CN203080528U - 钻喷一体化地基处理专用钻具组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钻喷一体化地基处理专用钻具组件，钻具组件包括钻头和钻杆，钻杆径向截面投影小于钻头径向截面投影，所述的钻杆内含有气管、水管、浆管；所述的钻头内有喷气管，喷气管分别与钻头前部设置轴向方向的第一喷气孔和钻头后部径向方向上的第二喷气孔相连；钻头内有喷水管，喷水管分别与钻头前部轴向方向的第一喷水管和钻头后部径向方向的第二喷水孔相连；钻头内有喷浆管，喷浆管与钻头径向上的喷浆孔相连；钻头的后部与钻杆固定连接，钻头的喷气管与钻杆的气管对应连通，钻头的喷水管与钻杆的水管对应连通，钻头的喷浆管与钻杆的浆管对应连通。实现了钻孔和灌浆一道工序完成，不仅方便钻孔作业而且增加了钻头寿命的钻具组件。

Description

钻喷一体化地基处理专用钻具组件

技术领域

本实用新型涉及一种采用钻喷一体化地基处理方法的专用钻具组件。

背景技术

目前岩土工程防渗加固处理的传统方法为先钻先导孔，后下喷射管进行高压喷射灌浆，该传统方法只在提升时才进行高压喷射，因此称为单程式高压喷射灌浆，由于是先钻孔然后下喷射管进行高压喷射，因此其钻孔时，不用高压射流的钻孔直径较小，并且高喷时水泥用量大，水泥浪费严重，而且由于单程式高压喷射灌浆采用钻机钻孔，然后再用高压喷射灌浆设备进行高压喷射，所以设备复杂，人员繁冗，提高了工程造价，从技术上来讲，单程式高压喷射的钻孔垂直度是通过先钻孔，然后用测斜仪下放至钻孔内进行斜度测量，工序复杂，如果测斜出现孔斜率过大，还需要洗孔纠偏，甚至重新造孔，当单程式高压喷射灌浆在摆喷时，其喷嘴部位的成墙较薄，不能保证工程质量，另外，单程式高压喷射灌浆是先用钻机造孔，后移开钻机，将高压喷射台车移动至钻孔位置，然后下喷浆管进行高压喷射，这种操作存在的弊端在于当遇到卵石、砂及淤泥地层时，钻机的钻孔很难成孔，并且容易塌孔、埋钻杆，无法放置喷射管，使用时，需要10位熟练操作人员（现场约6～7人，后场3人）进行操作，费时费力。

目前，所使用的钻具组件通常是简单的、没有其他功能的单纯钻具，利用钻孔台车的电机带动钻杆及钻头旋转钻孔作业，采用普通的钻头实际使用深度小于1600m,所以钻头在日常使用时磨损大，需要经常更换，而且不能满足喷射高压空气、高压水、高压水泥浆液的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以在钻孔的同时喷射高压水、高压空气和高压水泥浆液的专用钻具组件，不仅要使钻孔作业更方便而且需要增加钻头寿命的钻具组件。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种钻喷一体化地基处理专用钻具组件，钻具组件包括钻头和钻杆，钻杆径向截面投影小于钻头径向截面投影，钻杆内含有气管、水管、浆管；

此钻具组件的钻头内有喷气管，喷气管分别与钻头前部设置轴向方向的第一喷气孔和钻头后部径向方向上的第二喷气孔相连；钻头内有喷水管，喷水管分别与钻头前部轴向方向的第一喷水管和钻头后部径向方向的第二喷水孔相连；钻头内有喷浆管，喷浆管与钻头径向上的喷浆孔相连；

钻头的后部与钻杆固定连接，钻头的喷气管与钻杆的气管对应连通，钻头的喷水管与钻杆的水管对应连通，钻头的喷浆管与钻杆的浆管对应连通。

采用这种结构，钻杆为内含三个输送管，三个输送管是输气管、输水管、输浆管，分别用来输送高压空气、高压水、高压水泥浆液；将输水管与输浆管分离可以保证在灌浆过程中水泥浆液的浓度，而且可以防止输送管内堵塞。

钻头中喷气管分别与钻头前部设置轴向方向的第一喷气孔和钻头后部径向方向上的第二喷气孔相连，使得高压空气可以分别延钻头轴向方向向下和延钻头径向方向喷射；同样喷水管分别与钻头前部设置轴向方向的第一喷水孔和钻头后部径向方向上的第二喷水孔相连，使得高压水可以分别延钻头轴向方向向下和延钻头径向方向喷射；喷浆管与钻头后部径向方向上的喷浆孔相连，使得高压水泥浆液延钻头径向方向喷射，利用高压水与高压空气先对钻孔位置的地层进行垂直喷射、切割，使土层松化，方便钻孔作业，也减少钻头磨损。

上述钻喷一体化地基处理专用钻具组件，钻杆的截面为方形优点在于方形的钻杆在旋转过程中与钻孔之间有空隙，方便使钻头第一喷气孔和第二喷气孔喷射出的高压空气排出钻孔，而且加速水泥浆液与土层的混合。

以下为了方便理解将钻喷一体化地基处理专用钻具组件简略称为钻具组件。

附图说明

图1是本钻具组件的主视图。

图2是本钻具组件延A-A方向的剖视图。

图3是本钻具组件延B-B方向的剖视图。

具体实施方式

如图1-3所示，钻具组件包括钻头2和钻杆1，钻杆1的截面为方形，钻杆1内含有分离的三个输送管，三个输送管是输送高压空气的气管11、输送高压水的水管12、输送高压水泥浆液的浆管13，高压空气与高压水和高压水泥浆液输送压强不同，因此将气管11必须要与水管12和浆管13分离，水管12与浆管13分离可以保证在灌浆过程中水泥浆液的浓度，而且可以防止输送管内堵塞。

此钻具组件的钻头2内有喷气管21，喷气管21分别与钻头2前部设置轴向方向的第一喷气孔21a和钻头2后部径向方向上的第二喷气孔21b相连；钻头2内有喷水管12，喷水管12分别与钻头2前部轴向方向的第一喷水孔22a和钻头2后部径向方向的第二喷水孔22b相连；钻头2内有喷浆管23，喷浆管23分别与钻头2径向上的第一喷浆孔23a和第二喷浆孔23b相连。     钻头2的后部与钻杆1通过螺纹固定连接，钻头2的喷气管21与钻杆1的气管11对应连通，钻头2的喷水管12与钻杆1的水管12对应连通，钻头2的喷浆管23与钻杆1的浆管13对应连通，钻杆1径向截面投影小于钻头2径向截面投影。

使用时，分为以下步骤：

a)将钻喷一体台车移动至钻孔位置，将钻头2设置在钻孔位置上方；

b) 通过钻杆1内的水管12和气管11分别输送高压水和高压空气，使得高压水和高压空气延钻头2前部的第一喷水孔22a和第一喷气孔21a向下切割钻孔位置的地层；

c) 驱使传动系统带动钻杆1及钻头2水平旋转下沉，在此过程中，高压水分别延钻头2前部的第一喷水孔22a向下和延钻头2后部的第二喷水孔22b向钻头2径向方向切割地层, 高压空气分别延钻头2前部的第一喷气孔21a向下和延钻头2后部的第二喷气孔21b向钻头2径向方向切割地层,直至预定深度形成钻孔，停止输送高压水；

d)钻杆1内的浆管13输送高压水泥浆液，高压水泥浆液延钻头2后部的第一喷浆孔23a和第二喷浆孔23b向钻头2径向方向喷射，驱使传动系统带动钻杆1及钻头2向上提升；

e)钻头2上升至高出钻孔处，停止输送高压空气，当水泥浆液充满钻孔时，停止输送高压水泥浆液，工序结束。

喷射完毕，及时用清水冲洗输浆管道，输浆泵内不得残存水泥浆，以防堵塞。

本方法一共使用人工5人（现场2人，后场3人），在岩石与砂卵石层中使用钻孔，钻头2实际使用深度约为2000～2014m。

从上述的施工结果，根据不同的地质，（地层内分布的粘土、砂壤、岩石与砂卵石层不同），每次钻孔作业的时间不同，采用钻喷一体化地基处理专用钻具组件相对原有施工法工序时间至少减少40%以上，很容易得出钻喷一体化地基处理方法相对现有技术工序简单、节约时间、降低成本、加速钻孔，而且能减少钻头2的磨损。

上述水泥浆液按确定的水灰比配置水泥浆液。一般制浆机需搅拌3分钟，快速制浆机需搅拌1.5分钟；水泥浆的水灰比根据地基土质情况确定，一般控制在1.0:1.0～0.8:1.0范围内。制备好的浆液不得离析。

此外从孔口冒出的多余部分浆液，含有土层颗粒和水泥浆液，将返浆引入沉淀池，经沉淀后重复利用，既节约了材料，又保护了环境；返出的浆液和沉淀池里不能利用的浆液，排放到设定地点。

工程施工完毕后，应对施工进行检测，应对以下项目进行检查：

开挖测量桩墙的垂直度、桩位偏差、桩顶高程、桩间搭接状况、缺损；取样钻孔取芯做水泥土抗压强度、渗透系数和渗透破坏比降试验（取样不少于三点）、也可现场做注水试验检查水泥土渗透系数和渗透破坏比降等，以保证施工的质量和安全。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (2)

1.钻喷一体化地基处理专用钻具组件，钻具组件包括钻头和钻杆，钻杆径向截面投影小于钻头径向截面投影，其特征在于：

所述的钻杆内含有气管、水管、浆管；

所述的钻头内有喷气管，喷气管分别与钻头前部设置轴向方向的第一喷气孔和钻头后部径向方向上的第二喷气孔相连；钻头内有喷水管，喷水管分别与钻头前部轴向方向的第一喷水管和钻头后部径向方向的第二喷水孔相连；钻头内有喷浆管，喷浆管与钻头径向上的喷浆孔相连；

钻头的后部与钻杆固定连接，钻头的喷气管与钻杆的气管对应连通，钻头的喷水管与钻杆的水管对应连通，钻头的喷浆管与钻杆的浆管对应连通。

2.根据权利要求1所述的钻喷一体化地基处理专用钻具组件，其特征在于：所述的钻杆的截面形状为方形。

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