一種加強型長螺旋嵌巖施工設備的制作方法
【專利摘要】一種加強型長螺旋嵌巖施工設備，由加強型機架、動力系統、鉆進系統和冷卻系統組成，加強型機架包括控制臺和樁架，專用動力系統包括動力頭、油壓輸送管、動力站，動力站安裝于樁架下端平臺上，動力頭安裝于樁架滑軌上，樁架能滿足動力系統額定大扭矩工作條件下的穩定性和強度要求，鉆進系統包括加強型鉆桿、專用鉆頭、多功能法蘭盤，加強型鉆桿頂部通過多功能法蘭盤與動力頭、冷卻系統連接，加強型鉆桿底部連接專用鉆頭，冷卻系統由注漿泵、注漿管、連接焊管和噴嘴組成，連接焊管附著在加強型鉆桿上，下端與安裝在專用鉆頭部位的噴嘴連接。本實用新型的加強型長螺旋嵌巖施工設備鉆進能力強、適用面廣，解決了長螺旋鉆機在密實的大粒徑的碎石土層及風化巖層中的鉆不動、卡鉆等問題，為廣泛應用長螺旋鉆孔壓灌樁奠定了基礎。
【專利說明】一種加強型長螺旋嵌巖施工設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型粧基施工設備，主要用于風化巖地層中的灌注粧、地基處理及基坑支護工程，適用于各種土層，尤其是在大粒徑的碎石土層及強、中風化等地層。
【背景技術】
[0002]長螺旋鉆孔壓灌粧相比沖擊鉆、旋挖鉆、磨盤鉆等由于具有快捷、環保、承載力高、經濟等特點，已廣泛應用于各種粧基工程、地基處理及基坑支護工程的灌注粧施工中。但受其技術及設備所限，對于在大粒徑的碎石土層及風化巖層中，存在鉆不動、卡鉆等問題而無法施工，即使在個別類似地層中能夠成孔，其施工效率也是非常低，成本很高，故常規將其在這種地層中施工的適宜性定位為不適宜，這樣就使得長螺旋鉆孔壓灌粧的應用受到了一定的限制。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是長螺旋鉆機在密實的大粒徑的碎石土層及風化巖層中的鉆不動、卡鉆等問題，提供一種鉆進能力強、適用面廣的加強型長螺旋嵌巖施工設備。
[0004]為解決以上技術問題，本發明的技術方案是:
[0005]一種加強型長螺旋嵌巖施工設備，由加強型機架、專用動力系統、鉆進系統和冷卻系統組成，加強型機架包括控制臺和粧架(1)，專用動力系統包括動力頭(2)、油壓輸送管
(3)、動力站(4)，動力站(4)安裝于粧架下端平臺(5)上，動力頭(2)安裝于粧架滑軌(6)上，粧架(I)能滿足動力系統額定大扭矩工作條件下的穩定性和強度要求，鉆進系統包括加強型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)，加強型鉆桿(8)頂部通過多功能法蘭盤
(7)與動力頭(2)、冷卻系統連接，加強型鉆桿⑶底部連接專用鉆頭(9)，冷卻系統由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)和噴嘴(11)組成，連接焊管(10)附著在加強型鉆桿
(8)上，下端與安裝在專用鉆頭(9)部位的噴嘴(11)連接。
[0006]所述的動力系統通過油壓來完成整體動力的傳輸，并通過電力或柴油來提供油壓動力，所提供的扭矩大于150kN.mo
[0007]上述設備的轉速可根據地層情況自動調整，以使不同地層獲得適宜的扭矩，從而達到順利進尺的目的。
[0008]所述加強型鉆桿(8)提升鉆進速度控制在O?3m/min，由于其鉆機提速可控，該設備也可用于長螺旋高壓噴射注漿攪拌粧的施工。所述加強型鉆桿(8)采用27錳鋼材質無縫鋼管制作，其抗扭性、彈性滿足動力的傳動，鉆桿螺旋葉片采用17mm厚18錳鋼鋼板，增加葉片的耐磨性及彈性。
[0009]所述專用鉆頭(9)采用截齒或斗齒鉆頭，鉆齒上鑲有合金，以更利于巖石的切削。
[0010]所述冷卻系統工作時，由注漿泵(12)將冷卻水通過注漿管(13)、多功能法蘭盤
(7)及連接焊管(10)將冷卻水輸送至鉆頭部位。由人工通過控制臺根據地層情況及實際鉆進情況進行啟動輸出，在施工中起到三個作用，一是冷卻鉆頭部位降溫，二是加水使得風化巖遇水加速崩解，三是通過水壓噴水使得鉆頭不至于糊鉆。可采用素水泥漿替代冷卻水，素水泥楽.的水灰比為1.2?1.8。
[0011]本發明，旨在解決長螺旋嵌巖施工的技術難題，采用本技術，其有益效果如下:
[0012]1、相對傳統長螺旋粧，本發明不僅適用于普通土層、砂層及碎石土層，還特別適用于老粘土、厚層砂卵石、強中風化巖層，尤其在大塊密實砂卵石層及風化巖層中施工能力更加突出。
[0013]2、相對普通長螺旋鉆機，本發明動力系統提供的扭矩是原來的3?5倍，扭矩在施工中可根據轉速自動調整，使得其鉆入能力大大增強，且動力系統可采用柴油及電力兩種模式，在野外工作對動力的適應性更強。
[0014]3、本發明相對其它嵌巖施工設備，施工效率更快，單粧承載力更高，且對周圍環境影響小。
[0015]4、本發明的設備用于長螺旋高壓噴射注漿攪拌粧施工時，其O?3m/min可控提速使得攪噴粧更加均勻，成粧直徑更大，地層適用性更強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是加強型長螺旋嵌巖施工設備結構示意圖；
[0017]圖2是加強型長螺旋嵌巖施工設備鉆進和冷卻系統細部圖。
[0018]附圖編號名稱:1，粧架、2，動力頭、3油壓輸送管、4，動力站、5，粧架下端平臺、6，粧架滑軌、7，多功能法蘭盤、8，加強型鉆桿、9，專用鉆頭、10，連接焊管、11，噴嘴、12，注漿泵、13，注漿管。
【具體實施方式】
[0019]本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0020]實施例1
[0021]圖一是加強型長螺旋嵌巖施工設備的結構示意圖，由加強型機架、動力系統、鉆進系統、冷卻系統四部分組成。
[0022]其中，動力系統由動力頭(2)、油壓輸出/入管(3)、動力站(4)組成，動力站安裝于粧架下端平臺(5)上，動力頭安裝于粧架滑軌(6)上，并與多功能法蘭盤(7)及加強型鉆桿(8)連接。工作時，動力站通過油壓輸出/入管將油壓動力輸入動力頭，由動力斗帶動鉆進系統鉆進成孔，并將動力輸入粧架上的電機來完成加強型鉆桿的提升及下降。動力系統提供的扭矩為150-210kN.πι，鉆進速度為1.5-2.5m/min。多功能法蘭盤不僅能滿足正常的混凝土灌注的要求，還可同時滿足冷卻系統注漿或注水的要求。
[0023]鉆進系統由加強型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)組成。加強型鉆桿
(8)頂部通過多功能法蘭盤(7)與動力系統及冷卻系統連接，加強型鉆桿底部連接專用鉆頭(9)，加強型鉆桿(8)上附有冷卻及噴水用的連接焊管(10)直通鉆頭(9)，并與鉆頭上的噴嘴(11)連接。加強型鉆桿(8)采用27錳鋼材質無縫鋼管制作，鉆桿螺旋葉片采用17_厚18錳鋼鋼板。
[0024]冷卻系統由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)、噴嘴(11)組成。注漿管通過多功能法蘭盤與連接焊管連接，連接焊管附著在加強型鉆桿上，下端與安裝在鉆頭部位的噴嘴連接。其工作時，由注漿泵將冷卻用的水泥漿通過注漿管、多功能法蘭盤及連接焊管、噴嘴將冷卻水輸送至鉆頭部位，在鉆進的過程中用于對鉆具的降溫及加速巖層的崩解。水泥漿的水灰比為1.2。冷卻系統在整個過程中起輔助的作用，對于比較軟的巖層或碎石土層，一般施工時，根據實際情況，可不啟動。
[0025]實施例2
[0026]加強型長螺旋嵌巖施工設備由加強型機架、動力系統、鉆進系統、冷卻系統四部分組成。
[0027]其中，動力系統由動力頭(2)、油壓輸出/入管(3)、動力站(4)組成，動力站安裝于粧架下端平臺(5)上，動力頭安裝于粧架滑軌(6)上，并與多功能法蘭盤(7)及加強型鉆桿(8)連接。工作時，動力站通過油壓輸出/入管將油壓動力輸入動力頭，由動力斗帶動鉆進系統鉆進成孔，并將動力輸入粧架上的電機來完成加強型鉆桿的提升及下降。動力系統提供的扭矩為230kN -m以上，鉆進速度為2.5-3.0m/min。多功能法蘭盤不僅能滿足正常的混凝土灌注的要求，還可同時滿足冷卻系統注漿或注水的要求。
[0028]鉆進系統由加強型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)組成。加強型鉆桿
(8)頂部通過多功能法蘭盤(7)與動力系統及冷卻系統連接，加強型鉆桿底部連接專用鉆頭(9)，加強型鉆桿(8)上附有冷卻及噴水用的連接焊管(10)直通鉆頭(9)，并與鉆頭上的噴嘴(11)連接。
[0029]冷卻系統由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)、噴嘴(11)組成。注漿管通過多功能法蘭盤與連接焊管連接，連接焊管附著在加強型鉆桿上，下端與安裝在鉆頭部位的噴嘴連接。其工作時，由注漿泵將冷卻用的水泥漿通過注漿管、多功能法蘭盤及連接焊管、噴嘴將冷卻水輸送至鉆頭部位，在鉆進的過程中用于對鉆具的降溫及加速巖層的崩解。水泥漿的水灰比為1.8。冷卻系統在整個過程中起輔助的作用，對于比較軟的巖層或碎石土層，一般施工時，根據實際情況，可不啟動。
【權利要求】
1.一種加強型長螺旋嵌巖施工設備，由加強型機架、專用動力系統、鉆進系統和冷卻系統組成，加強型機架包括控制臺和粧架(I)，動力系統包括動力頭(2)、油壓輸送管(3)、動力站(4)，動力站(4)安裝于粧架下端平臺(5)上，動力頭(2)安裝于粧架滑軌(6)上，其特征如下:粧架(I)能滿足動力系統額定大扭矩工作條件下的穩定性和強度要求，鉆進系統包括加強型鉆桿(8)、專用鉆頭(9)、多功能法蘭盤(7)，加強型鉆桿(8)頂部通過多功能法蘭盤(7)與動力頭(2)、冷卻系統連接，加強型鉆桿⑶底部連接專用鉆頭(9)，冷卻系統由注漿泵(12)、注漿管(13)、連接焊管(10)和噴嘴(11)組成，連接焊管(10)附著在加強型鉆桿(8)上，下端與安裝在專用鉆頭(9)部位的噴嘴(11)連接。
2.如權利要求1所述的加強型長螺旋嵌巖施工設備，其特征在于:動力系統所提供的扭矩大于150kN.m。
3.如權利要求1所述的加強型長螺旋嵌巖施工設備，其特征在于:轉速可根據地層情況自動調整，以使不同地層獲得適宜的扭矩。
4.如權利要求1所述的加強型長螺旋嵌巖施工設備，其特征在于:加強型鉆桿(8)提升鉆進速度控制在O?3m/min。
5.如權利要求4所述的加強型長螺旋嵌巖施工設備，其特征在于:加強型鉆桿(8)采用27錳鋼材質無縫鋼管制作，其螺旋葉片采用17_厚18錳鋼鋼板。
6.如權利要求1-5之一所述的加強型長螺旋嵌巖施工設備，其特征在于:專用鉆頭(9)采用截齒或斗齒鉆頭，鉆齒上鑲有合金。
7.如權利要求1-5之一所述的加強型長螺旋嵌巖施工設備，其特征在于:冷卻系統采用素水泥楽或冷卻水。
8.如權利要求7所述的加強型長螺旋嵌巖施工設備，其特征在于:素水泥漿水灰比為.1.2 ?1.8。
【文檔編號】E21B36/00GK204175177SQ201420589700
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】吳劍波, 王立建, 武思宇, 李建平 申請人:北京中巖大地工程技術有限公司