CN220451750U - 一种适用于富水砂层的旋挖钻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于富水砂层的旋挖钻系统，包括旋挖机及高压注浆装置，旋挖机具有用于旋挖的旋挖钻头；高压注浆装置包括固定装置、管道组件及喷嘴，固定装置设置于旋挖钻头上；管道组件的一端与固定装置可拆卸地连接，管道组件的另一端外接压力注浆泵，压力注浆泵用于与泥浆池连接；喷嘴设置于管道组件上并与管道组件连通，且喷嘴位于旋挖钻头的外围；借由压力注浆泵将泥浆池内的泥浆泵入管道组件，使得在旋挖钻头旋挖钻孔时，管道组件内的泥浆通过喷嘴向外喷射泥浆。本实用新型可实现旋挖钻头边向下旋挖，边对富水砂层喷射膨润土泥浆，实现钻孔范围内的富水砂层固化，主动控制成孔关键地层和环节，提高成孔质量和效率，减少整个孔成孔的泥浆用量。

Description

一种适用于富水砂层的旋挖钻系统

技术领域

本实用新型涉及灌注桩成孔施工技术领域，尤其涉及一种适用于富水砂层的旋挖钻系统。

背景技术

目前灌注桩成孔方式主要为人工成孔和机械成孔，由于人工成孔效率低、受地质条件影响大等原因，故常用机械成孔。机械成孔有长螺旋钻机成孔法、回旋钻进法、冲击钻机成孔法、旋挖钻机成孔法。由于地质条件的不确定性和地下富水情况的存在，灌注桩采用钻孔进行施工时，常出现塌孔、卡钻、缩颈、倾斜等各种问题。且由于旋挖成孔设备无循环造浆功能，只能采用静态泥浆稳定液护壁，需要另外不停地向孔内进行补浆，来保证孔内外水压的平衡和护壁效果。

目前我国传统上仍采用膨润土矿物泥浆护壁，但是成孔质量无法保障，且伴随着出现了环境污染、占用较大场地、造成地下水的污染，无法满足当代社会日益重视的环境保护和文明施工要求。特别是面对富水砂质等特殊地层钻孔施工时，即使采用泥浆护壁，也时有塌孔、缩颈、漏浆等现象产生，尤其是在富水卵石、砂层中施工钻孔桩基，施工质量较难保障，泥浆浪费量大。

因此，有必要提供一种可实现钻孔范围内的富水砂层同步固化的适用于富水砂层的旋挖钻系统，以主动控制成孔关键地层和环节，提高成孔质量及效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现钻孔范围内的富水砂层同步固化的适用于富水砂层的旋挖钻系统，以主动控制成孔关键地层和环节，提高成孔质量及效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于富水砂层的旋挖钻系统，包括旋挖机及高压注浆装置，所述旋挖机具有用于旋挖的旋挖钻头；所述高压注浆装置包括固定装置、管道组件及喷嘴，所述固定装置设置于所述旋挖钻头上；所述管道组件的一端与所述固定装置可拆卸地连接，所述管道组件的另一端外接压力注浆泵，所述压力注浆泵用于与泥浆池连接；所述喷嘴设置于所述管道组件上并与所述管道组件连通，且所述喷嘴位于所述旋挖钻头的外围；借由所述压力注浆泵将所述泥浆池内的泥浆泵入所述管道组件，使得在所述旋挖钻头旋挖钻孔时，所述管道组件内的泥浆通过所述喷嘴向外喷射泥浆。

较佳地，所述固定装置包括第一固定件，所述第一固定件固定于所述旋挖钻头上，所述管道组件的一端与所述第一固定件可拆卸地连接。

较佳地，所述第一固定件上设有螺纹孔，所述管道组件的一端插入所述螺纹孔并与所述螺纹孔进行螺纹配合。

较佳地，所述固定装置还包括第二固定件，所述第二固定件固定于所述旋挖钻头上，所述第二固定件上设有安装孔，所述管道组件穿设于所述安装孔内。

较佳地，所述第二固定件位于所述第一固定件的上方；所述管道组件的一端先穿入所述安装孔，再插入所述螺纹孔。

较佳地，所述管道组件包括注浆钢管及注浆软管，所述注浆钢管的一端与所述固定装置连接，所述注浆钢管的另一端与所述注浆软管的一端连接，所述注浆软管的另一端与所述压力注浆泵连接；所述喷嘴设置于所述注浆钢管上并与所述注浆钢管连通。

较佳地，所述注浆钢管与所述注浆软管通过螺纹进行连接。

较佳地，所述喷嘴的喷孔直径小于所述注浆钢管的直径。

较佳地，所述喷嘴的喷射方向与所述注浆钢管的轴线垂直。

较佳地，若干个所述高压注浆装置沿所述旋挖钻头的圆周方向均匀地设置于所述旋挖钻头上。

较佳地，所述高压注浆装置的数量为四个。

与现有技术相比，本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统通过在旋挖钻头上设置高压注浆装置，将固定装置设置于所述旋挖钻头上，利用固定装置对管道组件进行安装定位，并将管道组件外接压力注浆泵，通过压力注浆泵将泥浆池内的泥浆泵入管道组件，使得在旋挖钻头旋挖钻孔时，管道组件内的泥浆通过喷嘴向外喷射泥浆。因此，在富水砂层中，本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统可实现旋挖钻头边向下旋挖，边对富水砂层喷射膨润土泥浆，实现钻孔范围内的富水砂层固化，主动控制成孔关键地层和环节，提高成孔质量和效率，减少整个孔成孔的泥浆用量。

附图说明

图1是本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统的结构图。

图2是本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统在旋挖钻头位置处的剖面图。

图3是本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统在旋挖钻头位置处的俯视图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1及图2，本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统100包括旋挖机1及高压注浆装置2，旋挖机1具有用于旋挖的旋挖钻头11；高压注浆装置2包括固定装置21、管道组件22及喷嘴23，固定装置21设置于旋挖钻头11上；管道组件22的一端与固定装置21可拆卸地连接，管道组件22的另一端外接压力注浆泵(图中未示)，压力注浆泵用于与泥浆池(图中未示)连接；喷嘴23设置于管道组件22上并与管道组件22连通，且喷嘴23位于旋挖钻头11的外围；借由压力注浆泵将泥浆池内的泥浆泵入管道组件22，使得在旋挖钻头11旋挖钻孔时，管道组件22内的泥浆通过喷嘴23向外喷射泥浆。其中，压力注浆泵和泥浆池的具体结构和原理为本领域技术人员所熟知，故在此不赘述。

请参阅图2，在本实施例中，固定装置21包括第一固定件211，第一固定件211固定于旋挖钻头11上，管道组件22的一端与第一固定件211可拆卸地连接。具体地，第一固定件211上设有螺纹孔，管道组件22的一端插入螺纹孔并与螺纹孔进行螺纹配合。但不以此为限，举例而言，管道组件22的一端也可采用现有的卡合连接结构与第一固定件211可拆卸地连接。

请参阅图2，在本实施例中，固定装置21还包括第二固定件212，第二固定件212固定于旋挖钻头11上，第二固定件212上设有安装孔，管道组件22穿设于安装孔内。具体地，第二固定件212位于第一固定件211的上方；管道组件22的一端先穿入安装孔，再插入螺纹孔。通过设置第一固定件211，利用第一固定件211的螺纹孔对管道组件22进行固定，通过设置第二固定件212，利用第二固定件212的安装孔对管道组件22进行安装限位，从而将管道组件22进行稳定地固定在旋挖钻头11的外围。

请参阅图2，在本实施例中，管道组件22包括注浆钢管221及注浆软管222，注浆钢管221的一端与固定装置21连接，注浆钢管221的另一端与注浆软管222的一端连接，注浆软管222的另一端与压力注浆泵连接；喷嘴23设置于注浆钢管221上并与注浆钢管221连通。具体地，注浆钢管221的一端设有螺纹，通过旋转注浆钢管221，使得注浆钢管221的一端插入第一固定件211的螺纹孔内，并与第一固定件211进行螺纹连接。更具体地，注浆钢管221与注浆软管222通过螺纹进行连接，即，注浆钢管221的另一端和注浆软管222的一端中的一者设有内螺纹，而另一者设有外螺纹，通过旋转注浆钢管221，使得注浆钢管221的另一端与注浆软管222的一端进行螺纹连接。

请参阅图2，在本实施例中，喷嘴23的喷孔直径小于注浆钢管221的直径，从而增大经喷嘴23喷出后的泥浆的压强。但不以此为限。进一步地，喷嘴23的喷射方向与注浆钢管221的轴线垂直。

请参阅图2及图3，若干个高压注浆装置2沿旋挖钻头11的圆周方向均匀地设置于旋挖钻头11上，使得在旋挖钻头11旋挖钻孔时，高压注浆装置2的喷嘴23可快速且均匀地对钻孔喷射泥浆。在本实施例中，高压注浆装置2的数量为四个，四个高压注浆装置2沿旋挖钻头11的圆周方向均匀地设置于旋挖钻头11上。

结合图1至图3，本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统100的施工方法包括以下步骤：

S1，桩位测放定位；

S2，钢护筒埋设；

S3，提供适用于富水砂层的旋挖钻系统100，旋挖机1的旋挖钻头11在常规土层旋挖成孔，旋挖机1的旋挖钻头11上设有高压注浆装置2的固定装置21；

S4，旋挖施工至富水砂层时，提出旋挖钻头11，将高压注浆装置2的管道组件22的一端安装至固定装置21上，管道组件22的另一端外接压力注浆泵；压力注浆泵放入泥浆池；将高压注浆装置2的喷嘴23设置于管道组件22上并与管道组件22连通，且喷嘴23位于旋挖钻头11的外围；

S5，注浆压力大小和提升速度等施工参数调试；

S6，放入旋挖钻头11并重新进行旋挖施工，旋挖钻头11准备进入富水地层时，通过高压注浆装置2的压力注浆泵将泥浆池内的泥浆泵入管道组件22，使得在旋挖钻头11旋挖钻孔时，管道组件22内的泥浆通过喷嘴23向外喷射泥浆，实现边注浆边旋挖，往上抓土时停止注浆。

S7，重复步骤S6，直至完成富水砂层的旋挖成孔施工；

S8，在旋挖钻头11通过富水砂层一定厚度后，提出旋挖钻头11，拆除高压注浆装置2的管道组件22，以及外接的压力泵，下放旋挖钻头11，进行其他常规地层段的灌注桩旋挖成孔施工。

其中，桩位测放主要是依据测量控制桩点及设计图纸定出桩孔平面位置，采用三角导线法测量；在钢护筒埋设时，先在桩位处挖出比护筒外径大0.5～1.0m的圆坑，将底部整平夯实，然后安放护筒，在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土，并分层夯实，护筒顶端要高出原地面不少于0.3m，且高出施工水位或地下水位2m，孔内泥浆面应高出地下水位1.0m以上，其上口宜开设溢浆孔；通过旋挖钻头11上提出的土渣样判断是否进入富水砂层；泥浆池为加入一定剂量的膨润土和快凝剂的水泥浆；通过现场试验确定注浆压力和提升速度等富水砂层旋挖注浆施工参数；通过钻杆长短判断，在快进入富水砂层0.5m前，按照确定的注浆压力和旋挖速度，边旋挖边注浆，上提旋挖钻头11出土时，停止注浆；通过旋挖钻头11上提出土渣样判断，边旋挖边高压注浆穿过富水砂层0.5m后，提出旋挖钻头11，关闭压力注浆，拆除管道组件22的注浆钢管221及注浆软管222，以及外接的压力泵。

综上，本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统100通过在旋挖钻头11上设置高压注浆装置2，将固定装置21设置于旋挖钻头11上，利用固定装置21对管道组件22进行安装定位，并将管道组件22外接压力注浆泵，通过压力注浆泵将泥浆池内的泥浆泵入管道组件22，使得在旋挖钻头11旋挖钻孔时，管道组件22内的泥浆通过喷嘴23向外喷射泥浆。因此，在富水砂层中，本实用新型的一种适用于富水砂层的旋挖钻系统100可实现旋挖钻头11边向下旋挖，边对富水砂层喷射膨润土泥浆，实现钻孔范围内的富水砂层固化，主动控制成孔关键地层和环节，提高成孔质量和效率，减少整个孔成孔的泥浆用量。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，包括：

旋挖机，所述旋挖机具有用于旋挖的旋挖钻头；

高压注浆装置，所述高压注浆装置包括固定装置、管道组件及喷嘴，所述固定装置设置于所述旋挖钻头上；所述管道组件的一端与所述固定装置可拆卸地连接，所述管道组件的另一端外接压力注浆泵，所述压力注浆泵用于与泥浆池连接；所述喷嘴设置于所述管道组件上并与所述管道组件连通，且所述喷嘴位于所述旋挖钻头的外围；借由所述压力注浆泵将所述泥浆池内的泥浆泵入所述管道组件，使得在所述旋挖钻头旋挖钻孔时，所述管道组件内的泥浆通过所述喷嘴向外喷射泥浆。

2.根据权利要求1所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述固定装置包括第一固定件，所述第一固定件固定于所述旋挖钻头上，所述管道组件的一端与所述第一固定件可拆卸地连接。

3.根据权利要求2所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述第一固定件上设有螺纹孔，所述管道组件的一端插入所述螺纹孔并与所述螺纹孔进行螺纹配合。

4.根据权利要求3所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述固定装置还包括第二固定件，所述第二固定件固定于所述旋挖钻头上，所述第二固定件上设有安装孔，所述管道组件穿设于所述安装孔内。

5.根据权利要求4所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述第二固定件位于所述第一固定件的上方；所述管道组件的一端先穿入所述安装孔，再插入所述螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述管道组件包括注浆钢管及注浆软管，所述注浆钢管的一端与所述固定装置连接，所述注浆钢管的另一端与所述注浆软管的一端连接，所述注浆软管的另一端与所述压力注浆泵连接；所述喷嘴设置于所述注浆钢管上并与所述注浆钢管连通。

7.根据权利要求6所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述注浆钢管与所述注浆软管通过螺纹进行连接。

8.根据权利要求6所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述喷嘴的喷孔直径小于所述注浆钢管的直径。

9.根据权利要求6所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，所述喷嘴的喷射方向与所述注浆钢管的轴线垂直。

10.根据权利要求1所述的适用于富水砂层的旋挖钻系统，其特征在于，若干个所述高压注浆装置沿所述旋挖钻头的圆周方向均匀地设置于所述旋挖钻头上。