專利名稱：鉆噴一體化地基處理鉆具組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆具組件，特別是一種鉆噴一體化地基處理鉆具組件。
背景技術(shù)：
目前巖土工程防滲加固處理的方法為鉆噴一體高壓噴射灌漿，一種往復式高壓噴 射灌漿地基防滲加固方法，融鉆孔和高噴為一體，在鉆桿內(nèi)安裝水或漿和氣高壓噴射管路， 配備輸送漿和水和氣及提升設備，將鉆灌一體的步履式臺車移動至鉆孔位置，進行鉆進施 工，鉆進時高壓泥漿泵輸送高壓介質(zhì)，需要時打開空壓機輸送高壓氣體，高壓介質(zhì)對鉆孔周 圍原始地層進行噴射，切割形成鉆孔，到達設計深度后再由下而上進行高壓噴射灌漿，并制 成混合液體，水泥漿液最終在土層中形成水泥土帷幕。
其鉆具組件結(jié)構(gòu)包括鉆頭和鉆桿，鉆桿內(nèi)設置有分尚的氣管和料管，料管與開口 在鉆桿下部側(cè)壁的一個噴料孔連通，氣管與開口在鉆桿下部側(cè)壁的一個噴氣孔連通，鉆桿 下端與鉆頭固定連接，鉆頭前端有切削部分，用來切削地層。
因為上述鉆具組件只有單一的一個噴氣孔，在切割地層時存在切割的盲區(qū)，而且 噴漿作業(yè)時，從噴氣孔噴射出的高壓空氣需要攪動水泥漿液和切割下的土層，形成混合漿 液，現(xiàn)有鉆具組件很難使鉆孔內(nèi)的水泥漿液和土層充分強制混合，經(jīng)常在鉆孔內(nèi)會形成土 層塊，影響水泥土帷幕強度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓空氣更充分切割土層、噴射高壓空氣 時壓力更均勻，而且可以充分強制混合土壤和水泥漿液的鉆噴一體化地基處理鉆具組件。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了鉆噴一體化地基處理鉆具組件，包括鉆頭和 鉆桿，鉆桿內(nèi)設置有分尚的氣管和料管，料管與開口在鉆桿下部側(cè)壁上的噴料孔連通，鉆桿 下端與鉆頭固定連接，其特征在于鉆桿下部內(nèi)設置有均壓室，氣管與均壓室相通，均壓室 側(cè)壁開有兩個以上與鉆桿外側(cè)相通的噴氣孔。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后，高壓空氣通過鉆桿的氣管送到均壓室中，然后延著均壓室側(cè) 壁上多個噴氣孔朝鉆桿外噴射，使得高壓空氣隨著鉆頭轉(zhuǎn)動切割鉆頭周圍土層，均壓室可 以噴射出的高壓空氣的壓強更均勻，借助空氣密度小的特點，鉆孔內(nèi)的空氣會更分散的上 升直至排出鉆孔，在空氣上升的過程中，充分強制混合土壤和水泥漿液此鉆具的噴氣孔偏向鉆頭前部方向有45°傾角，使得高壓空氣作用在未切割或者正在 切割的土層，利用高壓空氣的壓力方便鉆頭切割土層，而且能增加強制混合土壤和水泥漿 液的效果。
此鉆具的噴氣孔截面面積之和不大于氣管截面面積，采用這樣的結(jié)構(gòu)可以保證噴 氣孔噴射的空氣壓強。
此鉆具的鉆桿截面為方形，采用這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)點在于方形的鉆桿在旋轉(zhuǎn)過程中與 鉆孔之間有空隙，方便使噴氣孔噴射出的高壓空氣排出鉆孔，而且加速水泥漿液與土層的混合。
此鉆具的均壓室內(nèi)部形狀為鉆桿截面對應的方形，均壓室的四面?zhèn)缺谏戏謩e均勻 分布著三個噴氣孔，采用這樣的結(jié)構(gòu)，每面三個噴氣孔可以使得噴出的高壓空氣更分散、壓 強更均勻，攪拌土層效果最好。
以下為了方便理解將鉆噴一體化地基處理鉆具組件簡略稱為鉆具組件。


圖1是本鉆具組件的主視圖。
圖2是本鉆具組件延A-A方向的剖視圖。
圖3是本鉆具組件延B-B方向的剖視圖。
具體實施方式
如圖1-3所示，鉆具組件包括鉆頭2和鉆桿1，鉆桿I的截面形狀為方形，鉆桿I內(nèi) 含有分離的兩個輸送管，兩個輸送管分別是輸送高壓空氣的氣管11、輸送高壓水或是高壓 水泥漿液的料管12，鉆桿I下部側(cè)壁的徑向方向有噴料孔12a，料管12與噴料孔12a連通；鉆桿I內(nèi)的氣管11的直徑為31mm，鉆桿I下部有截面形狀與鉆桿I截面對應的方形 均壓室13，氣管11與均壓室13連通，均壓室13的四面?zhèn)缺谏祥_有著十二個噴氣孔11a， 噴氣孔Ila軸向方向偏向鉆頭2下方方向有45°傾角，使得高壓空氣可以延噴氣孔Ila以 45°傾角向鉆頭2下方噴射，均壓室13的每一面?zhèn)缺谏暇鶆虻姆植贾齻€噴氣孔11a，每 個噴氣孔Ila的直徑為2mm,十二個噴氣孔Ila截面面積之和小于氣管11截面面積,鉆桿 I的下端在向鉆桿內(nèi)延伸的內(nèi)凸環(huán)14，內(nèi)凸環(huán)14的內(nèi)壁上有螺紋。
鉆頭2下部為切削部分21，鉆頭2上部截面形狀為與鉆桿截面相同的方形連接部 22，連接部22上端有圓形的凸臺23，凸臺23外壁上有鉆桿I內(nèi)凸環(huán)14契合的螺紋。
鉆頭2的凸臺23與鉆桿I的內(nèi)凸環(huán)14通過螺紋固定連接，鉆桿I在水平面投影 小于鉆頭2水平面投影。
使用時，先將鉆噴一體臺車移動至鉆孔位置，鉆頭2設置在鉆孔位置上方，驅(qū)使傳 動系統(tǒng)帶動鉆桿I及鉆頭2水平旋轉(zhuǎn)下沉，鉆頭2的切削部分21切割地層，在此過程中，高 壓水延鉆桿I下部的噴料孔12a向鉆桿I徑向方向切割鉆桿I周圍地層，高壓水沖切鉆桿 I周圍的土層成流塑狀；高壓空氣先通過氣管11到達均壓室13，之后延噴氣孔Ila以45° 傾角切割鉆桿I周圍地層，直至預定深度形成鉆孔，停止輸送高壓水；然后，鉆桿I內(nèi)的料管12輸送高壓水泥漿液，高壓水泥漿液延鉆桿I下部的噴料孔12a 向鉆桿I的徑向方向噴射，高壓水泥漿液二次噴射、切割鉆孔內(nèi)壁的土層，使鉆孔內(nèi)壁的土 層更均勻、密實度得以提高；此過程中高壓空氣依然延噴氣孔Ila以45°向下噴射，每面 三個噴氣孔Ila可以使得噴出的高壓空氣更均勻，沒有噴射盲區(qū)，并且借助空氣密度小的 特點，鉆孔內(nèi)的空氣會上升直至排出鉆孔，在空氣上升的過程中，充分強制混合土壤和水泥 漿液；驅(qū)使傳動系統(tǒng)帶動鉆桿I及鉆頭2向上提升，鉆頭2上升至高出鉆孔處，停止輸送高壓 空氣，當水泥漿液充滿鉆孔時，停止輸送高壓水泥漿液，鉆噴一體高壓噴射灌漿結(jié)束。
以上所述的僅是本發(fā)明的一種實施方式，應當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干變型和改進，這些也應視為屬于本發(fā)明的保護范圍，比如，噴氣孔Ila的個數(shù)、噴氣孔Ila偏向鉆頭下方的角度 等等。
權(quán)利要求
1.鉆噴一體化地基處理鉆具組件，包括鉆頭和鉆桿，鉆桿內(nèi)設置有分離的氣管和料管， 料管與開口在鉆桿下部側(cè)壁上的噴料孔連通，鉆桿下端與鉆頭固定連接，其特征在于鉆桿下部內(nèi)設置有均壓室，氣管與均壓室相通，均壓室側(cè)壁開有兩個以上與鉆桿外側(cè)相通的噴氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆噴一體化地基處理鉆具組件，其特征在于所述的噴氣孔偏向鉆頭前部方向有45°傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆噴一體化地基處理鉆具組件，其特征在于所述的噴氣孔截面面積之和不大于氣管截面面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆噴一體化地基處理鉆具組件，其特征在于所述的鉆桿截面為方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆噴一體化地基處理鉆具組件，其特征在于所述的均壓室內(nèi)部形狀為鉆桿截面對應的方形，均壓室的四面?zhèn)缺谏戏謩e均勻分布著三個噴氣孔。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種鉆噴一體化地基處理鉆具組件，包括鉆頭和鉆桿，鉆桿內(nèi)設置有分離的氣管和料管，料管與開口在鉆桿下部側(cè)壁上的噴料孔連通，鉆桿下端與鉆頭固定連接，鉆桿下部內(nèi)設置有均壓室，氣管與均壓室相通，均壓室側(cè)壁開有兩個以上與鉆桿外側(cè)相通的噴氣孔，采用這種鉆具組件后，可以使高壓空氣更充分切割土層、噴射高壓空氣時壓力更均勻，而且可以充分強制混合土壤和水泥漿液。
文檔編號E21B17/18GK103046552SQ201310035780
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者張紹虎, 徐少華, 董傳明, 滕浙良, 白彥平, 葉飛 申請人:安徽水利開發(fā)股份有限公司