CN116733377A - 一种具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，属于旋挖成孔灌注柱施工的技术领域，是在现有提引器的基础上，增加高压输浆通路；输浆通路贯通上节、中节和下节，进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节、中节和下节的中轴线重合。本发明基于旋挖钻机之普通提引器进行设计改造优化，增设输浆通路，使其具有输送高压多元多相混合流体(如高压水泥浆液)的传输能力，且对提引器原有功能不产生任何不利影响。
Description
技术领域
本发明属于旋挖成孔灌注柱施工的技术领域，具体公开了一种具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法。
背景技术
近年来，建设领域很多重要建(构)筑物的基础采用钻孔灌注桩基础，对基桩的承载力要求越来越高。钻孔灌注桩旋挖成孔工艺因其对软土、硬土、杂填土、砂砾和风化岩石等地基适应性广泛、成孔速度快、施工效率高、成桩的承载力高而越来越多被采用。在深厚欠固结杂填土建筑场地，往往首选旋挖成孔工艺，钻孔护壁一般采用干作业方式，但在成孔时容易塌孔、灌注混凝土时还可能出现较为严重的漏浆，成桩后桩身易出现严重的离析甚至断桩。高压旋喷工艺是一种成熟的地基加固方法，特别适用于杂填土类场地，施工时通过钻杆前置“水龙头”将高压水泥浆液输入中空钻杆，选用不同的喷头和喷浆压力，能在土中形成柱状或环状结石加固体，可以用于旋挖成孔后桩孔底部加固和侧壁重塑护壁，能很好地解决桩身混凝土离析和断桩导致的废桩，但旋喷施工必须逐节拆装钻杆，而且孔深较大时施工效率很低，此外还存在动力严重不足的问题。因此在旋挖钻机上增加高压旋喷的功能亟待解决。
旋挖钻机的钻杆为一组外筒内芯嵌套组合式钻杆，其内芯杆前安装了一个提引器，这种提引器仅具有提吊钻杆时传递重力荷载和转动工况下牵引钢丝绳不随钻杆旋转的基本功能，并没有任何可供输送高压流体的上下贯通的通道。
发明内容
本发明提供一种具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，解决现有提引器无法输送高压流体的技术问题。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，是以现有提引器为基础，增加了输浆通路；
具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器包括上节、中节和下节，三者中轴线重合，上节和中节密封固定连接，上节设置有上节连接销槽口，下节设置有下节连接销槽口，中节和下节密封转动连接；
输浆通路贯通上节、中节和下节，进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节、中节和下节的中轴线重合。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，包括下述步骤：
S1，加工上节、中节和下节
上节由圆柱状材料加工而成，顶面沿轴向向下加工上节连接销槽口，底面环向向上切割形成插接段，底面沿轴向向上加工圆柱状槽口；上节连接销槽口、圆柱状槽口、上节自身三者的中轴线重合；圆柱状槽口自环形切割面之上为可密封腔室；自上节连接销槽口的侧壁顶面向下加工上节输浆通路至与可密封腔室的顶面连通，上节输浆通路底面的中心与可密封腔室顶面的中心重合；
中节由圆柱状材料加工而成，沿轴向加工贯通顶面和底面的中节通路；
下节由圆柱状材料加工而成，顶面环向向下切割形成提吊传力轴；提吊传力轴沿中轴线加工贯通孔，外壁加工两段外螺纹；下节的底面沿轴向向上加工下节连接销槽口；自下节连接销槽口的侧壁底面向上加工下节输浆通路至与提吊传力轴的贯通孔相通，下节输浆通路的顶面中心与传力轴的底面中心重合；
S2，装配上节、中节、下节和配件
配件包括油封、提吊推力轴承、传力套筒、提吊传力螺母、传力垫片、密封圈和中空密封套；
t1，将油封装入中节通路中，将下节和油封组成的组装件套装在提吊传力轴上，提吊传力轴和中节通路之间通过油封实现密封，将提吊推力轴承、传力套筒、提吊传力螺母依次装在提吊传力轴和中节通路构成的环形空间内，提吊传力轴和中节之间通过提吊推力轴承实现转动连接，提吊传力螺母与提吊传力轴的下段外螺纹连接；
t2，在提吊传力轴伸出中节的轴段上，安装传力垫片使其与中节通路的顶面平齐，然后安装密封圈和中空密封套，中空密封套与提吊传力轴的上段外螺纹连接，密封圈置于中空密封套外；
t3，将上节的插接段插入中节通路中与中节固定，压紧传力垫片，密封圈填充在可密封腔室和中空密封套之间的环形空间内，上节输浆通路、提吊传力轴的贯通孔和下节输浆通路组成输浆通路。
步骤t2中，中空密封套的顶面向外翻折，先将密封圈安装在中空密封套外，再将中空密封套安装在提吊传力轴的上段外螺纹上，中空密封套的顶面封闭提吊传力轴与可密封腔室之间的间隙。
步骤t2中，在提吊传力轴与中空密封套的顶面钉入轴向紧定螺丝紧固防松。
步骤S1中，还包括在上节输浆通路的顶面侧壁和下节输浆通路的底面侧壁上加工内螺纹；
步骤S2还包括t4，将上节浆液输入接口安装在上节输浆通路中，下节浆液输出接口安装在下节输浆通路中。
上节输浆通路分为上直线段和上斜线段，上直线段位于上节连接销槽口的侧壁中，上斜线段连接上直线段和提吊传力轴的贯通孔；下节输浆通路分为下斜线段和下直线段，下直线段位于下节连接销槽口的侧壁中，下斜线段连接下直线段和提吊传力轴的贯通孔；上直线段与上斜线段之间的夹角、上斜线段与提吊传力轴的贯通孔之间的夹角、提吊传力轴的贯通孔与下斜线段之间的夹角以及下斜线段与下直线段之间的夹角均为钝角。
本发明具有以下有益效果：
本发明基于旋挖钻机之普通提引器进行设计改造优化，增设输浆通路，使其具有输送高压多元多相混合流体(如高压水泥浆液)的传输能力，且对提引器原有功能不产生任何不利影响，为旋挖钻机进行高压旋喷工艺实现桩孔喷护提供关键技术基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为提引器上节+中节+下节的组合装配示意图；
图2为提引器上节的拆解示意图；
图3为提引器中节的拆解示意图；
图4为提引器下节的拆解示意图；
图5为曲面盖板A方向的示意图。
图中：1-上节；2-可密封腔室；3-中节；4-提吊传力轴；5-下节；6-下节浆液输出接口；7-下节输浆通路；8-油封；9-提吊推力轴承；10-传力套筒；11-提吊传力螺母；12-传力垫片；13-密封圈；14-中空密封套；15-上节输浆通路；16-上节浆液输入接口；17-连接销；18-曲面盖板；19-轴向紧定螺丝。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种基于旋挖钻机的具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器，包括上节1、中节3和下节5，三者中轴线重合；上节1设置有上节连接销槽口，下节5设置有下节连接销槽口；上节1和中节3密封固定连接，中节3和下节5密封转动连接；上节1、中节3和下节5设置有贯通的输浆通路；输浆通路的进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节1、中节3和下节5的中轴线重合。该高压旋喷单通道注浆提引器既保证了旋挖钻杆转动工况下钻杆重力荷载传递的既有功能，又实现了高压水泥浆液的动态传输。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器中，上节1中设置有可密封腔室2和上节输浆通路15；可密封腔室2位于上节连接销槽口的下方，贯通上节1的底面，中轴线与上节1的中轴线重合；上节输浆通路15与可密封腔室2连通；中节3设置有贯通顶面和底面的中节通路；下节5的顶面设置有提吊传力轴4，内部设置有下节输浆通路7；提吊传力轴4的内部中空，为输浆通路的中间段；下节输浆通路7与输浆通路的中间段连通；提吊传力轴4穿过中节通路和可密封腔室2，上节输浆通路15出口端平面、可密封腔室2顶面和提吊传力轴4上开口端平面三者共面且同心，使输浆通路在此处实现无间隙衔接，减小相互偏心磨损，提吊传力轴4与中节通路和可密封腔室2之间密封转动连接；上节输浆通路15、提吊传力轴4和下节输浆通路7组成输浆通路。上节输浆通路15和下节输浆通路7皆为内置方式，不改变提引器整体外型，也不需改变其他与之相关装置的装配参数及尺寸。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器，还包括提吊推力轴承9；提吊传力轴4与中节通路之间通过提吊推力轴承9转动连接。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器，还包括油封8；油封8位于提吊推力轴承9的下方，密封连接提吊传力轴4与中节通路，防止用于安装提吊推力轴承9的轴承室内润滑剂渗漏。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器，还包括密封圈13和中空密封套14；中空密封套14套设在提吊传力轴4上，顶面与提吊传力轴4平齐，顶面向向外翻折封闭提吊传力轴4与可密封腔室2之间的间隙；密封圈13密封连接中空密封套14和可密封腔室2。密封圈13在下节5转动工况下，于中空密封套14与可密封腔室2之间起密封作用，既保证下节5可转、又阻止高压流体从输浆通路渗入中节3内提吊推力轴承9的轴承室。密封圈13采用二段组合式耐高压抗磨密封圈组，动态密封性能得到提升。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器中，提吊传力轴4与中空密封套14之间螺纹连接，起到紧固和密封双重作用，无需再另外加装密封组件，有利于拆卸和重复装配，便于管路清洗及磨损后的配件更换；提吊传力轴4与中空密封套14的顶面钉入轴向紧定螺丝19紧固防松。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器，还包括传力套筒10、提吊传力螺母11和传力垫片12；传力套筒10内壁光滑，套设在吊传力轴4上，位于提吊推力轴承9的上方；提吊传力螺母11内壁设置有螺纹，与吊传力轴4外壁的螺纹连接，位于传力套筒10的上方；传力垫片12套设在吊传力轴4上，位于密封圈13和中空密封套14组成的整体与提吊传力螺母11之间，减少提吊传力螺母11因受力不均匀产生的过度磨损。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器中，上节1的底面设置有插接段，插接段内部中空，内径与可密封腔室2相同，插接段插设在中节通路中，底端位于传力套筒10和中节3之间。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器中，输浆通路的进口安装有上节浆液输入接口16，出口安装有下节浆液输出接口6。
上述具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器中，输浆通路的进口设置在上节连接销槽口侧壁的顶面上，出口设置在下节连接销槽口侧壁的底面上，上节浆液输入接口16和下节浆液输出接口6均收进沉入提引器外轮廓之内，确保提引器在进入旋挖钻杆内芯管工况时钻杆正常转动；上节浆液输入接口16通过对丝承接来自高压供浆后台的浆液输送胶管；下节浆液输出接口6通过对丝接至旋挖钻杆内芯管内之浆液输送胶管；上节输浆通路15分为上直线段和上斜线段，上直线段位于上节连接销槽口的侧壁中，上斜线段连接上直线段和输浆通路的中间段；下节输浆通路7分为下斜线段和下直线段，下直线段位于下节连接销槽口的侧壁中，下斜线段连接下直线段和输浆通路的中间段；上直线段与上斜线段之间的夹角、上斜线段与中间段之间的夹角、中间段与下斜线段之间的夹角以及下斜线段与下直线段之间的夹角均为钝角，全程无直角和锐角变向，流线顺畅，降低了高压多元多相混合流体(如高压水泥浆液)输送阻力，流体压力损失小。
实施例2
本实施例提供实施例1中单通道注浆提引器的制造方法，整体思路为：
在现有提引器的基础上，加工输浆通路；
新的提引器包括上节1、中节3和下节5，上节1和中节3密封固定连接，上节1设置有上节连接销槽口，下节5设置有下节连接销槽口，中节3和下节5密封转动连接，上节1、中节3和下节5的中轴线重合；输浆通路贯通上节1、中节3和下节5，进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节1、中节3和下节5的中轴线重合。
具体包括下述步骤。
S1，加工上节1、中节3和下节5
上节1、中节3和下节5材料采用高强度合金钢40Cr并经调质，外圆柱面车床成型、内圆柱面镗床成型、连接销槽口线切割成型，输浆通路钻床成型，斜孔开窗处坡口与曲面盖板18采用E55型焊条焊接，连接销盲孔精密镗床成型，具体过程如下所述。
上节1由圆柱状材料加工而成，顶面沿轴向向下加工上节连接销槽口，底面环向向上切割形成插接段，底面沿轴向向上加工圆柱状槽口；上节连接销槽口、圆柱状槽口和上节1三者的中轴线重合；圆柱状槽口自环形切割面之上为可密封腔室2；自上节连接销槽口的侧壁顶面向下加工上节输浆通路15至与可密封腔室2的顶面连通，上节输浆通路15底面的中心与可密封腔室2顶面的中心重合，在上节输浆通路15的顶面侧壁加工内螺纹；
中节3由圆柱状材料加工而成，沿轴向加工贯通顶面和底面的中节通路；
下节5由圆柱状材料加工而成，顶面环向向下切割形成提吊传力轴4；提吊传力轴4沿中轴线加工贯通孔，外壁加工两段外螺纹；下节5的底面沿轴向向上加工下节连接销槽口；自下节连接销槽口的侧壁底面向上加工下节输浆通路7至与提吊传力轴4的贯通孔相通，下节输浆通路7的顶面中心与传力轴4的底面中心重合，在下节输浆通路7的底面侧壁上加工内螺纹。
S2，装配上节1、中节3、下节5和配件
配件包括下节浆液输出接口6、油封8、提吊推力轴承9、传力套筒10、提吊传力螺母11、传力垫片12、密封圈13、中空密封套14、上节浆液输入接口16；
t1，将油封8装入中节通路中，将下节5和油封8组成的组装件套装在提吊传力轴4上，提吊传力轴4和中节通路之间通过油封8实现密封，将提吊推力轴承9、传力套筒10、提吊传力螺母11依次装在提吊传力轴4和中节通路构成的环形空间内，提吊传力轴4和中节3之间通过提吊推力轴承9实现转动连接，提吊传力螺母11与提吊传力轴4的下段外螺纹连接；
t2，在提吊传力轴4伸出中节3的轴段上，安装传力垫片12使其与中节通路的顶面平齐，然后安装密封圈13和中空密封套14，中空密封套14与提吊传力轴4的上段外螺纹连接，在提吊传力轴4与中空密封套14的顶面钉入轴向紧定螺丝19紧固防松，密封圈13置于中空密封套14外；
t3，将上节1的插接段插入中节通路中与中节3固定，压紧传力垫片12，密封圈13填充在可密封腔室2和中空密封套14之间的环形空间内，上节输浆通路15、提吊传力轴4和下节输浆通路7组成输浆通路；
t4，将上节浆液输入接口16安装在上节输浆通路15中，下节浆液输出接口6安装在下节输浆通路7中。
步骤t2中，中空密封套14的顶面向外翻折，先将密封圈13安装在中空密封套14外，再将中空密封套14安装在提吊传力轴4的上段外螺纹上，中空密封套14的顶面封闭提吊传力轴4与可密封腔室2之间的间隙。
上述高压旋喷单通道注浆提引器的制造完成后，上节浆液输入接口16通过对丝承接来自高压供浆后台的浆液输送胶管，下节浆液输出接口6通过对丝接至旋挖钻杆内芯管内之浆液输送胶管；然后上节连接销槽口装入提吊钢丝绳鸡心环，插入连接销17并锁定防松，下节连接销槽口装入旋挖钻杆扁头，插入连接销17后锁定防松。
上述高压旋喷单通道注浆提引器基于通用旋挖钻机平台、为单重管高压旋喷工艺提供单通道导浆通路，具体是一种旋挖钻机通用提引器与单重管高压旋喷钻机水笼头合二为一的上中下3节组合式提吊传力/浆液传送装置。1)提引器上节顶端设供上节浆液输入接口16经上节输浆通路15至其底端可密封腔室2；2)在可密封腔室2内设可转动的中空密封套14外加二段组合式耐高压抗磨密封圈组密封该腔室；3)延长提吊传力轴4至中空密封套14内，沿提吊传力轴4轴心设下节输浆通路7至下节5底面，由下节浆液输出接口6接至钻杆输浆管路，既解决了提引器传导高压旋喷所需水泥浆液的动态密封通路，又满足提引器在旋挖钻机钻杆提吊及转动工况下轴向荷载传递的既有功能。上述提引器配合旋挖钻机专用高压旋喷钻头，解决了深厚杂填土地基或深部强风化基岩中旋挖成孔工艺灌注桩深部松散孔壁采用高压旋喷护壁时加固半径小、传统旋喷钻机钻杆安拆效率低以及动力扭矩不足问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，其特征在于，在现有提引器的基础上，增加输浆通路；
具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器包括上节(1)、中节(3)和下节(5)，三者中轴线重合，上节(1)和中节(3)密封固定连接，上节(1)设置有上节连接销槽口，下节(5)设置有下节连接销槽口，中节(3)和下节(5)密封转动连接；
输浆通路贯通上节(1)、中节(3)和下节(5)，进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节(1)、中节(3)和下节(5)的中轴线重合。
2.根据权利要求1所述的具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1，加工上节(1)、中节(3)和下节(5)
所述上节(1)由圆柱状材料加工而成，顶面沿轴向向下加工上节连接销槽口，底面环向向上切割形成插接段，底面沿轴向向上加工圆柱状槽口；上节连接销槽口、圆柱状槽口和上节(1)三者的中轴线重合；圆柱状槽口自环形切割面之上为可密封腔室(2)；自上节连接销槽口的侧壁顶面向下加工上节输浆通路(15)至与可密封腔室(2)的顶面连通，上节输浆通路(15)底面的中心与可密封腔室(2)顶面的中心重合；
所述中节(3)由圆柱状材料加工而成，沿轴向加工贯通顶面和底面的中节通路；
所述下节(5)由圆柱状材料加工而成，顶面环向向下切割形成提吊传力轴(4)；提吊传力轴(4)沿中轴线加工贯通孔，外壁加工两段外螺纹；下节(5)的底面沿轴向向上加工下节连接销槽口；自下节连接销槽口的侧壁底面向上加工下节输浆通路(7)至与提吊传力轴(4)的贯通孔相通，下节输浆通路(7)的顶面中心与传力轴(4)的底面中心重合；
S2，装配上节(1)、中节(3)、下节(5)和配件
所述配件包括油封(8)、提吊推力轴承(9)、传力套筒(10)、提吊传力螺母(11)、传力垫片(12)、密封圈(13)和中空密封套(14)；
t1，将油封(8)装入中节通路中，将下节(5)和油封(8)组成的组装件套装在提吊传力轴(4)上，提吊传力轴(4)和中节通路之间通过油封(8)实现密封，将提吊推力轴承(9)、传力套筒(10)、提吊传力螺母(11)依次装在提吊传力轴(4)和中节通路构成的环形空间内，提吊传力轴(4)和中节(3)之间通过提吊推力轴承(9)实现转动连接，提吊传力螺母(11)与提吊传力轴(4)的下段外螺纹连接；
t2，在提吊传力轴(4)伸出中节(3)的轴段上，安装传力垫片(12)使其与中节通路的顶面平齐，然后安装密封圈(13)和中空密封套(14)，中空密封套(14)与提吊传力轴(4)的上段外螺纹连接，密封圈(13)置于中空密封套(14)外；
t3，将上节(1)的插接段插入中节通路中与中节(3)固定，压紧传力垫片(12)，密封圈(13)填充在可密封腔室(2)和中空密封套(14)之间的环形空间内，上节输浆通路(15)、提吊传力轴(4)的贯通孔和下节输浆通路(7)组成输浆通路。
3.根据权利要求2所述的具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，其特征在于，步骤t2中，中空密封套(14)的顶面向外翻折，先将密封圈(13)安装在中空密封套(14)外，再将中空密封套(14)安装在提吊传力轴(4)的上段外螺纹上，中空密封套(14)的顶面封闭提吊传力轴(4)与可密封腔室(2)之间的间隙。
4.根据权利要求2或3所述的具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，其特征在于，步骤t2中，在提吊传力轴(4)与中空密封套(14)的顶面钉入轴向紧定螺丝(19)紧固防松。
5.根据权利要求2所述的具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，其特征在于，步骤S1中，还包括在上节输浆通路(15)的顶面侧壁和下节输浆通路(7)的底面侧壁上加工内螺纹；
步骤S2还包括t4，将上节浆液输入接口(16)安装在上节输浆通路(15)中，下节浆液输出接口(6)安装在下节输浆通路(7)中。
6.根据权利要求2所述的具有高压旋喷功能的单通道注浆提引器的制造方法，其特征在于，上节输浆通路(15)分为上直线段和上斜线段，上直线段位于上节连接销槽口的侧壁中，上斜线段连接上直线段和提吊传力轴(4)的贯通孔；
下节输浆通路(7)分为下斜线段和下直线段，下直线段位于下节连接销槽口的侧壁中，下斜线段连接下直线段和提吊传力轴(4)的贯通孔；
上直线段与上斜线段之间的夹角、上斜线段与提吊传力轴(4)的贯通孔之间的夹角、提吊传力轴(4)的贯通孔与下斜线段之间的夹角以及下斜线段与下直线段之间的夹角均为钝角。
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