CN110130325B - 一种岩石钻孔灌注的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石钻孔灌注的施工方法，包括钻杆和钻头，所述钻杆内壁设有空腔，空腔内设有高压喷水管，并且高压喷水管与钻头的底部连通，钻杆上还设有若干喷浆管，喷浆管上设有若干通孔，喷浆管上还设有套筒，套筒套在喷浆管上，并且套筒能够将通孔堵住；空腔内还设有套在喷水管上的输浆管，输浆管的外壁上设有若干连接管，连接管一端与输浆管连通，另一端上设有连接块，连接块能够朝着喷浆管方向移动，连接块内设有容纳腔，并且连接管与容纳腔连通，连接块上设有与喷浆管匹配的出口，容纳腔与出口连通，套筒的直径大于出口的直径，容纳腔内设有能够将出口堵住的挡板，喷浆管能够推动挡板朝着远离出口方向移动。

Description

一种岩石钻孔灌注的施工方法

技术领域

本发明涉及高压旋喷桩的施工设备技术领域，具体涉及一种岩石钻孔灌注的施工方法。

背景技术

高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。施工占地少、振动小、噪音较低，具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等优点，已广泛使用于水工建筑、工业建筑、民用建筑和桥梁的基础工程。

高压旋喷桩机包括钻杆和位于钻杆下端的钻头，钻杆下部靠近钻头处设有喷嘴，钻杆中空的杆腔内设有输浆管，输浆管底端与喷嘴连通，水泥浆经输浆管从喷嘴喷射。目前，现有的高压旋喷桩机在岩石内下钻的过程中，碎石容易通过喷嘴进入至输浆管内，导致输浆管的堵塞，从而使得水泥浆无法正常流出，使后续施工过程无法继续进行，需要耗费人力和时间将钻杆提拔出孔外后进行疏通，故降低了施工效率，延误了工期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种岩石钻孔灌注的施工方法，能够避免钻头在下钻的过程中将喷浆管堵塞，提高施工效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种岩石钻孔灌注的施工方法，包括以下步骤：

1）钻头对准待施工的岩石，启动钻杆，钻杆带动钻头转动，对岩石进行下钻施工形成注浆孔；

2）钻头对岩石下钻的过程中，产生的碎石进入至喷浆管内；

3）当注浆孔施工完成后，向输浆管内输送水泥浆，水泥浆通过连接管进入至连接块的容纳腔内，水泥浆迫使连接块朝着喷浆管方向移动；

4）当喷浆管插入至出口内时，连接块推动套筒压缩第二弹性件，喷浆管推动挡板压缩第一弹性件，最终使得喷浆管上的通孔伸入至容纳腔内；

5）容纳腔内的水泥浆通过通孔进入至喷浆管，最终流入至注浆孔内，水泥浆在注浆孔内凝固完成对岩石的混泥土桩施工；

6）对输浆管和喷浆管内残留的水泥浆进行清理处理。

上述方法所使用的施工设备包括钻头和钻杆，所述钻杆内壁设有空腔，空腔内设有高压喷水管，并且高压喷水管与钻头的底部连通，所述钻杆上还设有若干喷浆管且所述喷浆管水平贯穿至空腔内，所述喷浆管上设有若干通孔，喷浆管上还设有套筒，所述套筒套在喷浆管上，并且套筒能够将通孔堵住；所述空腔内还设有套在高压喷水管上的输浆管，输浆管的外壁上设有若干连接管，连接管一端与输浆管连通，另一端上设有连接块，连接块能够朝着喷浆管方向移动，连接块内设有容纳腔，并且连接管与容纳腔连通，所述连接块上设有与喷浆管匹配的出口，所述容纳腔与出口连通，套筒的直径大于出口的直径，所述容纳腔内设有能够将出口堵住的挡板，喷浆管能够推动挡板朝着远离出口方向移动。

进一步地，所述连接管上还设有第四弹性件，第四弹性件套在连接管上，并且第四弹性件一端与连接块连接，另一端与输浆管连接。

进一步地，所述连接块的容纳腔内还设有第一弹性件，第一弹性件一端与远离出口方向的内壁连接，另一端与挡板连接。

进一步地，所述空腔的内壁上还设有若干凹槽，凹槽内设有第三弹性件，第三弹性件一端与凹槽连接，另一端与连接块连接，当第三弹性件处于非压缩状态时，喷浆管位于出口的外侧。

进一步地，所述第三弹性件的弹力之和大于第四弹性件的弹力。

进一步地，所述套筒上还设有第二弹性件，第二弹性件一端与套筒连接，另一端与空腔的内壁连接，当第二弹性件处于非压缩状态时，套筒能够将通孔堵住。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种岩石钻孔灌注的施工方法，由于钻头带动钻杆在下钻的过程中，第三弹性件产生的弹力推动连接块朝着输浆管方向移动，使得喷浆管未插入至连接块内，利用喷浆管上的套筒将喷浆管堵住，从而使得钻头下钻的过程中，进入至喷浆管内的碎石杂质无法进入至输浆管内，从而有效避免了杂质堵塞输浆管的情况发生，提高了施工效率；

2、本发明一种岩石钻孔灌注的施工方法，当钻头完成下钻深度进行注浆，向输浆管内输送水泥浆时，水泥浆通过连接管进入至连接块的容纳腔内，迫使连接块朝着喷浆管方向移动，进而使得喷浆管插入至出口内，并且推动挡板移动，从而使得喷浆管上的通孔与容纳腔连通，使得容纳腔内的水泥浆通过通孔流入至喷浆管，最终水泥通过喷浆管流出，对钻头下钻的孔进行注浆作业。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明注浆时的结构示意图；

图3为本发明A部放大后的结构示意图；

图4为本发明B部放大后的结构示意图；

图5为本发明喷浆管的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-钻头，2-高压喷水管，3-输浆管，4-钻杆，5-连接块，6-空腔，7-喷浆管，8-出口，9-挡板，10-第一弹性件，11-连接管，12-第二弹性件，13-第三弹性件，14-容纳腔，15-第四弹性件，16-套筒，17-通孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1至图5所示，本发明一种岩石钻孔灌注的施工方法，包括以下步骤：

1）钻头1对准待施工的岩石，启动钻杆4，钻杆4带动钻头1转动，对岩石进行下钻施工形成注浆孔；

2）钻头对岩石下钻的过程中，产生的碎石进入至喷浆管7内；

3）当注浆孔施工完成后，向输浆管3内输送水泥浆，水泥浆通过连接管11进入至连接块5的容纳腔14内，水泥浆迫使连接块5朝着喷浆管7方向移动；

4）当喷浆管7插入至出口8内时，连接块5推动套筒16压缩第二弹性件12，喷浆管7推动挡板9压缩第一弹性件10，最终使得喷浆管7上的通孔17伸入至容纳腔14内；

5）容纳腔14内的水泥浆通过通孔17进入至喷浆管7，最终流入至注浆孔内，水泥浆在注浆孔内凝固完成对岩石的混泥土桩施工；

6）对输浆管3和喷浆管7内残留的水泥浆进行清理处理。

其中，上述方法所使用的施工设备包括钻杆4和设置在钻杆4底部的钻头1，所述钻杆4的内部设有空腔6，所述空腔6内设有高压喷水管2，并且高压喷水管2与钻头1的底部连通，设置的高压喷水管2用于向钻头1输送高压水，破坏土体，使得钻头1易于对土壤进行钻孔作业。

所述空腔6内还设有输浆管3，所述输浆管3的直径大于高压喷水管2的直径，并且输浆管3套在高压喷水管2上，输浆管3的底端为封闭结构，所述输浆管3的外壁上还设有若干连接管11，所述连接管11为波纹管结构，使其的长度能够发生变化，所述连接管11一端与输浆管3的内部连通，另一端上设有连接块5，所述连接块5内部设有容纳腔14，并且连接管11与容纳腔14连通，使得输浆管3内部的水泥浆能够通过连接管11进入至连接块5的容纳腔14内；所述连接管11上还设有第四弹性件15，所述第四弹性件15为弹簧，具有一定的弹性，并且第四弹性件15套在连接管11上，第四弹性件15的一端与输浆管3的外壁连接，另一端与连接块5的外壁连接，设置的第四弹性件15位于对连接块5进行支撑，保证连接块5能够稳定位于输浆管3的侧面。

所述连接块5的内部还设有第一弹性件10，第一弹性件10为弹簧，具有一定的弹性，第一弹性件10的一端与连接块5的内壁连接，另一端上设有挡板9，所述连接块5上还设有出口8，出口8的直径小于挡板9的直径，在第一弹性件10的作用下，能够推动挡板9将出口8封堵住，所述挡板9朝向出口8方向的面板上设有密封圈，保证挡板9与出口8之间的气密性。

所述钻杆4的空腔6内壁上还设有若干容纳槽，连接块5能够移动至容纳槽内，所述钻杆4上还设有若干与出口8匹配的喷浆管7，喷浆管7水平插入至钻杆4上且所述喷浆管贯穿至空腔6内，钻杆4与空腔6内的容纳槽连通，并且钻杆4与连接块5在同一水平面上，所述喷浆管7的圆周外壁上还设有若干通孔17，并且通孔17靠近与喷浆管7朝向连接块5方向的末端，所述喷浆管7上还设有与喷浆管7匹配的套筒16，所述套筒16套在喷浆管7上，并且套筒16能够在喷浆管7上沿着喷浆管7的外壁方向移动，对通孔17进行开启与封堵，所述套筒16上还设有第二弹性件12，第二弹性件12一端与套筒16连接，另一端与容纳槽内壁连通，第二弹性件12在未受外力作用时，第二弹性件12产生的弹力能够迫使套筒16将通孔17进行封堵，所述套筒16的直径大于出口8的直径，出口8的内壁上还设有密封圈，保证出口8与喷浆管7之间的气密性；所述容纳槽的内壁上还设有若干第三弹性件13，第三弹性件13也为弹簧，具有一定的弹性，所述第三弹性件13的一端与容纳槽的内壁连接，另一端与连接块5连接，并且第三弹性件13的弹力之和大于第四弹性件15的弹力，使得第三弹性件13再外受外力的作用下，第三弹性件13产生的弹力迫使喷浆管7与连接块5分离开。

当钻头1带动钻杆4下钻的过程中，由于喷浆管7上设有套筒16，并且套筒16在第二弹性件12的作用下，将通孔17进行封堵，使得钻头1在下钻的过程中，碎石只能进入至喷浆管7内，无法继续进入至输浆管3内，从而避免了输浆管3的堵塞，由于喷浆管7的长度较短，堵塞的距离较短，当输浆管7内通入水泥浆时，水泥浆产生的冲击力易于将位于喷浆管7内的碎石排出，不会对整个输浆管3造成影响，而传统的喷浆管与输浆管为连通结构，使得钻头在下钻的过程中，碎石会随着喷浆管逐渐进入至喷浆管内，最终使得输浆管内堆积大量的泥沙，造成输浆管的堵塞，尤其是输浆管与喷将管整体结构为L型，当一些不规则的碎石进入至输浆管内，更容易堵塞输浆管，而本发明由于喷浆管与输浆管在下钻的过程中处于断开状态，使得碎石只能进入至喷浆管内，而由于喷浆管长度较短且为直线段，水泥浆易于将堆积在喷浆管内的碎石快速排出。

当钻头完成对岩石的钻孔，需要对砖取的孔进行注浆作业时，向输浆管3内通入水泥浆，水泥将通过连接管11进入至连接块5的容纳腔14内，并且推动连接块5朝着喷浆管7方向移动，使得喷浆管7插入至出口8内，由于出口8的直径小于套筒16的直径，使得连接块5推动套筒16压缩第二弹性件12，而具有通孔17段的喷浆管7推动挡板9并进入至容纳腔14内，最终使得容纳腔14通过通孔17与喷浆管7连通，从而使得容纳腔14内的水泥浆通过喷浆管7流出，对钻取的孔进行注浆作业；当完成注浆作业时，由于通入输浆管3内的水泥浆压力减少，使得第三弹性件13产生的弹力推动连接块5朝着输浆管3方向移动，最终使得喷浆管7与连接块5分离开，完成注浆作业，并且实现了快速对水泥浆的止断操作，对输浆管3和喷浆管7进行水泥浆清理处理，避免水泥将凝固在输浆管3和喷浆管7内。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种岩石钻孔灌注的施工方法，包括以下步骤：

1）钻头（1）对准待施工的岩石，启动钻杆（4），钻杆（4）带动钻头（1）转动，对岩石进行下钻施工形成注浆孔；

2）钻头对岩石下钻的过程中，产生的碎石进入至喷浆管（7）内；

3）当注浆孔施工完成后，向输浆管（3）内输送水泥浆，水泥浆通过连接管（11）进入至连接块（5）的容纳腔（14）内，水泥浆迫使连接块（5）朝着喷浆管（7）方向移动；

4）当喷浆管（7）插入至出口（8）内时，连接块（5）推动套筒（16）压缩第二弹性件（12），喷浆管（7）推动挡板（9）压缩第一弹性件（10），最终使得喷浆管（7）上的通孔（17）伸入至容纳腔（14）内；

5）容纳腔（14）内的水泥浆通过通孔（17）进入至喷浆管（7），最终流入至注浆孔内，水泥浆在注浆孔内凝固完成对岩石的混泥土桩施工；

6）对输浆管（3）和喷浆管（7）内残留的水泥浆进行清理处理；

上述方法所使用的施工设备包括钻头（1）和钻杆（4），所述钻杆（4）内壁设有空腔（6），空腔（6）内设有高压喷水管（2），并且高压喷水管（2）与钻头（1）的底部连通，所述钻杆（4）上还设有若干喷浆管（7）且所述喷浆管（7）水平贯穿至空腔（6）内，所述喷浆管（7）上设有若干通孔（17），喷浆管（7）上还设有套筒（16），所述套筒（16）套在喷浆管（7）上，并且套筒（16）能够将通孔（17）堵住；

所述空腔（6）内还设有套在高压喷水管（2）上的输浆管（3），输浆管（3）的外壁上设有若干连接管（11），连接管（11）一端与输浆管（3）连通，另一端上设有连接块（5），连接块（5）能够朝着喷浆管（7）方向移动，连接块（5）内设有容纳腔（14），并且连接管（11）与容纳腔（14）连通，所述连接块（5）上设有与喷浆管（7）匹配的出口（8），所述容纳腔（14）与出口（8）连通，套筒（16）的直径大于出口（8）的直径，所述容纳腔（14）内设有能够将出口（8）堵住的挡板（9），喷浆管（7）能够推动挡板（9）朝着远离出口（8）方向移动；

所述连接管（11）上还设有第四弹性件（15），第四弹性件（15）套在连接管（11）上，并且第四弹性件（15）一端与连接块（5）连接，另一端与输浆管（3）连接；

所述连接块（5）的容纳腔（14）内还设有第一弹性件（10），第一弹性件（10）一端与远离出口（8）方向连接块（5）的内壁连接，另一端与挡板（9）连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩石钻孔灌注的施工方法，其特征在于，所述空腔（6）的内壁上还设有若干凹槽，凹槽内设有第三弹性件（13），第三弹性件（13）一端与凹槽连接，另一端与连接块（5）连接，当第三弹性件（13）处于非压缩状态时，喷浆管（7）位于出口（8）的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种岩石钻孔灌注的施工方法，其特征在于，所述第三弹性件（13）的弹力之和大于第四弹性件（15）的弹力。

4.根据权利要求1所述的一种岩石钻孔灌注的施工方法，其特征在于，所述套筒（16）上还设有第二弹性件（12），第二弹性件（12）一端与套筒（16）连接，另一端与空腔（6）的内壁连接，当第二弹性件（12）处于非压缩状态时，套筒（16）能够将通孔（17）堵住。

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