一种自修正的高压旋喷桩的制作方法

1.本发明属于旋喷桩，具体为一种自修正的高压旋喷桩。


背景技术：

2.高压旋喷桩施工技术是在静压灌浆的基础上，引进水力采煤技术而发展起来的，是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗水的目的。
3.在高压旋喷桩成桩过程中，需确定孔位和钻机造孔，但在实际施工过程中，往往在钻孔时会出现孔位偏移的现象，若不及时处理会造成钻机难以钻至预定位置，成桩困难、效果差等问题。
4.申请号为201410367951.2的中国专利公开了一种纠偏钻杆，利用纠偏钻杆的圆锥部分实现自动纠偏，当圆锥体长度等于刀杆密封件内端面与纠偏钻杆内端面之间的距离时，可取得良好的纠偏效果，但是，存在不够智能化的缺点。在施工过程中，因其没有报警系统，故当钻杆发生偏移时，虽整个装置依靠自身可以完成纠偏，但如若施工人员没有发现偏移而一直施工，因施工过程中的扰动仍可导致装置自身无法完成纠偏而使得钻杆偏移。
5.申请号为201811638059.8的中国专利公开了一种具有纠偏功能的钻杆、钻孔系统、钻孔纠偏方法，通过在钻杆上靠近钻头的位置设置倾角传感器和纠偏支杆，并通过地面上的无线终端获取数据以及控制各纠偏支杆的转动，实现实时监测钻杆偏转以及随时纠偏的功能，但是，其可能存在数据传输延迟的缺点。当钻杆深入土层时，受土层、施工扰动等影响，其数据传输可能存在延迟，即钻杆可能已经发生偏移，但数据还未上传至系统。也就是说其整个装置可能并不能在钻孔偏移的第一时间内反应。
6.总的来说，现有的高压旋喷桩施工过程中出现钻孔偏移的问题，往往都是靠及时移动桩位，调整桩间距等措施解决，费时费力，且现有的一般纠偏装置调整精度差、难以在偏移发生的第一时间反应。


技术实现要素：

7.发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种智能便捷、省时省力、调整精度高、自修正的高压旋喷桩。
8.技术方案：本发明所述的一种自修正的高压旋喷桩，包括钻杆，钻杆与桩机相连，钻杆上设置电动推拉装置，电动推拉装置上设置电路控制报警装置，桩机上设置红外线射灯，红外线射灯射出的红外激光与钻杆平行；电路控制报警装置包括蜂鸣器、光敏电阻、电位器和pnp三极管，pnp三极管、光敏电阻、电位器、蜂鸣器电连接，电动推拉装置、电源与pnp三极管并联；红外线射灯射出的红外激光通过光敏电阻控制电路通断。
9.进一步地，红外线射灯射出的红外激光照射到光敏电阻上时，表明钻杆水平，光敏电阻的阻值变小，电位器分压压降过大，pnp三极管上电压过大，此时电路不通。有利于在钻杆偏移的第一时间灵敏地作出反应。
10.进一步地，红外线射灯射出的红外激光未照射到光敏电阻上时，表明钻杆不水平，光敏电阻阻值变大，电位器分压压降变小，pnp三极管上电压变小，此时电路接通，蜂鸣器响，同时外部电路接通，电动推拉装置开始运行。
11.进一步地，电动推拉装置包括拉杆、弹簧、螺旋管、电机、齿轮组和电机正反转控制器，弹簧分别与拉杆、螺旋管相连，齿轮组分别与螺旋管、电机相连，电机正反转控制器通过电线与电机、电路控制报警装置电路连接，通过感应片与弹簧相连。拉杆的一端设置圆环，圆环与钻杆嵌套连接，有利于非常细微的捕捉到钻杆的偏移。弹簧伸长时，电机反转，拉杆远离钻杆。弹簧回缩时，电机正转，拉杆靠近钻杆。
12.进一步地，齿轮组包括齿轮一、齿轮二、齿轮三和齿轮四，齿轮一的轴心处与螺旋管螺纹连接，齿轮一与齿轮二相啮合，齿轮三分别与齿轮二、齿轮四相啮合，齿轮四与电机的输出轴固定连接。
13.进一步地，红外线射灯沿钻杆的周向间隔均匀设置。电动推拉装置两两一组，沿钻杆的周向间隔均匀排列。靠近红外线射灯的4个电动推拉装置必须加装电路控制报警装置。电动推拉装置、电路控制报警装置、红外线射灯均与电源相连。
14.工作原理：当红外激光照射到光敏电阻上时，红外线射灯发出的激光与钻杆保持平行，表明此时钻杆处于水平状态，光敏电阻阻值变小，电位器分压压降过大，pnp三极管上电压过大导致此时电路不通。反之，当红外激光未照射到光敏电阻上时，被挡住，表明此时钻杆处于偏移状态，光敏电阻阻值变大，电位器分压压降变小，pnp三极管上电压变小，此时电路接通，蜂鸣器响，同时，其外部电路亦被接通，即水平自修正装置运行的电源与电动推拉装置接通，电动推拉装置开始运行。接通电源，启动电动推拉装置，同时，电机正反转控制器控制电机正转或反转，从而使钻杆重新归于水平位置。弹簧伸长时，电机反转，拉杆远离钻杆，弹簧回缩时，电机正转，拉杆靠近钻杆。并且，当钻杆归于原位后，红外激光再次照射到光敏电阻上，蜂鸣器不再发出响声，电源断开，电动推拉装置停止。
15.有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
16.1、能够有效解决数据传输延迟的问题，能够在钻杆偏移的第一时间内作出反应并快速纠偏，发出警报，而且调整精度高，能使其快速恢复原位，确保了成桩质量；
17.2、能够有效解决高压旋喷桩施工过程中钻孔偏移的问题，且无需人为操作，均由装置本身自动完成，实现了自动化与智能化；
18.3、依靠弹簧的伸长或压缩来反应钻杆的偏移程度，通过光敏电阻的阻值变化来反映钻杆是否水平，调整精度高；
19.4、通过红外线报警装置能在钻杆偏移的第一时间内发出警报，能够有效避免施工人员的误操作；
20.5、整个装置安装简单，成本低廉，适宜推广应用，便于施工人员快速上手。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图；
22.图2是本发明的电路图；
23.图3是本发明电动推拉装置3的结构示意图。
具体实施方式
24.如图1，自修正的高压旋喷桩的钻杆1与桩机2固定连接，此处的桩机2即为水平向高压旋喷桩机，钻杆1上设置电动推拉装置3，电动推拉装置3上设置电路控制报警装置4，桩机2上设置红外线射灯5，红外线射灯5射出的红外激光与钻杆1平行。红外线射灯5沿钻杆1的周向间隔均匀设置。电动推拉装置3两两一组，沿钻杆1的周向间隔均匀排列。靠近红外线射灯5的4个电动推拉装置3必须加装电路控制报警装置4。电动推拉装置3、电路控制报警装置4、红外线射灯5均与电源6电路连接。
25.如图2，电路控制报警装置4包括蜂鸣器401、光敏电阻402、电位器403和pnp三极管404，pnp三极管404与光敏电阻402、电位器403、蜂鸣器401电连接，电动推拉装置3、电源6与pnp三极管404并联。红外线射灯5射出的红外激光通过光敏电阻402控制电路通断。红外线射灯5射出的红外激光照射到光敏电阻402上时，表明钻杆1水平，光敏电阻402的阻值变小，电位器403分压压降过大，pnp三极管404上电压过大，此时电路不通。红外线射灯5射出的红外激光未照射到光敏电阻402上时，表明钻杆1不水平，光敏电阻402阻值变大，电位器403分压压降变小，pnp三极管404上电压变小，此时电路接通，蜂鸣器401响，同时外部电路接通，电动推拉装置3开始运行。
26.如图3，电动推拉装置3包括拉杆301、弹簧302、螺旋管303、电机304、齿轮组305和电机正反转控制器306，弹簧302分别与拉杆301、螺旋管303固定连接。电机正反转控制器306通过电线308与电机304、电路控制报警装置4电路连接，通过感应片与弹簧302固定连接。电机正反转控制器306与弹簧302固定连接，当弹簧302保持原长时，电机正反转控制器306不工作，而只要当弹簧302被拉长或压缩时，电机正反转控制器306立即启动，开始带动电机304转动。拉杆301的一端设置圆环307，圆环307与钻杆1嵌套连接。弹簧302伸长时，电机304反转，拉杆301远离钻杆，弹簧302回缩时，电机304正转，拉杆301靠近钻杆。
27.齿轮组305包括齿轮一3051、齿轮二3052、齿轮三3053和齿轮四3054，齿轮一3051的轴心处与螺旋管303螺纹连接，齿轮一3051与齿轮二3052相啮合，齿轮三3053分别与齿轮二3052、齿轮四3054相啮合，齿轮四3054与电机304的输出轴固定连接。其中，齿轮二3052、齿轮三3053、齿轮四3054采用常见的正齿轮，齿数设置为20，模数为1，齿距为πmm，齿厚为π/2mm。齿轮一3051亦采用正齿轮形式，齿数设置为20，模数为1.5，齿距为1.5πmm，齿厚为1.5π/2mm。
28.施工前，先调整钻杆1处于水平位置，此时，在钻杆1端头处上下左右四个部位加装红外线射灯5，调平红外线射灯5，确保红外射灯射出的红外激光与钻杆1处于平行关系。并且同时在钻杆1的上下左右部位依次套入电动推拉装置3，确保红外线射灯5发出的激光在平行状态时正好射中电动推拉装置3上的电路控制报警装置4中的光敏电阻402上。然后，将各个装置之间分别进行串联并接入电源6，使之形成一个整体。此时，即完成整个自修正的高压旋喷桩的安装。
29.施工过程中，红外线射灯5发出激光，与钻杆1保持平行，当钻杆1在施工过程中发生偏移时，即会挡住红外线射灯5的激光，引发电路控制报警装置4。同时，套于钻杆1上的电动推拉装置3也会因钻杆1的偏移而受到拉伸和压缩。此时，电路控制报警装置4接通电源6，启动电动推拉装置3，由电机正反转控制器306通过电动推拉杆301中的弹簧302受力状态正传或反转使得拉杆301上升或压缩，从而使钻杆1重新归于水平位置。并且，当钻杆1归于原
位后，红外线射灯5的激光再次照射到光敏电阻402，电路控制报警装置4的蜂鸣器401解除，电源6断开，电动推拉装置3停止。