CN218373876U - 一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，包括，钻杆，钻头，所述钻头设置于钻杆底部；高压喷嘴，所述高压喷嘴设置于所述钻头内，用于钻头引孔后的高压旋喷；空心芯杆，所述钻杆内设置有与所述钻头连接的空心芯杆，所述空心芯杆内形成贯通腔；管路组件，所述管路组件设置于钻杆的上方，并通过连接装置与所述空心芯杆内的贯通腔连接；所述管路组件至少包括高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道中的一种，所述管路组件与连接装置连接。本实用新型中，在钻杆的钻头内设置高压喷嘴，进而能够实现钻杆和旋喷桩装置的一体化，在施工中，能够减少装备设备的成本，提高施工效率。

Description

一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置

技术领域

本实用新型涉及高压旋喷桩施工技术领域，尤其涉及一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置。

背景技术

以往建筑工程高压旋喷桩多采用单重管或双重管施工工艺，遇硬质土层时，往往需要地质钻机先行引孔，而后再高压旋喷注浆，工期长，造价高。传统三重管法只喷水泥浆液、空气及高压水，机理是用高压水及高压空气去切割土体，然后水泥浆再去充填切割后的土体，可以在圆砾层内施工，水泥用量一般在400kg/m，正常施工速度一般在10～20cm/min。出水出气喷射器在出水的同时也能喷射高压空气，出浆出气喷射器在出浆的同时也能喷射高压空气，因出水出气喷射器需焊接于钻杆上，在硬质地层施工时无法快捷更换成潜孔冲击式喷射器组合装置，这会在施工的过程中造成极大的不便。

传统的三重管高压旋喷桩施工采用地质钻机引孔后，再换上喷射注浆管插入预定深度喷浆施工，既影响施工进度，又容易产生塌孔埋钻等施工问题，在砂层、卵石层及岩层等复杂硬质地层中施工时，上述缺点更为突出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其通过空心钻杆等的设置，使得钻杆能够连接各种管路，实现钻杆后的成桩技术。

为了实现上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，包括，

钻杆，

钻头，所述钻头设置于钻杆底部；

高压喷嘴，所述高压喷嘴设置于所述钻头内，用于钻头引孔后的高压旋喷；

空心芯杆，所述钻杆内设置有与所述钻头连接的空心芯杆，所述空心芯杆内形成贯通腔；

管路组件，所述管路组件设置于钻杆的上方，并通过连接装置与所述空心芯杆内的贯通腔连接；

所述管路组件至少包括高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道中的一种，所述连接装置通过转接口与所述高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道中至少一个连接，使其至少为高压喷嘴提供浆液、气压或者水中的一种。

本技术方案中，在钻杆的钻头内设置高压喷嘴，进而能够实现钻杆和旋喷桩装置的一体化，在施工中，能够减少装备设备的成本，提高施工效率。

本技术方案中，在各种软硬地层、碎石层、卵石层及飘石岩层等各种复杂地质条件下能够高效率的钻进成孔，达到了孔径、孔壁质量良好，垂直精度高及施工迅速的效果；克服传统凿岩钻机的噪音、振动、泥浆污染等问题。

本发明将钻孔、喷浆一体且水、气、浆复合的施工技术，降低劳动强度，提高施工效率，且不易损坏；节约了施工时间；采用三重管高压注浆压力大，切割土体能力强，形成水泥土固结体止水效果好，并可应用于地基土加固领域。

作为本实用新型的进一步改进，所述空心钻杆包括与高压喷嘴同向设置的支撑钻杆以及用于与管路组件连接的连接钻杆，至少在所述支撑钻杆的外周，套设有用于保护支撑钻杆的外套管。

本技术方案中，为了避免对于空心芯杆的损害，故设置了外套管的方式，对其进行保护围挡，而进一步地，空心钻杆中，连接钻杆的长度远远小于支撑钻杆，故需要实现的只是支撑钻杆的保护。

作为本实用新型的进一步改进，还包括支架，所述支架形成围挡腔，将所述外套管进行围挡。

本技术方案中，通过支架形成围挡腔，相当于在空心钻杆的外周，有2层的保护，增加了钻杆的强度，尤其是高压施工时，能够承受更大的水泥浆压力，一次性成桩到底，其有效地避免了传统钻机在成孔过程中的人为干扰所导致的施工稳定性差的问题。

作为本实用新型的进一步改进，还包括支架底座，所述钻头设置于支架底座底部，所述支架底座上设置有若干个斜支撑，若干个所述斜支撑的两端分别与支架底座和支架连接。

本技术方案中，由于钻杆垂直设置，故为了确保引孔中的稳定，进而在横向增加了支座底座，而在侧部倾斜方向，还增加了斜支撑，使其形成三角形结构，确保了施工中的稳定。

作为本实用新型的进一步改进，还包括钻头的动力单元，所述动力单元通过辅助支撑部支撑，所述辅助支撑部延伸后与支架连接，形成辅助斜撑杆。

本技术方案中，将动力单元安装在支架底座上，然后增加辅助支撑部，使得动力单元得到很好地支撑，将其继续延伸，形成辅助斜撑杆，则达到了一举两得的效果。

作为本实用新型的进一步改进，所述支架底座底部通过安装组件安装有万向轮。

本技术方案中，在需要更换施工场地时，整个钻杆体积比较大，不易搬动，而万向轮能够使得钻杆上部整个被搬动，此时拆卸掉钻头，钻杆以及上部的管路组件通过万向轮进行移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述支架底座两侧设置支撑件，所述支撑件通过底部的固定件固定于工作面或地面上。

本技术方案中，在引孔时，需要固定整个钻杆，故此时，增加了支撑件，然后底部通过固定件，将整个的钻杆以及管路组件等固定在地面上，避免其晃动或移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述钻头穿过支架底座后，与空心钻杆可拆卸连接。

本技术方案中，钻头穿过支架底座设置，进而钻头一部分可以通过支架底座被固定住，然后，通过可拆卸的方式，实现了钻头与钻杆的可拆卸式组装，进而在运输或者其它收纳过程中，钻头可以拆卸，钻杆通过万向轮进行运输；进一步地，钻头穿过支架底座，支架底座能够将钻头部分进行围挡保护，进而端部的钻头工作时，后面的支架底座有一定的限位保护作用。

作为本实用新型的进一步改进，所述钻头上设有圆筒组件，所述高压喷嘴为两个，两个所述高压喷嘴对称设置于所述圆筒的内壁上。

本技术方案中，高压喷嘴对称设置，不仅喷出的时候对称均匀，而且两边的压力等一致，能够确保钻头端部的稳定性，延长钻头的使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，所述连接钻杆端部设置法兰，所述法兰上连接有弯管接头，所述弯管接头至少通过四通阀实现所述高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道的同时连接。

本技术方案中，为了同时实现水、气以及浆的旋喷连接，故通过四通阀，能够确保同时连接，然后根据需求，调整阀门，实现对应的水、气以及浆的喷出顺序。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置的结构示意图；

图中：

1、管路组件；1-1、高压泥浆管；1-2、高压气体管路；1-3、高压水路管道；2、连接装置；3、空心芯杆；3-1、支撑钻杆；3-2、连接钻杆；4、外套管；5、支架；6、斜支撑；7、辅助支撑部；8、动力单元；9、支撑件；10、支架底座；11、支撑板；12、安装组件；13、万向轮；14、钻头；15、高压喷嘴；16、钻杆。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，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创造的限制。

术语“安装”、“相连”、“连接”、“相对固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

参照附图1所示，本实施例公开了一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，包括钻杆16，钻头14，所述钻头14设置于钻杆16底部；

高压喷嘴15，所述高压喷嘴15设置于所述钻头14内，用于钻头14引孔后的高压旋喷；

空心芯杆3，所述钻杆16内设置有与所述钻头14连接的空心芯杆3，所述空心芯杆3内形成贯通腔；

管路组件1，所述管路组件1设置于钻杆16的上方，并通过连接装置2与所述空心芯杆3内的贯通腔连接；

所述管路组件1至少包括高压泥浆管1-1、高压气体管路1-2以及高压水路管道1-3中的一种，所述连接装置2通过转接口与所述高压泥浆管1-1、高压气体管路1-2以及高压水路管道1-3中至少一个连接，使其至少为高压喷嘴提供浆液、气压或者水中的一种。

本实施例中，在钻杆的钻头内设置高压喷嘴，进而能够实现钻杆和旋喷桩装置的一体化，在施工中，能够减少装备设备的成本，提高施工效率。

本实施例中，在各种软硬地层、碎石层、卵石层及飘石岩层等各种复杂地质条件下能够高效率的钻进成孔，达到了孔径、孔壁质量良好，垂直精度高及施工迅速的效果；克服传统凿岩钻机的噪音、振动、泥浆污染等问题。

本实施例将钻孔、喷浆一体且水、气、浆复合的施工技术，降低劳动强度，提高施工效率，且不易损坏；节约了施工时间；采用三重管高压注浆压力大，切割土体能力强，形成水泥土固结体止水效果好，并可应用于地基土加固领域。

实施例2

本实施例中，主要介绍钻杆结构。

参照附图1所示，所述空心钻杆3包括与高压喷嘴15同向设置的支撑钻杆3-1以及用于与管路组件1连接的连接钻杆3-2，至少在所述支撑钻杆3-1的外周，套设有用于保护支撑钻杆3-1的外套管4。

本实施例中，为了避免对于空心芯杆的损害，故设置了外套管的方式，对其进行保护围挡，而进一步地，空心钻杆中，连接钻杆的长度远远小于支撑钻杆，故需要实现的只是支撑钻杆的保护。

进一步地，还包括支架5，所述支架5形成围挡腔，将所述外套管4进行围挡。

本实施例中，通过支架形成围挡腔，相当于在空心钻杆的外周，有2层的保护，增加了钻杆的强度，尤其是高压施工时，能够承受更大的水泥浆压力，一次性成桩到底，其有效地避免了传统钻机在成孔过程中的人为干扰所导致的施工稳定性差的问题。

进一步地，还包括支架底座10，所述钻头4设置于支架底座10底部，所述支架底座10上设置有若干个斜支撑6，若干个所述斜支撑6的两端分别与支架底座10和支架5连接。

本实施例中，由于钻杆垂直设置，故为了确保引孔中的稳定，进而在横向增加了支座底座，而在侧部倾斜方向，还增加了斜支撑，使其形成三角形结构，确保了施工中的稳定。

参照附图1所示，还包括钻头14的动力单元8，所述动力单元8通过辅助支撑部7支撑，所述辅助支撑部7延伸后与支架5连接，形成辅助斜撑杆。

本实施例中，将动力单元安装在支架底座上，然后增加辅助支撑部，使得动力单元得到很好地支撑，将其继续延伸，形成辅助斜撑杆，则达到了一举两得的效果。

实施例3

本实施例中，主要介绍支架的运动以及其他结构。

作为实施例2的进一步改进，本实施例中，在所述支架底座10底部通过安装组件12安装有万向轮13。

本实施例中，在需要更换施工场地时，整个钻杆体积比较大，不易搬动，而万向轮能够使得钻杆上部整个被搬动，此时拆卸掉钻头，钻杆以及上部的管路组件通过万向轮进行移动。

进一步地，为了确保整个的底座强度，可以在支撑底座10底部增加辅助的支撑板11，以提高支撑强度。

进一步地，所述支架底座10两侧设置支撑件9，所述支撑件9通过底部的固定件固定于工作面或地面上。

本实施例中，在引孔时，需要固定整个钻杆，故此时，增加了支撑件，然后底部通过固定件，将整个的钻杆以及管路组件等固定在地面上，避免其晃动或移动。

进一步地，所述钻头14穿过支架底座10后，与空心钻杆3可拆卸连接。

本实施例中，钻头穿过支架底座设置，进而钻头一部分可以通过支架底座被固定住，然后，通过可拆卸的方式，实现了钻头与钻杆的可拆卸式组装，进而在运输或者其它收纳过程中，钻头可以拆卸，钻杆通过万向轮进行运输；进一步地，钻头穿过支架底座，支架底座能够将钻头部分进行围挡保护，进而端部的钻头工作时，后面的支架底座有一定的限位保护作用。

进一步地，所述钻头14上设有圆筒组件，所述高压喷嘴15为两个，两个所述高压喷嘴15对称设置于所述圆筒的内壁上。

本实施例中，高压喷嘴对称设置，不仅喷出的时候对称均匀，而且两边的压力等一致，能够确保钻头端部的稳定性，延长钻头的使用寿命。

在进行组装时，具体地，所述连接钻杆端部设置法兰，所述法兰上连接有弯管接头，所述弯管接头至少通过四通阀实现所述高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道的同时连接。

本实施例中，法兰以及弯管接头构成整个的转接口，以实现连接。

本实施例中，为了同时实现水、气以及浆的旋喷连接，故通过四通阀，能够确保同时连接，然后根据需求，调整阀门，实现对应的水、气以及浆的喷出顺序。

本实施例中，其对传统的高压旋喷钻机的钻杆进行改进，将钻杆分为内外两层，外层为外套管，内层为内芯杆，且钻杆的长度可根据实际需求确定，一方面可以通过钻杆自身的高度提高水泥浆的压力，另一方面，双层钻杆可以承受更大的水泥浆压力，一次性成桩到底，其有效地避免了传统钻机在成孔过程中的人为干扰所导致的施工稳定性差的问题。

实施例4

本实施例中，结合使用过程进行介绍。

本实施例中，针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种钻孔、喷浆一体机且水、气、浆复合高压旋喷施工装置，且对传统的高压旋喷钻机的钻杆进行改进，将钻杆分为内外两层，外层为外套管，内层为内芯杆，且钻杆的长度可根据实际需求确定，一方面可以通过钻杆自身的高度提高水泥浆的压力，另一方面，双层钻杆可以承受更大的水泥浆压力，一次性成桩到底，其有效地避免了传统钻机在成孔过程中的人为干扰所导致的施工稳定性差的问题。

本实施例中的一种水、气、浆复合高压旋喷装置，其施工时，包括以下步骤：

(1)测量放线定位：根据设计的施工图测量并放出施工轴线；

(2)钻喷一体机就位：将旋喷钻机安置在设计桩位上，使旋喷钻机的钻头对准桩位中心；同时对旋喷钻机进行水平调整，使旋喷钻机的钻杆轴线垂直对准钻孔的中心位置；

(3)高压旋喷桩在施工前进行试桩，根据试桩结果确定高压旋喷桩的设定参数；

(4)在步骤(3)的基础上设定参数后，先空载启动空压机，待运转正常后，通过内高压空气管和外高压空气管向内出气孔和外出气孔内送风，使得风量和升高至设定值，待风畅通后，开始旋喷向下钻进引孔，并控制高压旋喷桩成孔的施工深度，保证钻孔深度到达施工的设定深度；

(5)在钻孔深度到达施工的设定深度前，配置水泥浆备用；在高压旋喷桩的旋喷钻机钻至设定深度后，启动高压注浆泵，待泵量和泵压正常后开始注浆，待配置好的水泥浆流出喷头后，提升所述喷射器组合装置，自下而上喷射注浆；。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本发明针对复杂地质层的环境，采用钻孔、喷浆一体且水、气、浆复合的施工技术，并通过优化施工技术参数，获得的桩身强度高，施工质量好。与传统的高压旋喷桩施工方法相比，投入机械材料少、施工安全、施工迅速。

2、本发明在各种软硬地层、碎石层、卵石层及飘石岩层等各种复杂地质条件下能够高效率的钻进成孔，达到了孔径、孔壁质量良好，垂直精度高及施工迅速的效果；克服传统凿岩钻机的噪音、振动、泥浆污染等问题。

3、本发明通过高喷三重管旋接头的内气、外气、浆通道的通径都有足够大，这样可以保证内气、外气、浆等流体经过高喷三重管旋接头时不会遇到瓶颈阻力，从而保障施工规范要求的内气、外气、浆流量；

4、本发明钻孔、喷浆一体且水、气、浆复合的施工技术，降低劳动强度，提高施工效率，且不易损坏；节约了施工时间；采用三重管高压注浆压力大，切割土体能力强，形成水泥土固结体止水效果好，并可应用于地基土加固领域。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，包括，

钻杆，

钻头，所述钻头设置于钻杆底部；

高压喷嘴，所述高压喷嘴设置于所述钻头内，用于钻头引孔后的高压旋喷；

空心芯杆，所述钻杆内设置有与所述钻头连接的空心芯杆，所述空心芯杆内形成贯通腔；

管路组件，所述管路组件设置于钻杆的上方，并通过连接装置与所述空心芯杆内的贯通腔连接；

所述管路组件至少包括高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道中的一种，所述连接装置通过转接口与所述高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道中至少一个连接，使其至少为高压喷嘴提供浆液、气压或者水中的一种，

所述空心芯杆包括与高压喷嘴同向设置的支撑钻杆以及用于与管路组件连接的连接钻杆，至少在所述支撑钻杆的外周，套设有用于保护支撑钻杆的外套管；

所述连接钻杆端部设置法兰，所述法兰上连接有弯管接头，所述弯管接头至少通过四通阀实现所述高压泥浆管、高压气体管路以及高压水路管道的同时连接；

一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置用于钻进成孔，所述高压气体管路连接高压气体，所述高压泥浆管连接浆液。

2.根据权利要求1所述的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，还包括支架，所述支架形成围挡腔，将所述外套管进行围挡。

3.根据权利要求2所述的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，还包括支架底座，所述钻头设置于支架底座底部，所述支架底座上设置有若干个斜支撑，若干个所述斜支撑的两端分别与支架底座和支架连接。

4.根据权利要求3所述的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，还包括钻头的动力单元，所述动力单元通过辅助支撑部支撑，所述辅助支撑部延伸后与支架连接，形成辅助斜撑杆。

5.根据权利要求3所述的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，所述支架底座底部通过安装组件安装有万向轮。

6.根据权利要求3所述的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，所述支架底座两侧设置支撑件，所述支撑件通过底部的固定件固定于工作面或地面上。

7.根据权利要求3所述的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，所述钻头穿过支架底座后，与空心芯杆可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的一种水、气、浆用复合式高压旋喷装置，其特征在于，所述钻头上设有圆筒组件，所述高压喷嘴为两个，两个所述高压喷嘴对称设置于所述圆筒的内壁上。

Images