CN115573379A - 山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力施工技术领域，公开了一种山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，先采用潜孔冲击钻机，沿基坑区域边缘钻连续的多个边孔；然后在基坑区域内部钻多个劈裂孔，多个劈裂孔间隔分布。本发明能够一次钻孔至设计深度，节省人工成本，且极大提高基坑掏挖过程中的钻孔施工效率；本发明采用先钻连续边孔，再钻劈裂孔的施工顺序，便于在基坑区域获得平整的基坑壁，并确保后续的岩石劈裂影响基坑周边岩层的稳固性。

Description

山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法

技术领域

本发明涉及电力施工技术领域，尤其涉及一种山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法。

背景技术

目前山区电力塔架基础建设施工过程中，通常是采用的水磨钻机(一种磨削钻机)沿基坑边缘钻连续孔，形成自由面，然后采用手持风镐人工破碎基坑范围内其它区域的岩石。由于水磨钻机每次钻孔深度有限，需要多次钻孔-破碎-钻孔-破碎交替施工，才能满足基坑深度要求，而且钻孔速度很慢，导致基坑掏挖效率底，工期长，人工成本高，严重制约山区电力塔架架设工程整体施工进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，以解决基坑掏挖的施工效率低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，包括如下步骤：

S1，采用潜孔冲击钻机，沿基坑区域边缘钻连续的边孔；

S2，在所述基坑区域内部钻劈裂孔，多个所述劈裂孔间隔分布。

可选地，步骤S1具体过程为：

S11，在基坑区域的边缘钻第k个所述边孔至设计深度，退出钻具；k为整数，且1≤k≤N，N为所述边孔的总数；如果k＜N，执行步骤S12，否则执行步骤S15；

S12，在第k个所述边孔内安装防护套管；

S13，令k+1；

S14，将定位环对准第k个所述边孔，返回步骤S11；

S15，结束。

可选地，所述防护套管的外径等于所述边孔的内径，所述防护套管贯穿所述边孔的设计深度设置。

可选地，所述防护套管的顶端设有吊环。

可选地，所述防护套管包括延长管，所述延长管的顶端设有导向筋，所述防护套管的底端沿所述导向筋抵接于所述延长管的顶端。

可选地，所述定位环的孔径等于所述边孔的内径，所述定位环固定设于所述防护套管的顶端的外侧壁。

可选地，步骤S2具体过程为：

S21，采用所述潜孔冲击钻机在所述基坑区域内部钻劈裂孔至掏挖深度；

S22，在所述劈裂孔内放入封孔器；

S23，在所述封孔器上方的所述劈裂孔内放入劈裂棒以劈裂岩石；

S24，取出所述劈裂棒，清理碎石；

S25，将所述封孔器下移，重复步骤S23-S24，直到掏挖结束。

可选地，所述劈裂棒为液压劈裂棒，所述劈裂棒的顶端连接增压泵。

可选地，所述封孔器距离所述劈裂棒的底端的距离为200-300mm。

可选地，所述潜孔冲击钻机包括：

钻机，所述钻机固定在地面；

钻机推进梁，所述钻机推进梁竖直设置，所述钻机推进梁与所述钻机铰接固定；

旋转动力头，设置在所述钻机推进梁上且能够沿所述钻机推进梁的长轴方向滑动；

钻杆，所述钻杆的顶端连接所述旋转动力头，底端设置冲击器和钻头；

集尘罩，所述集尘罩绕所述钻杆设置并固定在地面上以密封钻孔。

本发明的有益效果：

本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，由于潜孔冲击钻机在山区岩石地层的钻孔速度可以达到200-700mm/min，是水磨钻机的钻孔速度的20-60倍，且可以一次性完成孔深大于10m的钻孔，钻孔深度能力是水磨钻机的20倍，连续孔的钻孔过程不必分段，一次钻孔至设计深度，节省人工成本，且极大提高基坑掏挖过程中的钻孔施工效率。本发明采用先钻连续边孔，再钻劈裂孔的施工顺序，便于在基坑区域获得平整的基坑壁，并确保后续的岩石劈裂影响基坑周边岩层的稳固性。

附图说明

图1是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法在圆形基坑区域钻边孔和劈裂孔的示意图；

图2是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法在方形基坑区域钻边孔和劈裂孔的示意图；

图3是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法中边孔的钻孔流程图；

图4-图9是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法中钻边孔的过程示意图；

图10是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法中防护套管的结构示意图；

图11是图10的俯视图；

图12是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法中防护套管和延长管在边孔内的安装示意图；

图13是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法中延长管的结构示意图；

图14是图13的俯视图；

图15是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法中钻劈裂孔的示意图；

图16是本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法中潜孔冲击钻机的结构示意图。

图中：

100、潜孔冲击钻机；101、钻机；102、钻机推进梁；103、旋转动力头；104、钻杆；105、集尘罩；106、冲击器；107、钻头；

1、边孔；2、劈裂孔；3、防护套管；31、吊环；4、定位环；5、延长管；51、导向筋；6、封孔器；7、劈裂棒；8、增压泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，包括如下步骤：

S1，采用潜孔冲击钻机100，沿基坑区域边缘钻连续的多个边孔1；

S2，在基坑区域内部钻多个劈裂孔2，多个劈裂孔2间隔分布在连续的边孔1中间。

如图1和图2所示分别为圆形和方形的基坑区域上钻孔示意图，在圆形基坑区域的边缘连续钻边孔1，在方形基坑区域的边缘连续钻边孔1，在边孔1形成的区域内钻劈裂孔2。劈裂孔2在边孔1形成的区域内间隔钻孔。本发明采用先钻连续边孔1，再钻劈裂孔2的施工顺序，便于在基坑区域获得平整的基坑壁，并确保后续的岩石劈裂影响基坑周边岩层的稳固性。

本发明的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，由于潜孔冲击钻机100在山区岩石地层的钻孔速度可以达到200-700mm/min，是水磨钻机的钻孔速度的20-60倍，且可以一次性完成孔深大于10m的钻孔，钻孔深度能力是水磨钻机的20倍，连续边孔1的钻孔过程不必分段，一次钻孔至设计深度，节省人工成本，且极大提高基坑掏挖过程中的钻孔施工效率。

可选地，结合图3所示流程图，步骤S1具体过程包括：

S11，在基坑区域的边缘钻第k个边孔1至设计深度，退出钻具；k为整数，且1≤k≤N，N为边孔1的总数；如果k＜N，执行步骤S12，否则执行步骤S15；

如图4所示，本发明采用潜孔冲击钻机100，实现一次钻孔至设计深度，大大提高钻孔效率。其中退出钻具是指将潜孔冲击钻机100的冲击器106和钻头107提升至离开边孔1。

S12，在第k个边孔1内安装防护套管3；

如图5所示，防护套管3贯穿在边孔1的设计深度内，用以保护边孔1，防护套管3占据了边孔1的孔道，避免钻相邻的下一个边孔1期间钻头穿入当前已经钻好的边孔1内，导致卡钻或钻孔失败。

S13，令k+1；

S14，将定位环4对准第k个边孔1，返回步骤S11；

S15，结束。

如图5-图9所示，边孔1内放入防护套管3后，定位环4对准下一个钻孔孔位，钻头与定位环4对准，如图6，在钻头上方设置集尘罩105进行密封以防止钻孔过程中尘土飞扬污染环境。如图7，钻头沿定位环4向下钻孔至设计深度，定位环4可以限定钻孔位置，避免偏离。如图8，将防护套管3从第一个边孔1拿出并放入下一个边孔1内，定位环4依次对准下一个钻孔孔位，重复该过程得到多个边孔1如图9所示，直到所有边孔1钻孔完毕。可以理解，基坑区域边缘为连续的边孔1，在最后一个边孔1钻孔时，除了在前一个边孔1内设置防护套管3，还可以在第一个边孔1内设置防护套管3，以对当前最后一个边孔1的两侧的相邻两个边孔1进行防护。

可选地，防护套管3的外径等于边孔1的内径，防护套管3贯穿边孔1的设计深度设置。

可以理解，防护套管3贯穿边孔1的设计深度设置，用于保护当前边孔1，避免相邻边孔1在钻孔时发生卡钻等问题。

可选地，防护套管3的顶端设有吊环31。

如图10和图11所示，吊环311为U型环，两端焊接在防护套管3的顶端的内壁，用于提拉或下方防护套管3。定位环4可以通过两个加强筋焊接在防护套管3的顶端外壁。防护套管3的长度为L1。

可选地，防护套管3包括延长管5，延长管5的顶端设有导向筋51，防护套管3的底端沿导向筋51抵接于延长管5的顶端。

如图12所示，当防护套管3的长度L1小于设计深度时，需要在边孔1内设置延长管5，延长管5设置在防护套管3的下方起到延长的效果，以对设计深度的边孔1进行防护支撑。如图13所示，设计延长管5的长度为L2，防护套管3和n个延长管5的长度和(L1+nL2)等于边孔1的设计深度，n为大于等于1的整数。其中，延长管5的个数n不限于一个，在安装工况下，延长管5和防护套管3的长度可以设定为标准值，并根据设计深度增设延长管5的数量。延长管5与防护套管3具有相同尺寸处内孔和外径。

如图13和图14所示，延长管5顶端的导向筋51为U型环结构，优选两个十字交叉的U型环结构，导向筋51开口朝下并焊接在延长管5的端部内壁，确保导向筋51的外径小于防护套管3和延长管5的内径，在下方安装时起到导向作用。

可选地，定位环4的孔径等于边孔1的内径，定位环4固定设于防护套管3的顶端的外侧壁。

如图10和图11所示，定位环4的轴向方向与防护套管3的轴向方向平行，当防护套管3设于边孔1内时，转动防护套管3使得定位环4与下一个边孔1的钻孔孔位对准，定位环4具有一定轴向高度以便更好的定位钻头。

可选地，步骤S2具体过程为：

S21，采用潜孔冲击钻机100在基坑区域内部钻劈裂孔2至掏挖深度；

S22，在劈裂孔2内放入封孔器6；

S23，在封孔器6上方的劈裂孔2内放入劈裂棒7以劈裂岩石；

S24，取出劈裂棒7，清理碎石；

S25，将封孔器6下移，重复步骤S23-S24，直到掏挖结束。

结合图15，通过潜孔冲击钻机100，可以在基坑区域内一次钻劈裂孔2至掏挖深度。本发明实施例采用对劈裂孔2深度方向多次劈裂的方式，先将封孔器6设置在劈裂孔2内第一位置，第一位置到地面孔口的距离大于劈裂棒7的长度，优选地，每次在放入封孔器6时，封孔器6距离劈裂棒7的底端的距离为200-300mm。分段分批的劈裂碎石，利于提高碎石效果，封孔器6可以避免碎石坠入下方的劈裂孔2内，便于及时清理碎石，提高降低下一个劈裂周期的劈裂难度，提高整体劈裂效率。

可选地，劈裂棒7为液压劈裂棒，液压劈裂棒的顶端连接增压泵8。

本发明实施例中，劈裂棒7的顶端通过液压管路连接增压泵8，液压管路上行设置控制阀。增压泵8为液压增压泵，产生的高压液压油为60-80MPa，通过增压泵8驱动劈裂棒7分裂岩石，可以提高碎石效率。

可选地，本发明所采用的潜孔冲击钻机100包括钻机101、钻机推进梁102、旋转动力头103、钻杆104和集尘罩105，如图16，钻机101固定在地面；钻机推进梁102竖直设置，钻机推进梁102与钻机101铰接固定；旋转动力头103设置在钻机推进梁102上且能够沿钻机推进梁102的长轴方向滑动；钻杆104的顶端连接旋转动力头103，底端设置冲击器106和钻头107；集尘罩105绕钻杆104设置并固定在地面上以密封钻孔。

具体地，本发明的潜孔冲击钻机100是一种冲击式锚杆钻机，也可以采用现有的其他冲击钻机，本实施例中未详尽说明的结构和构造可以通过现有技术来实现。补充说明的，钻机推进梁102上通过两个铰接点铰接钻机101，钻机101能够通过一个铰接点处的驱动机构驱动钻机推进梁102的升降运动或转动。

综上，本发明提供的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，大大提高了基础岩石基坑掏挖的施工效率和降低施工成本，并降低了人工劳动强度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，采用潜孔冲击钻机(100)，沿基坑区域边缘钻连续的多个边孔(1)；

S2，在所述基坑区域内部钻多个劈裂孔(2)，多个所述劈裂孔(2)间隔分布。

2.根据权利要求1所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，步骤S1具体过程为：

S11，在基坑区域的边缘钻第k个所述边孔(1)至设计深度，退出钻具；k为整数，且1≤k≤N，N为所述边孔(1)的总数；如果k＜N，执行步骤S12，否则执行步骤S15；

S12，在第k个所述边孔(1)内安装防护套管(3)；

S13，令k+1；

S14，将定位环(4)对准第k个所述边孔(1)，返回步骤S11；

S15，结束。

3.根据权利要求2所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，所述防护套管(3)的外径等于所述边孔(1)的内径，所述防护套管(3)贯穿所述边孔(1)的设计深度设置。

4.根据权利要求2所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，所述防护套管(3)的顶端设有吊环(31)。

5.根据权利要求2所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，所述防护套管(3)包括延长管(5)，所述延长管(5)的顶端设有导向筋(51)，所述防护套管(3)的底端沿所述导向筋(51)抵接于所述延长管(5)的顶端。

6.根据权利要求2所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，所述定位环(4)的孔径等于所述边孔(1)的内径，所述定位环(4)固定设于所述防护套管(3)的顶端的外侧壁。

7.根据权利要求1所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，步骤S2具体过程为：

S21，采用所述潜孔冲击钻机(100)在所述基坑区域内部钻劈裂孔(2)至掏挖深度；

S22，在所述劈裂孔(2)内放入封孔器(6)；

S23，在所述封孔器(6)上方的所述劈裂孔(2)内放入劈裂棒(7)以劈裂岩石；

S24，取出所述劈裂棒(7)，清理碎石；

S25，将所述封孔器(6)下移，重复步骤S23-S24，直到掏挖结束。

8.根据权利要求7所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，所述劈裂棒(7)为液压劈裂棒，所述劈裂棒(7)的顶端连接增压泵(8)。

9.根据权利要求7所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，所述封孔器(6)距离所述劈裂棒(7)的底端的距离为200-300mm。

10.根据权利要求1所述的山区电力塔架基坑快速破碎掏挖施工方法，其特征在于，所述潜孔冲击钻机(100)包括：

钻机(101)，所述钻机(101)固定在地面；

钻机推进梁(102)，所述钻机推进梁(102)竖直设置，所述钻机推进梁(102)与所述钻机(101)铰接固定；

旋转动力头(103)，设置在所述钻机推进梁(102)上且能够沿所述钻机推进梁(102)的长轴方向滑动；

钻杆(104)，所述钻杆(104)的顶端连接所述旋转动力头(103)，底端设置冲击器(106)和钻头(107)；

集尘罩(105)，所述集尘罩(105)绕所述钻杆(104)设置并固定在地面上以密封钻孔。

Images