CN110485925A - 一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置，包括冲击反循环钻机、钢制泥浆箱、泥沙分离器、隔离板、钢护筒和连通管，施工方法包括1、钻孔桩钻进过程中采用冲击反循环钻机；2、在孔位附近配置钢制泥浆箱，泥浆箱通过隔离板设置隔离舱；3、钢制泥浆箱安装泥浆分离器，分离的钻渣进入泥浆箱隔舱内；4、泥浆流入相邻的护筒内，进一步沉淀。5、安装连通管，使沉淀后的泥浆流入孔内，泥浆循环施工。优点：钢制泥浆箱取代了以往大型泥浆池的设置，能够单独放置于桩位附近，泥浆循环效果明显，渣样留存方便，并且易于运输至指点的排放地点，同时结构简洁，便于操作，施工速度快。使钻孔桩施工进度、质量与环保得到有效控制。
Description
技术领域
本发明是一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置及其方法，属于桥梁施工技术领域。
背景技术
在现有的水上钻孔桩施工中，由于地址条件的复杂，水上钻孔平台设计荷载能力不能满足大重型旋挖钻机的荷载，只能采用普通的冲击钻机施工，在面对高强度斜面岩施工时，工期较长，成孔质量较差的现象。传统的钻孔施工过程中，水上主墩一般钻机配备较多，需要设置较大的泥浆池连接至孔内来进行泥浆循环，场地占用面积大，施工繁琐。
发明内容
本发明提出的是一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置及其方法，其目的在于针对现有水上钻孔桩施工技术中存在的工期较长、成孔质量较差、场地占用面积大、方法繁琐等缺陷，提出了一种根据水上平台的荷载受力情况选用适合在高强度斜岩地质条件下钻孔的钻机并结合钢制泥浆箱和泥沙分离器在狭窄的水上平台上进行钻孔桩施工的方法。
本发明的技术解决方案：一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置，其特征是包括冲击反循环钻机和泥浆循环系统，其中，所述泥浆循环系统包括钢制泥浆箱、泥沙分离器、隔离板、钢护筒和连通管，所述钢制泥浆箱安装于桩位附近，钢制泥浆箱上安装有泥沙分离器，钢制泥浆箱内通过隔离板设置隔离舱，钢制泥浆箱出口连接钢护筒，钢护筒上部设有连通管连接桩位。
泥浆循环系统所用的钢制泥浆箱，尺寸为2.5m（宽）*6m（长）*2m（高），采用钢面板和工钢加劲制作而成，所占空间小，吊装方便；泥浆箱上安装1台15KW泥沙分离器，处理能力60m³/h，泥浆箱内通过钢板将泥浆箱分成两个封闭的隔离舱。
所选用的冲击反循环钻机，自重约50t，钻头将四个直径分别0.5m、1.0m、1.7m、2.5m的钻头集于一个钻头，形成锥形并在底面均匀熔透焊接钨金钢耐磨牙，钻头的重量达到23t以上；采用高频低幅冲击形式。
其施工方法，其特征是包括以下步骤：
（1）在钻孔桩钻进过程中采用冲击反循环钻机钻进, 所述冲击反循环钻机钻进时采用低幅度高频率运转，冲程约50cm以内，冲击频率可达32次/分；
（2）泥浆抽入桩位附近的钢制泥浆箱内；
（3）泥浆通过泥浆分离器分离，分离的钻渣和泥浆分别进入钢制泥浆箱两个封闭的隔离舱内；
（4）泥浆从钢制泥浆箱出口流入相邻钢护筒内，进一步沉淀；
（5）沉淀后的泥浆通过连通管流入孔内，泥浆循环施工。
本发明的有益效果：
1）根据此地质层选用的冲击反循环钻机，将以往分级钻进的四种直径渐变增大的钻头集于一个钻头，同时增大了钻头的重量，钻进过程中采用低幅度高频率的运转，在高强度斜岩面地质条件下很好的保证孔型质量。
2）冲击反循环钻机自带泥浆反循环功能，配合钢制泥浆箱和泥沙分离器，结合相邻钢护筒之间的连通管组成泥浆循环系统，采用此泥浆循环方法，钢制泥浆箱取代了以往大型泥浆池的设置，能够单独放置于桩位附近，泥浆循环效果明显，渣样留存方便，同时结构简洁，便于操作，施工效率高, 使钻孔桩施工进度、质量与环保得到有效控制。
3）在狭窄的水上平台上，泥浆循环系统空间占用小，每台钻机连同循环系统只占用3个孔位的空间，每个墩台可同时设置多台钻机同时施工，有利于现场生产组织。
4）结构简洁，成本低，快速简便，安全可靠，节省空间，对于平台空间小，地质为高强度斜面岩等复杂情况的钻孔桩施工具有很大的推广价值。
附图说明
附图1是钻进过程中泥浆循环示意图。
附图2是钻头在高强度斜面岩钻进示意图。
附图3是集四种直径渐变型钻头于一体的钻头。
具体实施方式
一种在狭窄的水上平台空间内高强度斜岩面的钻孔方法，该方法步骤分为：
（1）在钻孔桩钻进过程中采用冲击反循环钻机；
（2）在孔位附近配置钢制泥浆箱，泥浆箱通过隔离板设置隔离舱；
（3）泥浆通过泥浆分离器分离，分离的钻渣和泥浆分别进入钢制泥浆箱两个封闭的隔离舱内；
（4）泥浆从钢制泥浆箱流入相邻的护筒内，进一步沉淀。
（5）安装连通管，使沉淀后的泥浆流入孔内，泥浆循环施工。
所述钻孔方法，系采用冲击反循环钻机配置钢制泥浆箱和泥沙分离器结合相邻钢护筒之间的连通管组成的泥浆循环系统。采用此种泥浆循环方法，钢制泥浆箱取代了以往大型泥浆池的设置，能够单独放置于桩位附近，泥浆循环效果明显，渣样留存方便，并且易于运输至指点的排放地点，同时结构简洁，便于操作，施工速度快。使钻孔桩施工进度、质量与环保得到有效控制。
下面结合附图对本发明技术方案进一步说明
如附图1、2所示，针对高强度斜面岩的地质层，采用自重较小的冲击反循环钻机进行钻孔，钻进过程中采用低幅度高频率的运转，利用钻机自带泥浆反循环功能将钻渣从孔底抽出，经过泥浆分离器处理，钻渣分离存至泥浆箱隔舱内，泥浆通过钢制泥浆箱出口流入桩位相邻的护筒内，在此护筒内进一步沉淀后通过连通管返回至桩位。
如附图3所示，所述冲击反循环钻机钻头将四个直径分别0.5m、1.0m、1.7m、2.5m的钻头集于一个钻头，形成锥形并在底面均匀熔透焊接钨金钢耐磨牙，8*15*5cm。
Claims (6)
1.一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置，其特征是包括冲击反循环钻机和泥浆循环系统，其中，所述泥浆循环系统包括钢制泥浆箱、泥沙分离器、隔离板、钢护筒和连通管，所述钢制泥浆箱安装于桩位附近，钢制泥浆箱上安装有泥沙分离器，钢制泥浆箱内通过隔离板设置隔离舱，钢制泥浆箱出口连接钢护筒，钢护筒上部设有连通管连接桩位。
2.根据权利要求1所述的一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置，其特征是河床是高强度斜面岩，搭设的水上钻孔平台不能承受重型荷载，因此钻孔的设备选用的是自重50t的冲击反循环钻机。
3.根据权利要求1所述的一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置，其特征是所述冲击反循环钻机钻头将四个直径分别0.5m、1.0m、1.7m、2.5m的钻头集于一个钻头，形成锥形并在底面均匀熔透焊接钨金钢耐磨牙，尺寸为8*15*5cm；钻头的重量大于23t；采用高频低幅冲击形式，冲击频率为32次/分。
4.根据权利要求1所述的一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置，其特征是所述钢制泥浆箱尺寸为宽2.5m*长6m*高2m，采用钢面板和工钢加劲制作而成；所述泥浆箱上安装1台15KW泥沙分离器，处理能力60m³/h，泥浆箱内通过钢板将泥浆箱分成两个封闭的隔离舱。
5.如权利要求1所述的一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置的施工方法，其特征是包括以下步骤:
（1）在钻孔桩钻进过程中采用冲击反循环钻机钻进；
（2）泥浆抽入桩位附近的钢制泥浆箱内；
（3）泥浆通过泥浆分离器分离，分离的钻渣和泥浆分别进入钢制泥浆箱两个封闭的隔离舱内；
（4）泥浆从钢制泥浆箱出口流入相邻钢护筒内，进一步沉淀；
（5）沉淀后的泥浆通过连通管流入孔内，泥浆循环施工。
6.根据权利要求1所述的一种适用于狭窄空间内高强度斜岩面的钻孔装置的施工方法，其特征是所述冲击反循环钻机钻进时采用低幅度高频率运转，冲程50cm以内，冲击频率高于32次/分。
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