CN206860184U - 一种全套管全回转钻机套筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全套管全回转钻机套筒，包括套筒，套筒的上端与回转钻机相连，回转钻机为套筒提供旋转动力；套筒的下端固连有硬质合金齿刀；所述套筒由单节套筒依次头尾相连焊接而成；所述套筒顶部周向间隔设置多个吊装孔；所述套筒的壁厚为20~30mm。本实用新型的有益效果为：套筒端头焊接有硬质合金齿刀，可适用于各类地层中掘进和破碎各类坚硬障碍物，与现有的套筒相比，套筒端部不易损坏，且提高了施工效率高，减小了施工成本。

Description

一种全套管全回转钻机套筒

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道施工技术领域，具体涉及一种全套管全回转钻机套筒。

背景技术

在盾构隧道施工过程中，由于工程地质条件的复杂性和勘察不够彻底，盾构机在施工过程中可能因前方遇到孤石、漂石或遗留的电缆光缆等未知坚硬物体，导致盾构掘进困难，无法进尺，使盾构机陷入困境。目前，盾构施工过程中遇到此类状况时，往往先对前方地层进行加固处理，再采取常压开仓明确盾构刀盘前方障碍物类型，在刀盘前方采用竖井或开仓取出、破除障碍物。然而，这两种处理方法均存在一定的缺陷：在盾构机中带压开仓时，土压舱内保压困难，对舱内工作人员的技术水平要求高；地下水位较高，盾构开挖面失稳和工作人员安全风险较高；两种方法的加固处理费用均较高，且施工工期长，大大影响了工程施工进度。此外，现有的全回转钻机套筒由于套筒壁厚较大，不具备套筒壁上开仓条件，不适用于清除套筒外的障碍物。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种安全、简便的全套管全回转钻机套筒。

本实用新型采用的技术方案是：一种全套管全回转钻机套筒，包括套筒，套筒的上端与回转钻机相连，回转钻机为套筒提供旋转动力；套筒的下端固连有硬质合金齿刀。

按上述方案，所述套筒由单节套筒依次头尾相连焊接而成。

按上述方案，所述套筒顶部周向间隔设置多个吊装孔。

按上述方案，所述套筒的壁厚为20~30mm。

按上述方案，所述套筒的直径为1.5~2m。

按上述方案，所述单节套筒标准长度为9m。

按上述方案，吊装孔的孔径为5~10cm。

按上述方案，所述吊装孔与套筒顶部之间的距离为15cm。

本实用新型的有益效果为：套筒端头焊接有硬质合金齿刀，可适用于各类地层中掘进和破碎各类坚硬障碍物，与现有的套筒相比，套筒端部不易损坏，且提高了施工效率高，减小了施工成本。

附图说明

图1为本实用新型中地质钻探孔位平面图。

图2为本实用新型中降水井布置平面图。

图3为本实用新型中全套管全回转钻机布置平面图。

图4为本实用新型中地表沉降变形监测布置平面图。

图5为本实用新型中各设备位置的剖面图。

图6为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。

图7为硬质合金齿刀与套筒的连接示意图。

其中：1、管片结构；2、同步注浆体；3、盾构机；4、土压舱；5、盾构刀盘；6、地质钻探孔；7、障碍物；8、降水井；9、套筒；10、套筒切口；11、吊装孔；12、地表沉降监测点；13、硬质合金齿刀。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。

盾构机3包括盾构机壳体、盾构刀盘5、土压舱4、螺旋输送机、推进机构和管片结构2，所述盾构刀盘5设在盾构机壳体的前部，盾构刀盘5的后部为土压舱4，土压舱4底部与螺旋输送机连接，盾构刀盘5切削下来的土体通过分布在盾构刀盘5上的孔口进入土压舱4中，通过位于土压舱4下部出土口的螺旋输送机输送至盾构机壳体的外部；盾构机壳体四周布置着推进油缸，通过千斤顶伸出端头部安装的撑靴可以将推进力均匀地传递到管片结构1，管片结构1的外侧为同步注浆体2。盾构刀盘5前方遇到障碍物时，立即停机，停止掘进，对障碍物进行处理。

如图6和图7所示，一种全套管全回转钻机套筒，包括上端与回转钻机相连的套筒9，回转钻机为套筒9提供旋转动力，套筒9的下端焊接有硬质合金齿刀13，用于破除路面混凝土、地下障碍物等坚硬物体；套筒9顶部周向间隔设置多个吊装孔11，用于吊装套筒9与续接套筒进行焊接或与回转动力装置进行连接。本实施例中，套筒9采用Q235B钢制成，其直径为1.5~2m，壁厚为20~30mm；单节套筒标准长度为9m，若单节套筒长度不够，可以焊接1~2节加长套筒；套筒9顶部周向均匀布置有10个吊装孔11，吊装孔11的孔径为5~10cm，吊装孔11与套筒9顶部之间的距离为15cm。

一种盾构机刀盘前方障碍物清除方法，具体包括以下步骤：

步骤一、关闭盾构机的各机构，停止掘进，并保持盾构机土压舱4内的土压力稳定，向土压舱4中注入膨润土，防止开挖面渗透失稳破坏；

步骤二、提供地质钻机及如上所述的全套管全回转钻机套筒，以及回转钻机等；

步骤三、利用地质钻机，自盾构机的盾构刀盘上方地表附近开设地质钻探孔6，如图1所示，用卡钻法确定盾构刀盘5前方障碍物7的清障施工影响范围（前方障碍物7的平面分布位置）及埋深；所述卡钻法即沿盾构隧道轴线向盾构刀盘5的方向、以及由盾构刀盘5两侧向盾构隧道轴线方向开设地质钻探孔6，越接近盾构刀盘5处，地质钻探孔6的间距越小；本实施例中，地质钻机的钻头外径为110mm，地质钻探孔的深度应超过盾构隧道底部以下2m；钻孔时，地质钻机的钻头与盾构刀盘5的距离不低于500mm，以防地质钻机的钻头损伤盾构刀盘5；

步骤四、在盾构刀盘5两侧及前方的清障施工影响范围内开设降水井8（如图2所示，降水井8的降水能力应确保全套管全回转钻机的套筒9内地下水位降至盾构隧道底板以下），进行抽水试验，并监测抽水量，观测地下水位变化；本实施例中，降水井8的外径为600mm，抽水量不低于50m³/h；

步骤五、确定套筒9位置并启动回转钻机向地下掘进（如图3~5所示），使套筒9最大限度覆盖障碍物所在位置；全套管全回转钻机钻至盾构隧道底部以下至少2m后，通过降水井8抽水，使地下承压水位降至盾构隧道底部以下；

步骤六、清理套筒9内的土体和障碍物：若土体或障碍物较坚硬，可先利用冲击钻辅助破碎土体和障碍物，再用液压抓斗清除土体和障碍物；

步骤七、采用安全绳将操作工人送至套筒9底部，并向套筒9底部持续输送新鲜空气，实时监测套筒9内的氧气含量和其他毒气含量，确保操作工人的安全；

步骤八、根据套筒9位置及埋深选定面向盾构刀盘5的方向，采用氧气-乙炔切割在套筒9上切开一个0.5m²的套筒开口10，观测是否有涌水涌砂现象：若有，继续从降水井8抽水降低地下水位；若无，采用人工或机械手段挖除套筒开口10外的土体，并清理套筒9与盾构刀盘5之间的障碍物；

步骤九、障碍物清理完成后，在套筒9内回填砂土，并在回填过程中逐步将套筒9拔起；

步骤十、准备进行下一阶段清理。

通过上述方法，利用全套管全回转钻机进行2~3次清障，即可完全清除盾构刀盘5前方的障碍物。在清障影响范围内也即盾构刀盘5前方地表1~2倍盾构隧道埋深直径大小范围内间隔设置地表沉降监测点，如图4所示，在障碍物清除过程中，以不低于12h/次的频率监测清障影响范围内的地表沉降变形，防止因降水和地下清障开挖引起地表沉降过大，影响周边建构筑物安全。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全套管全回转钻机套筒，其特征在于，包括套筒，套筒的上端与回转钻机相连，回转钻机为套筒提供旋转动力；套筒的下端固连有硬质合金齿刀。

2.如权利要求1所述的全套管全回转钻机套筒，其特征在于，所述套筒由单节套筒依次头尾相连焊接而成。

3.如权利要求1所述的全套管全回转钻机套筒，其特征在于，所述套筒顶部周向间隔设置多个吊装孔。

4.如权利要求1所述的全套管全回转钻机套筒，其特征在于，所述套筒的壁厚为20~30mm。

5.如权利要求1所述的全套管全回转钻机套筒，其特征在于，所述套筒的直径为1.5~2m。

6.如权利要求2所述的全套管全回转钻机套筒，其特征在于，所述单节套筒标准长度为9m。

7.如权利要求3所述的全套管全回转钻机套筒，其特征在于，吊装孔的孔径为5~10cm。

8.如权利要求3所述的全套管全回转钻机套筒，其特征在于，所述吊装孔与套筒顶部之间的距离为15cm。