回转钻机双钻筒的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：埋设孔口钢护筒，保证定位准确避免孔口坍塌；

步骤2：钻机就位，将外钻筒套在内钻筒外，两者之间用定位栓固定，不能产生相对转动；通过内法兰盘连接钻头和内钻筒，钻头带动双钻筒旋转且保持匀速下钻，在此过程中保证双钻筒垂直且内泄浆孔和外泄浆孔处于交错状态；根据钻孔深度需多次接长双钻筒，其顺序是先卸下内、外钻筒上的定位栓，再通过内法兰盘接附加内钻筒，最后通过外法兰盘接附加外钻筒，并用螺栓分别接好两个内法兰盘和两个外法兰盘；

步骤3：在钻机钻进的过程中，不断采用泥浆循环进行筒内清渣。往内钻筒内注入泥浆，筒外导出土渣；

步骤4：当钻机钻到所需深度后，卸下钻机钻头，卸下定位栓，通过旋转内钻筒使交错的内泄浆孔和外泄浆孔对准，当内钻筒的筒壁上的细标识线和外钻筒的筒壁上的粗标识线完全重合时，内泄浆孔和外泄浆孔完全对准，注浆口径最大、注浆压力最小，可根据注浆压力需要旋转内钻筒调整内泄浆孔和外泄浆孔的重叠面积以调整注浆压力；

步骤5：调整完毕后，在所述内钻筒中放入注浆芯管进行注浆，完成对钻筒周围不同地质条件下土层的注浆加固；

步骤6：完成注浆后，在钻筒内放入钢筋笼，再浇筑混凝土，最终实现可成桩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种多功能回转钻机双钻筒的施工方法，其特征在于，所述多功能回转钻机双钻筒，包括：内钻筒和外钻筒；所述内钻筒上均匀布置若干个内泄浆孔；所述外钻筒套在所述内钻筒外，且在所述外钻筒上对应内泄浆孔的位置上布置外泄浆孔，相对应位置的内泄浆孔和外泄浆孔大小相同；两钻筒均为空心管状且中间留有一定间距缝隙；所述内钻筒的顶部设有内法兰盘，底部为内刀盘；所述外钻筒的顶部设有外法兰盘，底部为外刀盘；

所述内钻筒的筒壁上方开设有内定位孔，所述外钻筒的筒壁上方开设有外定位孔，钻孔时通过将定位栓插入外定位孔和内定位孔以确保内钻筒和外钻筒不发生错位旋转；钻孔时通过内法兰盘连接钻头和内钻筒，以带动双钻筒匀速下钻；

内钻筒的筒壁上沿圆周方向从下到上设置若干细标识线，每条细标识线与对应的一列内泄浆孔的中心线在一条直线上；外钻筒的筒壁上沿圆周方向从下到上设置若干粗标识线，每条粗标识线与对应的一列外泄浆孔的中心线在一条直线上，当细标识线和粗标识线重合时，内泄浆孔和外泄浆孔完全对准，注浆口径最大、注浆压力最小；

所述内钻筒的长度大于外钻筒的长度；

还包括若干节用于加长所述内钻筒长度的附加内钻筒和用于加长所述外钻筒长度的附加外钻筒，所述附加内钻筒和附加外钻筒的节数相同，且附加内钻筒的单节长度大于附加外钻筒的单节长度；所述附加内钻筒的两端都设有内法兰盘，通过连接内法兰盘实现内钻筒的加长；所述附加外钻筒的两端都设有外法兰盘，通过连接外法兰盘实现外钻筒的加长；

所述附加内钻筒上均匀布置若干个内泄浆孔；所述附加外钻筒套在所述附加内钻筒外，且在所述附加外钻筒上对应内泄浆孔的位置上布置外泄浆孔，相对应位置的内泄浆孔和外泄浆孔大小相同；两附加钻筒均为空心管状且中间留有一定间距缝隙；

所述施工方法包括以下步骤：

步骤1：埋设孔口钢护筒，保证定位准确避免孔口坍塌；

步骤2：钻机就位，将外钻筒套在内钻筒外，两者之间用定位栓固定，不能产生相对转动；通过内法兰盘连接钻头和内钻筒，钻头带动双钻筒旋转且保持匀速下钻，在此过程中保证双钻筒垂直且内泄浆孔和外泄浆孔处于交错状态；根据钻孔深度需多次接长双钻筒，其顺序是先卸下内、外钻筒上的定位栓，再通过内法兰盘接附加内钻筒，最后通过外法兰盘接附加外钻筒，并用螺栓分别接好两个内法兰盘和两个外法兰盘；

步骤3：在钻机钻进的过程中，不断采用泥浆循环进行筒内清渣，往内钻筒内注入泥浆，筒外导出土渣；

步骤4：当钻机钻到所需深度后，卸下钻机钻头，卸下定位栓，通过旋转内钻筒使交错的内泄浆孔和外泄浆孔对准，当内钻筒的筒壁上的细标识线和外钻筒的筒壁上的粗标识线完全重合时，内泄浆孔和外泄浆孔完全对准，注浆口径最大、注浆压力最小，可根据注浆压力需要旋转内钻筒调整内泄浆孔和外泄浆孔的重叠面积以调整注浆压力；

步骤5：调整完毕后，在所述内钻筒中放入注浆芯管进行注浆，完成对钻筒周围不同地质条件下土层的注浆加固；

步骤6：完成注浆后，在钻筒内放入钢筋笼，再浇筑混凝土，最终实现可成桩。