專利名稱：鉆噴一體化地基處理專用鉆具組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采用鉆噴一體化地基處理方法的專用鉆具組件。
背景技術(shù)：
目前巖土工程防滲加固處理的傳統(tǒng)方法為先鉆先導(dǎo)孔，后下噴射管進行高壓噴射灌漿，該傳統(tǒng)方法只在提升時才進行高壓噴射，因此稱為單程式高壓噴射灌漿，由于是先鉆孔然后下噴射管進行高壓噴射，因此其鉆孔時，不用高壓射流的鉆孔直徑較小，并且高噴時水泥用量大，水泥浪費嚴重，而且由于單程式高壓噴射灌漿采用鉆機鉆孔，然后再用高壓噴射灌漿設(shè)備進行高壓噴射，所以設(shè)備復(fù)雜，人員繁冗，提高了工程造價，從技術(shù)上來講，單程式高壓噴射的鉆孔垂直度是通過先鉆孔，然后用測斜儀下放至鉆孔內(nèi)進行斜度測量，工序復(fù)雜，如果測斜出現(xiàn)孔斜率過大，還需要洗孔糾偏，甚至重新造孔，當單程式高壓噴射灌漿在擺噴時，其噴嘴部位的成墻較薄，不能保證工程質(zhì)量，另外，單程式高壓噴射灌漿是先用鉆機造孔，后移開鉆機，將高壓噴射臺車移動至鉆孔位置，然后下噴漿管進行高壓噴射，這種操作存在的弊端在于當遇到卵石、砂及淤泥地層時，鉆機的鉆孔很難成孔，并且容易塌孔、埋鉆桿，無法放置噴射管，使用時，需要10位熟練操作人員(現(xiàn)場約6 7人，后場3人)進行操作，費時費力。目前，所使用的鉆具組件通常是簡單的、沒有其他功能的單純鉆具，利用鉆孔臺車的電機帶動鉆桿及鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆孔作業(yè)，采用普通的鉆頭實際使用深度小于1600m，所以鉆頭在日常使用時磨損大，需要經(jīng)常更換，而且不能滿足噴射高壓空氣、高壓水、高壓水泥漿液的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以在鉆孔的同時噴射高壓水、高壓空氣和高壓水泥漿液的專用鉆具組件，不僅要使鉆孔作業(yè)更方便而且需要增加鉆頭壽命的鉆具組件。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種鉆噴一體化地基處理專用鉆具組件，鉆具組件包括鉆頭和鉆桿，鉆桿徑向截面投影小于鉆頭徑向截面投影，鉆桿內(nèi)含有氣管、水管、漿管；此鉆具組件的鉆頭內(nèi)有噴氣管，噴氣管分別與鉆頭前部設(shè)置軸向方向的第一噴氣孔和鉆頭后部徑向方向上的第二噴氣孔相連；鉆頭內(nèi)有噴水管，噴水管分別與鉆頭前部軸向方向的第一噴水管和鉆頭后部徑向方向的第二噴水孔相連；鉆頭內(nèi)有噴漿管，噴漿管與鉆頭徑向上的噴漿孔相連；鉆頭的后部與鉆桿固定連接，鉆頭的噴氣管與鉆桿的氣管對應(yīng)連通，鉆頭的噴水管與鉆桿的水管對應(yīng)連通，鉆頭的噴漿管與鉆桿的漿管對應(yīng)連通。采用這種結(jié)構(gòu)，鉆桿為內(nèi)含三個輸送管，三個輸送管是輸氣管、輸水管、輸漿管，分別用來輸送高壓空氣、高壓水、高壓水泥漿液；將輸水管與輸漿管分離可以保證在灌漿過程中水泥漿液的濃度，而且可以防止輸送管內(nèi)堵塞。鉆頭中噴氣管分別與鉆頭前部設(shè)置軸向方向的第一噴氣孔和鉆頭后部徑向方向上的第二噴氣孔相連，使得高壓空氣可以分別延鉆頭軸向方向向下和延鉆頭徑向方向噴射；同樣噴水管分別與鉆頭前部設(shè)置軸向方向的第一噴水孔和鉆頭后部徑向方向上的第二噴水孔相連，使得高壓水可以分別延鉆頭軸向方向向下和延鉆頭徑向方向噴射；噴漿管與鉆頭后部徑向方向上的噴漿孔相連，使得高壓水泥漿液延鉆頭徑向方向噴射，利用高壓水與高壓空氣先對鉆孔位置的地層進行垂直噴射、切割，使土層松化，方便鉆孔作業(yè)，也減少鉆頭磨損。上述鉆噴一體化地基處理專用鉆具組件，鉆桿的截面為方形優(yōu)點在于方形的鉆桿在旋轉(zhuǎn)過程中與鉆孔之間有空隙，方便使鉆頭第一噴氣孔和第二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。以下為了方便理解將鉆噴一體化地基處理專用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的截面為方形，鉆桿I內(nèi)含有分離的三個輸送管，三個輸送管是輸送高壓空氣的氣管11、輸送高壓水的水管12、輸送高壓水泥漿液的漿管13，高壓空氣與高壓水和高壓水泥漿液輸送壓強不同，因此將氣管11必須要與水管12和漿管13分離，水管12與漿管13分離可以保證在灌漿過程中水泥漿液的濃度，而且可以防止輸送管內(nèi)堵塞。此鉆具組件的鉆頭2內(nèi)有噴氣管21，噴氣管21分別與鉆頭2前部設(shè)置軸向方向的第一噴氣孔21a和鉆頭2后部徑向方向上的第二噴氣孔21b相連；鉆頭2內(nèi)有噴水管12，噴水管12分別與鉆頭2前部軸向方向的第一噴水孔22a和鉆頭2后部徑向方向的第二噴水孔22b相連；鉆頭2內(nèi)有噴漿管23，噴漿管23分別與鉆頭2徑向上的第一噴漿孔23a和第二噴漿孔23b相連。 鉆頭2的后部與鉆桿I通過螺紋固定連接，鉆頭2的噴氣管21與鉆桿I的氣管11對應(yīng)連通，鉆頭2的噴水管12與鉆桿I的水管12對應(yīng)連通，鉆頭2的噴漿管23與鉆桿I的漿管13對應(yīng)連通，鉆桿I徑向截面投影小于鉆頭2徑向截面投影。使用時，分為以下步驟:a)將鉆噴一體臺車移動至鉆孔位置，將鉆頭2設(shè)置在鉆孔位置上方；b)通過鉆桿I內(nèi)的水管12和氣管11分別輸送高壓水和高壓空氣，使得高壓水和高壓空氣延鉆頭2前部的第一噴水孔22a和第一噴氣孔21a向下切割鉆孔位置的地層；c)驅(qū)使傳動系統(tǒng)帶動鉆桿I及鉆頭2水平旋轉(zhuǎn)下沉，在此過程中，高壓水分別延鉆頭2前部的第一噴水孔22a向下和延鉆頭2后部的第二噴水孔22b向鉆頭2徑向方向切割地層，高壓空氣分別延鉆頭2前部的第一噴氣孔21a向下和延鉆頭2后部的第二噴氣孔21b向鉆頭2徑向方向切割地層，直至預(yù)定深度形成鉆孔，停止輸送高壓水；[0021]d)鉆桿I內(nèi)的漿管13輸送高壓水泥漿液，高壓水泥漿液延鉆頭2后部的第一噴漿孔23a和第二噴漿孔23b向鉆頭2徑向方向噴射，驅(qū)使傳動系統(tǒng)帶動鉆桿I及鉆頭2向上提升；e)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，工序結(jié)束。噴射完畢，及時用清水沖洗輸漿管道，輸漿泵內(nèi)不得殘存水泥漿，以防堵塞。本方法一共使用人工5人(現(xiàn)場2人，后場3人)，在巖石與砂卵石層中使用鉆孔，鉆頭2實際使用深度約為2000 2014m。從上述的施工結(jié)果，根據(jù)不同的地質(zhì)，(地層內(nèi)分布的粘土、砂壤、巖石與砂卵石層不同)，每次鉆孔作業(yè)的時間不同，采用鉆噴一體化地基處理專用鉆具組件相對原有施工法工序時間至少減少40%以上，很容易得出鉆噴一體化地基處理方法相對現(xiàn)有技術(shù)工序簡單、節(jié)約時間、降低成本、加速鉆孔，而且能減少鉆頭2的磨損。上述水泥漿液按確定的水灰比配置水泥漿液。一般制漿機需攪拌3分鐘，快速制漿機需攪拌1.5分鐘；水泥漿的水灰比根據(jù)地基土質(zhì)情況確定，一般控制在1.0:1.0
0.8:1.0范圍內(nèi)。制備好的漿液不得離析。此外從孔口冒出的多余部分漿液，含有土層顆粒和水泥漿液，將返漿引入沉淀池，經(jīng)沉淀后重復(fù)利用，既節(jié)約了材料，又保護了環(huán)境；返出的漿液和沉淀池里不能利用的漿液，排放到設(shè)定地點。工程施工完畢后，應(yīng)對施工進行檢測，應(yīng)對以下項目進行檢查:開挖測量樁墻的垂直度、樁位偏差、樁頂高程、樁間搭接狀況、缺損；取樣鉆孔取芯做水泥土抗壓強度、滲透系數(shù)和滲透破壞比降試驗(取樣不少于三點)、也可現(xiàn)場做注水試驗檢查水泥土滲透系數(shù)和滲透破壞比降等，以保證施工的質(zhì)量和安全。如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，即凡依本實用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.鉆噴一體化地基處理專用鉆具組件，鉆具組件包括鉆頭和鉆桿，鉆桿徑向截面投影小于鉆頭徑向截面投影，其特征在于: 所述的鉆桿內(nèi)含有氣管、水管、漿管； 所述的鉆頭內(nèi)有噴氣管，噴氣管分別與鉆頭前部設(shè)置軸向方向的第一噴氣孔和鉆頭后部徑向方向上的第二噴氣孔相連；鉆頭內(nèi)有噴水管，噴水管分別與鉆頭前部軸向方向的第一噴水管和鉆頭后部徑向方向的第二噴水孔相連；鉆頭內(nèi)有噴漿管，噴漿管與鉆頭徑向上的噴漿孔相連； 鉆頭的后部與鉆桿固定連接，鉆頭的噴氣管與鉆桿的氣管對應(yīng)連通，鉆頭的噴水管與鉆桿的水管對應(yīng)連通，鉆頭的噴漿管與鉆桿的漿管對應(yīng)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的鉆噴一體化地基處理專用鉆具組件，其特征在于:所述的鉆桿的截面形狀為方形。
專利摘要本實用新型涉及鉆噴一體化地基處理專用鉆具組件，鉆具組件包括鉆頭和鉆桿，鉆桿徑向截面投影小于鉆頭徑向截面投影，所述的鉆桿內(nèi)含有氣管、水管、漿管；所述的鉆頭內(nèi)有噴氣管，噴氣管分別與鉆頭前部設(shè)置軸向方向的第一噴氣孔和鉆頭后部徑向方向上的第二噴氣孔相連；鉆頭內(nèi)有噴水管，噴水管分別與鉆頭前部軸向方向的第一噴水管和鉆頭后部徑向方向的第二噴水孔相連；鉆頭內(nèi)有噴漿管，噴漿管與鉆頭徑向上的噴漿孔相連；鉆頭的后部與鉆桿固定連接，鉆頭的噴氣管與鉆桿的氣管對應(yīng)連通，鉆頭的噴水管與鉆桿的水管對應(yīng)連通，鉆頭的噴漿管與鉆桿的漿管對應(yīng)連通。實現(xiàn)了鉆孔和灌漿一道工序完成，不僅方便鉆孔作業(yè)而且增加了鉆頭壽命的鉆具組件。
文檔編號E21B17/18GK203080528SQ20132005210
公開日2013年7月24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, 徐浩, 董傳明, 吳先鋒, 韓國池, 葉飛 申請人:安徽水利開發(fā)股份有限公司