CN118346168A - 一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明要解决的技术问题是提供一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，碎渣从反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤内置的返渣通道排出到外部，不再从锤体的外侧直接排出，扶正器和锤体外径相同与孔壁相对间隙做到最小，有较好的扶正、导正作用，从而避免岩层钻孔发生偏斜。启动供气系统提供压缩空气驱动全孔反循环集束式潜孔锤的各个冲击器动作；驱动反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤旋转，控制全孔反循环集束式潜孔锤下降，使全孔反循环集束式潜孔锤一边旋转一边向硬岩地层高频率冲击打孔；碎渣在冲击器的排气气流的作用下从反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤内置的返渣通道排出到外部。

Description

一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程施工领域，尤其是涉及全孔反循环集束式潜孔锤技术领域，具体涉及一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法。

背景技术

在基建岩土钻孔施工领域中，例如，1、基岩咬合桩的地连墙施工，桩的垂直度要求较高，一旦钻孔偏移，桩与桩不能咬合，易造成基坑内涌水涌砂，极易造成基坑坍塌事故。因没有保证成孔垂直度的工法，所以基岩深孔咬合桩的地连墙一般不敢采用。2、基岩地层，双轮铣施工的地连墙超前引孔。对于坚硬的地连墙，双轮铣直接铣槽难度非常大，铣槽之前先打N个超前引孔。引孔的垂直度要求较高，一旦偏移，反而增加铣槽的难度。3、钢管柱桩，预制的圆柱方桩，基岩地层成孔。要求的垂直度很高，一旦偏移，成型的桩不可能下入孔内/4、大口径基岩成孔，多级扩孔成孔工艺，先用全孔反循环集束式潜孔锤超前引孔，然后再用带导正的 桩或扩孔潜孔锤进行扩孔，有了超前引孔的零空面，扩孔进度大大加快。但引孔的垂直度要高，引孔偏移，扩孔的难度极大，甚至扩孔失败。5、矿区的井下投料孔、通风孔、及救援孔，要求的垂直度比较高，特别是成孔要求与地下巷道相通的孔，成孔偏移就是废孔。6、普通的基岩桩孔，成孔速度快，孔底无沉渣，保证垂直度，成桩质量高，满足环保要求，返渣通道上下独立直通，也可以用做注浆使用，成孔不用提钻，连接注浆管与注浆泵后，可直接注浆或混凝土使用。 从上述介绍得知，岩石层钻孔需要保证钻孔的垂直度。

然而，在现有的基建建筑岩土钻孔施工中，通常会遇到坚硬的岩石地层，经常出现大口径岩石地层成孔效率低、钻孔不垂直、成孔偏斜严重， 达不到成孔垂直度设计指标及工期要求，这主要因为正循环或局部反循环潜孔锤钻头体外壳与孔壁必须留足一定的排渣间隙，间隙太小，影响排渣效果，影响进尺速度。有排渣槽的钻头体外壳与孔壁间隙小也容易造成卡钻事故，但加大了钻头体外壳与孔壁的间隙，没导正作用，岩层钻孔就会偏斜。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，碎渣从反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤内置的返渣通道排出到外部，不再从锤体的外侧直接排出，扶正器和锤体外径相同与孔壁相对间隙做到最小，有较好的扶正、导正作用，从而避免岩层钻孔发生偏斜。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，包括以下步骤：

S01、测量放样，设备进场，准备供气系统、扶正器、全孔反循环集束式潜孔锤和多节反循环钻杆；

扶正器的外径与全孔反循环集束式潜孔锤的外径相同；

S02、驱动套管在软土地层上垂直引孔至硬岩地层；

S03、将反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤连接；

启动供气系统提供压缩空气驱动全孔反循环集束式潜孔锤的各个冲击器动作；

驱动反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤旋转，控制全孔反循环集束式潜孔锤下降，使全孔反循环集束式潜孔锤一边旋转一边向硬岩地层高频率冲击打孔；

S04、碎渣在冲击器的排气气流的作用下从反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤内置的返渣通道排出到外部。

进一步的，所述扶正器包括圆柱形的支架，所述支架的中心设有输气通道，所述输气通道的两端分别设有与其连通的内接头和外接头；

所述支架内沿着轴线方向还设有至少一根排渣管，所述排渣管的一端能与所述全孔反循环集束式潜孔锤的返渣通道连通、另一端与所述反循环钻杆的返渣通道连通。

进一步的，所述内接头和外接头均为六边形连接柱，所述扶正器的高度大于所述全孔反循环集束式潜孔锤的高度。

进一步的，在步骤S01中，还包括送气回转器、动力头驱动主杆和回转排渣器，所述送气回转器、动力头驱动主杆、回转排渣器和反循环钻杆从上往下依次接通。

进一步的，在步骤S03中，供气系统通过送气管将压缩气体输送至送气回转器，送气回转器将压缩气体送至反循环钻杆直至全孔反循环集束式潜孔锤。

进一步的，在步骤S03中，通过旋流除渣器与回转排渣器连接，在旋流除渣器的旋流作用下，收集返渣通道内的碎渣。

进一步的，所述供气系统为空气压缩机。

本发明与现有技术相比所取得的有益效果如下：

1、反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤的内部形成有返渣通道，碎渣从反循环钻杆、扶正器与全孔反循环集束式潜孔锤内置的返渣通道排出到外部，不再从锤体的外侧直接排出，扶正器的外径与全孔反循环集束式潜孔锤的锤体外径相同，与孔壁相对间隙最小，有很好的扶正、导正作用，从而避免岩层钻孔发生偏斜；

2、通过本发明所述的方法，能保证在坚硬岩石地层大口径成孔垂直度误差在千分之一以内，并提高5-10倍的施工效率；

3.可以彻底清理孔底沉渣，完全保证桩基孔底沉渣深度要求，有效防止桩基下沉。

4. 本发明通过旋流除渣器能够将碎渣集中收集，使噪音、扬尘等污染完全符合国家绿色建筑的环保政策要求。

附图说明

图1为本发明中套管钻孔软土地层示意图；

图2为本发明中全孔反循环集束式潜孔锤施工示意图；

图3为本发明所述扶正器示意图；

图中：1、扶正器，11、输气通道，12、内接头，13、外接头，14、排渣管，2、全孔反循环集束式潜孔锤，3、反循环钻杆，4、送气回转器，5、动力头驱动主杆，6、回转排渣器，7、空气压缩机，8、旋流除渣器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

如图1-3所示，本实施例公开一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，包括以下步骤：

S01、测量放样，设备进场，准备供气系统、扶正器1、全孔反循环集束式潜孔锤2、多节反循环钻杆3、送气回转器4、动力头驱动主杆5和回转排渣器6；

在该步骤中，全孔反循环集束式潜孔锤2选用我司研发的独立式多通道全孔反循环集束式潜孔锤即可（公告号为CN115788280B的专利文件已经公开此内容，在此不详细描述）；

扶正器1整体的外径与全孔反循环集束式潜孔锤2的外径相同，扶正器1的高度大于全孔反循环集束式潜孔锤的高度。扶正器1包括圆柱形的支架，在支架的中心设置有输气通道11，方便压缩气体输送。输气通道11的两端分别安装有与其连通的内接头12和外接头13，为了方便连接，内接头和外接头设计为六边形连接柱。支架内沿着轴线方向安装有四根排渣管14，排渣管14的一端能与全孔反循环集束式潜孔锤2的返渣通道连通、另一端与反循环钻杆3的返渣通道连通；

S02、对于基岩以上的软土地层，采用全回转套管钻机驱动套管或旋挖钻机驱动套管在软土地层上垂直引孔至硬岩地层，保证下入套管的垂直度；

S03、将送气回转器4、动力头驱动主杆5、回转排渣器6、反循环钻杆3、扶正器1与全孔反循环集束式潜孔锤2从上往下依次接通；

启动供气系统，在本实施例中，供气系统选用空气压缩机7，供气系统通过送气管将压缩气体输送至送气回转器4，送气回转器4将压缩气体送至反循环钻杆3直至全孔反循环集束式潜孔锤2驱动全孔反循环集束式潜孔锤2的各个冲击器动作；

驱动反循环钻杆3、扶正器1与全孔反循环集束式潜孔锤2旋转，控制全孔反循环集束式潜孔锤2下降，使全孔反循环集束式潜孔锤2一边旋转一边向硬岩地层高频率冲击打孔；

在岩层钻孔内全孔反循环集束式潜孔锤2往下移动时，扶正器保证反循环钻杆垂直，能够对反循环钻杆起到扶正、导正作用，从而避免岩层钻孔发生偏斜；

S04、碎渣在冲击器的排气气流的作用下从反循环钻杆3、扶正器1与全孔反循环集束式潜孔锤2内置的返渣通道排至回转排渣器6；

通过旋流除渣器8与回转排渣器6连接，在旋流除渣器的旋流作用下，收集返渣通道内的碎渣。本发明通过旋流除渣器能够将碎渣集中收集，使噪音、扬尘等污染完全符合国家绿色建筑的环保政策要求。

Claims (7)

1.一种全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、测量放样，设备进场，准备供气系统、扶正器（1）、全孔反循环集束式潜孔锤（2）和多节反循环钻杆（3）；

扶正器（1）的外径与全孔反循环集束式潜孔锤（2）的锤体外径相同；

S02、驱动套管在软土地层上垂直引孔至硬岩地层；

S03、将反循环钻杆（3）、扶正器（1）与全孔反循环集束式潜孔锤（2）连接；

启动供气系统提供压缩空气驱动全孔反循环集束式潜孔锤（2）的各个冲击器动作；

驱动反循环钻杆（3）、扶正器（1）与全孔反循环集束式潜孔锤（2）旋转，控制全孔反循环集束式潜孔锤（2）下降，使全孔反循环集束式潜孔锤（2）一边旋转一边向硬岩地层高频率冲击打孔；

S04、碎渣在冲击器的排气气流的作用下从反循环钻杆（3）、扶正器（1）与全孔反循环集束式潜孔锤（2）内置的返渣通道排出到外部。

2.根据权利要求1所述的全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，其特征在于，所述扶正器（1）包括圆柱形的支架，所述支架的中心设有输气通道（11），所述输气通道（11）的两端分别设有与其连通的内接头（12）和外接头（13）；

所述支架内沿着轴线方向还设有至少一根排渣管（14），所述排渣管（14）的一端能与所述全孔反循环集束式潜孔锤（2）的返渣通道连通、另一端与所述反循环钻杆（3）的返渣通道连通。

3.根据权利要求2所述的全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，其特征在于，所述内接头和外接头均为六边形连接柱，所述扶正器（1）的高度大于所述全孔反循环集束式潜孔锤的高度。

4.根据权利要求1所述的全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，其特征在于，在步骤S01中，还包括送气回转器（4）、动力头驱动主杆（5）和回转排渣器（6），所述送气回转器（4）、动力头驱动主杆（5）、回转排渣器（6）和反循环钻杆（3）从上往下依次接通。

5.根据权利要求4所述的全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，其特征在于，

在步骤S03中，供气系统通过送气管将压缩气体输送至送气回转器（4），送气回转器（4）将压缩气体送至反循环钻杆（3）直至全孔反循环集束式潜孔锤（2）。

6.根据权利要求4所述的全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，其特征在于，在步骤S03中，通过旋流除渣器与回转排渣器（6）连接，在旋流除渣器的旋流作用下，收集返渣通道内的碎渣。

7.根据权利要求1-6任一项所述的全孔反循环集束式潜孔锤施工方法，其特征在于，所述供气系统为空气压缩机（7）。