專(zhuān)利名稱(chēng)：一種豎井/導(dǎo)井沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種豎井/導(dǎo)井沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔施工方法，特別適用于長(zhǎng)距離的豎井/導(dǎo)井成孔施工，屬水利水電建筑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
豎井施工的傳統(tǒng)方法是自上而下一次全斷面鑿巖爆破成型。如果豎井較長(zhǎng)，會(huì)采用分為二段或三段，讓施工人員下到施工工作面進(jìn)行打眼放炮作業(yè)，自下而上進(jìn)行了三次裝藥爆破，完成豎井分段開(kāi)挖爆破擴(kuò)徑工作。在水利水電工程豎井(閘門(mén)井及調(diào)壓井)開(kāi)挖施工中，由于豎井一般開(kāi)挖深度較深，開(kāi)挖方量較大，多采用先開(kāi)挖導(dǎo)井，待導(dǎo)井開(kāi)挖完成后利用該導(dǎo)井為溜渣通道，擴(kuò)挖施工為豎井的工藝。目前國(guó)內(nèi)導(dǎo)井開(kāi)挖主要采用人工(正井法或反井法)開(kāi)挖及采用反井鉆機(jī)鉆孔法開(kāi)挖兩種。對(duì)于較大深度的豎井施工，現(xiàn)行施工技術(shù)一般是先采用鉆機(jī)先從上往下鉆設(shè)一個(gè)直徑較小的導(dǎo)洞，然后用反井鉆機(jī)從下向上進(jìn)行擴(kuò)大導(dǎo)洞孔，從而形成一定直徑的導(dǎo)井，再利用此導(dǎo)井作為溜渣通道，從上向下進(jìn)行豎井直徑的擴(kuò)大開(kāi)挖工作。對(duì)于導(dǎo)井施工來(lái)說(shuō)，利用反井鉆機(jī)形成初期直徑較小的導(dǎo)井，比采用普通鉆爆法自上而下施工導(dǎo)井或采用爬罐法從下往上開(kāi)挖導(dǎo)井更為安全和快捷。但反井鉆機(jī)施工工藝施工設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用較高、施工準(zhǔn)備工作較多導(dǎo)致施工成本較高，施工技術(shù)復(fù)雜，限于反井鉆機(jī)設(shè)備的局限，形成的導(dǎo)井直徑一般都不大，在后續(xù)的擴(kuò)大開(kāi)挖中，人工翻渣工程量大，而且存在因爆破塊度大或翻渣方法不當(dāng)或下部出渣不及時(shí)等原因而堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。一旦導(dǎo)井被堵塞，處理起來(lái)十分困難。一般只能靠人進(jìn)人導(dǎo)井清理，從上向下掏出導(dǎo)井內(nèi)的石塊，不僅耽誤施工進(jìn)度，而且隨著疏通工作的進(jìn)展，極易發(fā)生導(dǎo)井忽然自通，造成人石俱下，嚴(yán)重威脅施工人員的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，發(fā)明一種豎井/導(dǎo)井沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔施工方法，則先利用沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔沖擊錘往下反復(fù)沖擊，讓所產(chǎn)生沖擊能量將巖石破碎，利用泥漿的懸浮功能讓鉆渣呈懸浮狀，然后用抽碴筒將鉆碴抽出地面成孔方法進(jìn)行導(dǎo)井開(kāi)挖，開(kāi)挖后的導(dǎo)井直徑較大，再對(duì)導(dǎo)井進(jìn)行擴(kuò)徑，最后形成豎井，利用導(dǎo)井再擴(kuò)徑施工豎井，能保證施工安全、節(jié)約成本，增加各施工進(jìn)度，技術(shù)可行，擴(kuò)徑過(guò)程中發(fā)生堵塞的可能性減少。本發(fā)明的目的是通過(guò)下列操作方法實(shí)現(xiàn)的一種豎井/導(dǎo)井沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔施工方法，其特征在于選用沖擊式鉆機(jī)為打?qū)Ь虼蜇Q井的設(shè)備，具體操作方法如下I)施工準(zhǔn)備場(chǎng)地平整后，由測(cè)量工程師測(cè)放出導(dǎo)井孔位及鋼護(hù)筒(2)安裝位置，待鋼護(hù)筒(2)制作、埋設(shè)完畢，鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)(I)鉆架架設(shè)到位、泥漿池(4)、泥漿泵
(5)和沉淀池(7)系統(tǒng)通過(guò)管道聯(lián)接到位，準(zhǔn)備完善后，即可開(kāi)始導(dǎo)井的鉆孔施工；
2)埋設(shè)鋼護(hù)筒鋼護(hù)筒(2) —般用4 8mm厚的鋼板卷制而成，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭(3)直徑150mm，鋼護(hù)筒的(2)頂部應(yīng)開(kāi)設(shè)溢漿口，并高出地面彡200mm ;鋼護(hù)筒(2)采用人工挖埋的方法埋置，挖埋時(shí)，鋼護(hù)筒(2)與坑壁之間用粘性土填實(shí)，鋼護(hù)筒(2)中心應(yīng)與樁位中心應(yīng)重合，偏差不得大于50mm，鋼護(hù)筒(2)埋置深度在粘性土中不宜小于1. OOm ；3)泥漿制備根據(jù)場(chǎng)地情況合理規(guī)劃布置泥漿池(5)、沉渣池(7)、循環(huán)槽泥漿循環(huán)系統(tǒng)，并用管道按常規(guī)聯(lián)通，泥漿池的容積為鉆孔容積的1. 2 1. 5倍，一般不宜小于8m3 ；4)鉆機(jī)具布置在平臺(tái)上備足護(hù)壁泥漿粘土，沖擊式鉆機(jī)(I)就位，立好鉆架，對(duì)準(zhǔn)樁孔中心，拉好鋼絲繩(6)，準(zhǔn)備開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆具選用于5T重十字型鉆頭(3)；5)開(kāi)孔開(kāi)鉆時(shí)直接向孔內(nèi)投入粘土，用鉆頭以小沖程反復(fù)沖擊造漿，使泥漿比重不小于1. 2 ;鋼護(hù)筒(2)底腳以下I 2m范圍內(nèi)，采取小沖程、高頻率反復(fù)沖砸，確?？妆诜€(wěn)定;6)鉆進(jìn)沖程根據(jù)地質(zhì)情況及巖石強(qiáng)度的變化分別確定；如巖層表面不平整，應(yīng)先投入粘土、小片石英鐘，將表面墊平，再用十字型鉆頭(3)沖擊鉆進(jìn)，防止發(fā)生斜孔，穿孔事故；鉆進(jìn)時(shí)還要注意均勻地松放鋼絲繩(6)長(zhǎng)度，嚴(yán)禁“打空錘”現(xiàn)象的發(fā)生，確保鉆機(jī)、鉆架和鋼絲繩不受損害。7)掏渣破碎的鉆渣，經(jīng)泥漿懸浮后，通過(guò)鋼護(hù)筒(2)溢漿口溢出孔外，進(jìn)入沉渣池(7)中，沉淀后挖出，泥漿流入泥漿池(4)中，由泥漿泵(5)抽入導(dǎo)井(8)內(nèi)循環(huán)利用，直至導(dǎo)井與底部水平洞相互貫通，之后再對(duì)導(dǎo)井進(jìn)行擴(kuò)徑，最后形成設(shè)計(jì)尺寸直徑的豎井。對(duì)于直徑尺寸較小的豎井，采用本發(fā)明方法可以直接沖擊式鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)孔構(gòu)成。本發(fā)明采用沖 擊式鉆機(jī)沖擊成孔開(kāi)挖導(dǎo)井的施工方法，避免施工人員下到施工工作面作業(yè)，最大限度保證了施工人員安全，施工設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較低，施工速度較快。


下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例，對(duì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于此實(shí)施例。圖1為發(fā)明的工藝流程框圖。圖2為本發(fā)明施工狀態(tài)的示意圖。圖中1一沖擊式鉆機(jī)；2—鋼護(hù)筒；3—鉆頭；4一泥衆(zhòng)池；5—泥衆(zhòng)泵；6—鋼絲繩；7—沉渣池；8—導(dǎo)井；9一豎井。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔進(jìn)行導(dǎo)井開(kāi)挖，按圖1所示操作步驟進(jìn)行，(I)施工準(zhǔn)備場(chǎng)地平整后，由測(cè)量工程師測(cè)放出導(dǎo)井孔位及鋼護(hù)筒2安裝位置。待鋼護(hù)筒2制作、埋設(shè)完畢，鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)I鉆架架設(shè)到位、泥漿池4、泥漿泵5和沉淀池7系統(tǒng)通過(guò)管道聯(lián)接到位，準(zhǔn)備完善后，即可開(kāi)始導(dǎo)井的鉆孔施工。(2)埋設(shè)鋼護(hù)筒鋼護(hù)筒2—般用4 8mm厚的鋼板卷制而成，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑150_，鋼護(hù)筒的2頂部應(yīng)開(kāi)設(shè)溢漿口，并高出地面彡200_。鋼護(hù)筒2采用人工挖埋的方法埋置，挖埋時(shí)，鋼護(hù)筒與坑壁之間用粘性土填實(shí)，鋼護(hù)筒2中心應(yīng)與樁位中心應(yīng)重合，偏差不得大于50_，鋼護(hù)筒埋置深度在粘性土中不宜小于1. OOm0(3)泥漿制備根據(jù)場(chǎng)地情況合理規(guī)劃布置泥漿池5、沉渣池7、循環(huán)槽等泥漿循環(huán)系統(tǒng)，并用管道按常規(guī)聯(lián)通，泥漿池的容積為鉆孔容積的1. 2 1. 5倍，一般不宜小于Sm3。(4)鉆機(jī)布置在平臺(tái)上備足護(hù)壁泥漿粘土，沖擊式鉆機(jī)安裝就位，立好鉆架，對(duì)準(zhǔn)樁孔中心，拉好纜風(fēng)繩，準(zhǔn)備開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆具選用于5T重十字型鉆頭。(5)開(kāi)孔開(kāi)鉆時(shí)直接向孔內(nèi)投入粘土，用鉆頭以小沖程反復(fù)沖擊造漿，使泥漿比重不小于1. 2。鋼護(hù)筒底腳以下I 2m范圍內(nèi)，采取小沖程、高頻率反復(fù)沖砸，確保孔壁穩(wěn)定。(6)鉆進(jìn)沖程根據(jù)地質(zhì)情況及巖石強(qiáng)度的變化分別確定。如巖層表面不平整，應(yīng)先投入粘土、小片石英鐘，將表面墊平，再用十字型鉆頭沖擊鉆進(jìn)，防止發(fā)生斜孔，穿孔事故。鉆進(jìn)時(shí)還要注意均勻地松放鋼絲繩長(zhǎng)度，嚴(yán)禁“打空錘”現(xiàn)象的發(fā)生，確保鉆機(jī)、鉆架和鋼絲繩不受損害。(7)掏渣被破碎的鉆渣，經(jīng)泥漿懸浮后，少數(shù)通過(guò)多護(hù)筒溢漿口溢出孔外，大多數(shù)由泵抽入沉渣池7中，經(jīng)沉淀后挖出沉渣，清除沉渣，沉渣池7內(nèi)的泥漿又繼續(xù)流回泥漿池4中，由泥漿泵5抽入導(dǎo)井8內(nèi)循環(huán)利用，直至導(dǎo)井與底部水平洞相互貫通，再對(duì)導(dǎo)井進(jìn)行擴(kuò)徑，最后形成設(shè)計(jì)尺寸直徑的豎井。擴(kuò)徑過(guò)程中不會(huì)發(fā)生導(dǎo)井的堵塞現(xiàn)象，施工速度明顯加快。本發(fā)明使用設(shè)備的沖擊式鉆機(jī)是成孔灌注樁施工時(shí)的通用設(shè)備，無(wú)需單獨(dú)購(gòu)制，減輕企業(yè)成本。本發(fā)明方法適應(yīng)于粘性土、砂土、碎石土和各種巖層水利水電工程中各種豎井導(dǎo)井開(kāi)挖，鉆孔深度可以達(dá)到70m以上。
權(quán)利要求
1. 一種豎井/導(dǎo)井沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔施工方法，其特征在于選用沖擊式鉆機(jī)設(shè)備打?qū)Ь蜇Q井，施工具體操作方法如下1)施工準(zhǔn)備場(chǎng)地平整后，由測(cè)量工程師測(cè)放出導(dǎo)井孔位及鋼護(hù)筒(2)安裝位置，待鋼護(hù)筒(2)制作、埋設(shè)完畢，鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)(I)鉆架架設(shè)到位、泥漿池(4)、泥漿泵(5)和沉淀池(7)系統(tǒng)通過(guò)管道聯(lián)接到位，準(zhǔn)備完善后，即可開(kāi)始導(dǎo)井的鉆孔施工；2)埋設(shè)鋼護(hù)筒鋼護(hù)筒(2)—般用4 8_厚的鋼板卷制而成，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭(3)直徑150_，鋼護(hù)筒的(2)頂部應(yīng)開(kāi)設(shè)溢漿口，并高出地面彡200mm;鋼護(hù)筒(2)采用人工挖埋的方法埋置，挖埋時(shí)，鋼護(hù)筒(2)與坑壁之間用粘性土填實(shí)，鋼護(hù)筒(2)中心應(yīng)與樁位中心應(yīng)重合，偏差不得大于50mm，鋼護(hù)筒(2)埋置深度在粘性土中不宜小于1. OOm ；3)泥漿制備根據(jù)場(chǎng)地情況合理規(guī)劃布置泥漿池(5)、沉渣池(7)、循環(huán)槽泥漿循環(huán)系統(tǒng)，并用管道按常規(guī)聯(lián)通，泥漿池的容積為鉆孔容積的1. 2 1. 5倍，一般不宜小于Sm3;4)鉆機(jī)具布置在平臺(tái)上備足護(hù)壁泥漿粘土，沖擊式鉆機(jī)(I)就位，立好鉆架，對(duì)準(zhǔn)樁孔中心，拉好鋼絲繩(6)，準(zhǔn)備開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆具選用于5T重十字型鉆頭(3)；5)開(kāi)孔開(kāi)鉆時(shí)直接向孔內(nèi)投入粘土，用鉆頭以小沖程反復(fù)沖擊造衆(zhòng)，使泥漿比重不小于1. 2 ;鋼護(hù)筒(2)底腳以下I 2m范圍內(nèi)，采取小沖程、高頻率反復(fù)沖砸，確?？妆诜€(wěn)定；6)鉆進(jìn)沖程根據(jù)地質(zhì)情況及巖石強(qiáng)度的變化分別確定；如巖層表面不平整，應(yīng)先投入粘土、小片石英鐘，將表面墊平，再用十字型鉆頭(3)沖擊鉆進(jìn)，防止發(fā)生斜孔，穿孔事故;鉆進(jìn)時(shí)還要注意均勻地松放鋼絲繩(6)長(zhǎng)度，嚴(yán)禁“打空錘”現(xiàn)象的發(fā)生，確保鉆機(jī)、鉆架和鋼絲繩不受損害。7)掏渣破碎的鉆渣，經(jīng)泥漿懸浮后，通過(guò)鋼護(hù)筒(2)溢漿口溢出孔外，進(jìn)入沉渣池(7)中，沉淀后挖出，泥漿流入泥漿池(4)中，由泥漿泵(5)抽入導(dǎo)井(8)內(nèi)循環(huán)利用，直至導(dǎo)井與底部水平洞相互貫通，之后再對(duì)導(dǎo)井進(jìn)行擴(kuò)徑，最后形成設(shè)計(jì)尺寸直徑的豎井。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種豎井/導(dǎo)井沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔施工方法，特別適用于長(zhǎng)豎井/導(dǎo)井成孔施工，屬水利水電建筑技術(shù)領(lǐng)域。則先利用沖擊式鉆機(jī)沖擊成孔沖擊錘往下反復(fù)沖擊，讓所產(chǎn)生沖擊能量將巖石破碎，利用泥漿的懸浮功能讓鉆渣呈懸浮狀，然后用抽碴筒將鉆碴抽出地面成孔方法進(jìn)行導(dǎo)井開(kāi)挖，開(kāi)挖后的導(dǎo)井直徑較大，再進(jìn)行擴(kuò)徑過(guò)程中，發(fā)生堵塞的可能性減少，利用豎井施工，保證施工安全、節(jié)約成本，增加各施工進(jìn)度，技術(shù)可行。
文檔編號(hào)E21D1/03GK103046931SQ201210509000
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者王加紅, 沈家文, 代紹海, 付永春, 楊興華, 周懷春, 劉金榮, 趙永任, 張?jiān)弃Q 申請(qǐng)人:云南建工水利水電建設(shè)有限公司