一种加强型长螺旋嵌岩施工设备的制作方法
【专利摘要】一种加强型长螺旋嵌岩施工设备，由加强型机架、动力系统、钻进系统和冷却系统组成，加强型机架包括控制台和桩架，专用动力系统包括动力头、油压输送管、动力站，动力站安装于桩架下端平台上，动力头安装于桩架滑轨上，桩架能满足动力系统额定大扭矩工作条件下的稳定性和强度要求，钻进系统包括加强型钻杆、专用钻头、多功能法兰盘，加强型钻杆顶部通过多功能法兰盘与动力头、冷却系统连接，加强型钻杆底部连接专用钻头，冷却系统由注浆泵、注浆管、连接焊管和喷嘴组成，连接焊管附着在加强型钻杆上，下端与安装在专用钻头部位的喷嘴连接。本实用新型的加强型长螺旋嵌岩施工设备钻进能力强、适用面广，解决了长螺旋钻机在密实的大粒径的碎石土层及风化岩层中的钻不动、卡钻等问题，为广泛应用长螺旋钻孔压灌桩奠定了基础。
【专利说明】一种加强型长螺旋嵌岩施工设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型粧基施工设备，主要用于风化岩地层中的灌注粧、地基处理及基坑支护工程，适用于各种土层，尤其是在大粒径的碎石土层及强、中风化等地层。
【背景技术】
[0002]长螺旋钻孔压灌粧相比冲击钻、旋挖钻、磨盘钻等由于具有快捷、环保、承载力高、经济等特点，已广泛应用于各种粧基工程、地基处理及基坑支护工程的灌注粧施工中。但受其技术及设备所限，对于在大粒径的碎石土层及风化岩层中，存在钻不动、卡钻等问题而无法施工，即使在个别类似地层中能够成孔，其施工效率也是非常低，成本很高，故常规将其在这种地层中施工的适宜性定位为不适宜，这样就使得长螺旋钻孔压灌粧的应用受到了一定的限制。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是长螺旋钻机在密实的大粒径的碎石土层及风化岩层中的钻不动、卡钻等问题，提供一种钻进能力强、适用面广的加强型长螺旋嵌岩施工设备。
[0004]为解决以上技术问题，本发明的技术方案是:
[0005]一种加强型长螺旋嵌岩施工设备，由加强型机架、专用动力系统、钻进系统和冷却系统组成，加强型机架包括控制台和粧架(1)，专用动力系统包括动力头(2)、油压输送管
(3)、动力站(4)，动力站(4)安装于粧架下端平台(5)上，动力头(2)安装于粧架滑轨(6)上，粧架(I)能满足动力系统额定大扭矩工作条件下的稳定性和强度要求，钻进系统包括加强型钻杆(8)、专用钻头(9)、多功能法兰盘(7)，加强型钻杆(8)顶部通过多功能法兰盘
(7)与动力头(2)、冷却系统连接，加强型钻杆⑶底部连接专用钻头(9)，冷却系统由注浆泵(12)、注浆管(13)、连接焊管(10)和喷嘴(11)组成，连接焊管(10)附着在加强型钻杆
(8)上，下端与安装在专用钻头(9)部位的喷嘴(11)连接。
[0006]所述的动力系统通过油压来完成整体动力的传输，并通过电力或柴油来提供油压动力，所提供的扭矩大于150kN.mo
[0007]上述设备的转速可根据地层情况自动调整，以使不同地层获得适宜的扭矩，从而达到顺利进尺的目的。
[0008]所述加强型钻杆(8)提升钻进速度控制在O?3m/min，由于其钻机提速可控，该设备也可用于长螺旋高压喷射注浆搅拌粧的施工。所述加强型钻杆(8)采用27锰钢材质无缝钢管制作，其抗扭性、弹性满足动力的传动，钻杆螺旋叶片采用17mm厚18锰钢钢板，增加叶片的耐磨性及弹性。
[0009]所述专用钻头(9)采用截齿或斗齿钻头，钻齿上镶有合金，以更利于岩石的切削。
[0010]所述冷却系统工作时，由注浆泵(12)将冷却水通过注浆管(13)、多功能法兰盘
(7)及连接焊管(10)将冷却水输送至钻头部位。由人工通过控制台根据地层情况及实际钻进情况进行启动输出，在施工中起到三个作用，一是冷却钻头部位降温，二是加水使得风化岩遇水加速崩解，三是通过水压喷水使得钻头不至于糊钻。可采用素水泥浆替代冷却水，素水泥楽.的水灰比为1.2?1.8。
[0011]本发明，旨在解决长螺旋嵌岩施工的技术难题，采用本技术，其有益效果如下:
[0012]1、相对传统长螺旋粧，本发明不仅适用于普通土层、砂层及碎石土层，还特别适用于老粘土、厚层砂卵石、强中风化岩层，尤其在大块密实砂卵石层及风化岩层中施工能力更加突出。
[0013]2、相对普通长螺旋钻机，本发明动力系统提供的扭矩是原来的3?5倍，扭矩在施工中可根据转速自动调整，使得其钻入能力大大增强，且动力系统可采用柴油及电力两种模式，在野外工作对动力的适应性更强。
[0014]3、本发明相对其它嵌岩施工设备，施工效率更快，单粧承载力更高，且对周围环境影响小。
[0015]4、本发明的设备用于长螺旋高压喷射注浆搅拌粧施工时，其O?3m/min可控提速使得搅喷粧更加均匀，成粧直径更大，地层适用性更强。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是加强型长螺旋嵌岩施工设备结构示意图；
[0017]图2是加强型长螺旋嵌岩施工设备钻进和冷却系统细部图。
[0018]附图编号名称:1，粧架、2，动力头、3油压输送管、4，动力站、5，粧架下端平台、6，粧架滑轨、7，多功能法兰盘、8，加强型钻杆、9，专用钻头、10，连接焊管、11，喷嘴、12，注浆泵、13，注浆管。
【具体实施方式】
[0019]本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0020]实施例1
[0021]图一是加强型长螺旋嵌岩施工设备的结构示意图，由加强型机架、动力系统、钻进系统、冷却系统四部分组成。
[0022]其中，动力系统由动力头(2)、油压输出/入管(3)、动力站(4)组成，动力站安装于粧架下端平台(5)上，动力头安装于粧架滑轨(6)上，并与多功能法兰盘(7)及加强型钻杆(8)连接。工作时，动力站通过油压输出/入管将油压动力输入动力头，由动力斗带动钻进系统钻进成孔，并将动力输入粧架上的电机来完成加强型钻杆的提升及下降。动力系统提供的扭矩为150-210kN.πι，钻进速度为1.5-2.5m/min。多功能法兰盘不仅能满足正常的混凝土灌注的要求，还可同时满足冷却系统注浆或注水的要求。
[0023]钻进系统由加强型钻杆(8)、专用钻头(9)、多功能法兰盘(7)组成。加强型钻杆
(8)顶部通过多功能法兰盘(7)与动力系统及冷却系统连接，加强型钻杆底部连接专用钻头(9)，加强型钻杆(8)上附有冷却及喷水用的连接焊管(10)直通钻头(9)，并与钻头上的喷嘴(11)连接。加强型钻杆(8)采用27锰钢材质无缝钢管制作，钻杆螺旋叶片采用17_厚18锰钢钢板。
[0024]冷却系统由注浆泵(12)、注浆管(13)、连接焊管(10)、喷嘴(11)组成。注浆管通过多功能法兰盘与连接焊管连接，连接焊管附着在加强型钻杆上，下端与安装在钻头部位的喷嘴连接。其工作时，由注浆泵将冷却用的水泥浆通过注浆管、多功能法兰盘及连接焊管、喷嘴将冷却水输送至钻头部位，在钻进的过程中用于对钻具的降温及加速岩层的崩解。水泥浆的水灰比为1.2。冷却系统在整个过程中起辅助的作用，对于比较软的岩层或碎石土层，一般施工时，根据实际情况，可不启动。
[0025]实施例2
[0026]加强型长螺旋嵌岩施工设备由加强型机架、动力系统、钻进系统、冷却系统四部分组成。
[0027]其中，动力系统由动力头(2)、油压输出/入管(3)、动力站(4)组成，动力站安装于粧架下端平台(5)上，动力头安装于粧架滑轨(6)上，并与多功能法兰盘(7)及加强型钻杆(8)连接。工作时，动力站通过油压输出/入管将油压动力输入动力头，由动力斗带动钻进系统钻进成孔，并将动力输入粧架上的电机来完成加强型钻杆的提升及下降。动力系统提供的扭矩为230kN -m以上，钻进速度为2.5-3.0m/min。多功能法兰盘不仅能满足正常的混凝土灌注的要求，还可同时满足冷却系统注浆或注水的要求。
[0028]钻进系统由加强型钻杆(8)、专用钻头(9)、多功能法兰盘(7)组成。加强型钻杆
(8)顶部通过多功能法兰盘(7)与动力系统及冷却系统连接，加强型钻杆底部连接专用钻头(9)，加强型钻杆(8)上附有冷却及喷水用的连接焊管(10)直通钻头(9)，并与钻头上的喷嘴(11)连接。
[0029]冷却系统由注浆泵(12)、注浆管(13)、连接焊管(10)、喷嘴(11)组成。注浆管通过多功能法兰盘与连接焊管连接，连接焊管附着在加强型钻杆上，下端与安装在钻头部位的喷嘴连接。其工作时，由注浆泵将冷却用的水泥浆通过注浆管、多功能法兰盘及连接焊管、喷嘴将冷却水输送至钻头部位，在钻进的过程中用于对钻具的降温及加速岩层的崩解。水泥浆的水灰比为1.8。冷却系统在整个过程中起辅助的作用，对于比较软的岩层或碎石土层，一般施工时，根据实际情况，可不启动。
【权利要求】
1.一种加强型长螺旋嵌岩施工设备，由加强型机架、专用动力系统、钻进系统和冷却系统组成，加强型机架包括控制台和粧架(I)，动力系统包括动力头(2)、油压输送管(3)、动力站(4)，动力站(4)安装于粧架下端平台(5)上，动力头(2)安装于粧架滑轨(6)上，其特征如下:粧架(I)能满足动力系统额定大扭矩工作条件下的稳定性和强度要求，钻进系统包括加强型钻杆(8)、专用钻头(9)、多功能法兰盘(7)，加强型钻杆(8)顶部通过多功能法兰盘(7)与动力头(2)、冷却系统连接，加强型钻杆⑶底部连接专用钻头(9)，冷却系统由注浆泵(12)、注浆管(13)、连接焊管(10)和喷嘴(11)组成，连接焊管(10)附着在加强型钻杆(8)上，下端与安装在专用钻头(9)部位的喷嘴(11)连接。
2.如权利要求1所述的加强型长螺旋嵌岩施工设备，其特征在于:动力系统所提供的扭矩大于150kN.m。
3.如权利要求1所述的加强型长螺旋嵌岩施工设备，其特征在于:转速可根据地层情况自动调整，以使不同地层获得适宜的扭矩。
4.如权利要求1所述的加强型长螺旋嵌岩施工设备，其特征在于:加强型钻杆(8)提升钻进速度控制在O?3m/min。
5.如权利要求4所述的加强型长螺旋嵌岩施工设备，其特征在于:加强型钻杆(8)采用27锰钢材质无缝钢管制作，其螺旋叶片采用17_厚18锰钢钢板。
6.如权利要求1-5之一所述的加强型长螺旋嵌岩施工设备，其特征在于:专用钻头(9)采用截齿或斗齿钻头，钻齿上镶有合金。
7.如权利要求1-5之一所述的加强型长螺旋嵌岩施工设备，其特征在于:冷却系统采用素水泥楽或冷却水。
8.如权利要求7所述的加强型长螺旋嵌岩施工设备，其特征在于:素水泥浆水灰比为.1.2 ?1.8。
【文档编号】E21B36/00GK204175177SQ201420589700
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】吴剑波, 王立建, 武思宇, 李建平 申请人:北京中岩大地工程技术有限公司