專利名稱:一種潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型旨在提供一種潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，由擱置在護(hù)筒上的定位導(dǎo)向框架和導(dǎo)向管兩部分組成，所述定位導(dǎo)向框架是由上鋼板、下鋼板和之間相連的支撐桿構(gòu)成；其中，上鋼板的外形大于護(hù)筒的外徑，可擱架在護(hù)筒頂部；下鋼板的外形小于護(hù)筒的內(nèi)徑，可深入到護(hù)筒內(nèi)部；所述上、下鋼板上對(duì)應(yīng)地開(kāi)設(shè)著有用于安裝所述導(dǎo)向管的通孔；其中導(dǎo)向管的內(nèi)徑與潛孔鉆的鉆桿外徑相適。本實(shí)用新型是基于巖石破碎理論的潛孔鉆掏“蜂窩煤”工藝中要用到的一種導(dǎo)向新裝置，可使入巖進(jìn)尺效果顯著，而且鉆頭損耗小，卡錘、掉錘現(xiàn)象減少，入巖效率高，大大節(jié)約施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【專利說(shuō)明】一種潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水中裸巖硬巖質(zhì)鉆孔粧的施工領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是采用潛孔鉆輔助沖擊鉆進(jìn)行“蜂窩煤孔”式的施工時(shí)，需要用到的一種潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)后，隨著科技不斷進(jìn)步，交通建設(shè)事業(yè)得到了快速的發(fā)展，水中橋梁工程施工中遇到的難題也急需面臨解決。水下鉆孔粧施工時(shí)，水中裸巖硬巖質(zhì)鉆孔粧的施工向來(lái)是粧基施工中的難點(diǎn)，因?yàn)樗新銕r需要解決無(wú)覆蓋層條件下護(hù)筒埋設(shè)易漏漿的問(wèn)題，硬巖質(zhì)需要解決成孔過(guò)程中的進(jìn)尺速度過(guò)慢的問(wèn)題。
[0003]針對(duì)粧基直徑大、巖層硬、入巖深度長(zhǎng)，(鉆機(jī)一開(kāi)鉆，入河床即為裸巖或少量覆蓋層，且入巖即為中風(fēng)化花崗巖，強(qiáng)度在60MPa左右)，如果采用常規(guī)沖擊鉆施工工藝，因巖層硬，鉆頭容易打爆，每天沖擊進(jìn)尺不到20cm。
[0004]鑒于以上的問(wèn)題和原理，發(fā)明人想到了隧道施工中的管棚工藝的潛孔鉆取小孔的方法。這種方法是基于巖石破碎機(jī)理:成孔前，對(duì)孔內(nèi)巖芯圓周進(jìn)行破壞，增加巖層自由面，以降低其應(yīng)力水平，使之有利于沖擊鉆進(jìn)一步鉆進(jìn)，提高其工作效率。
[0005]但為了能使?jié)摽足@在橋梁水中硬巖質(zhì)粧基施工中應(yīng)運(yùn)，還需要解決一個(gè)定位導(dǎo)向的問(wèn)題。因?yàn)樵跐摽足@掏“蜂窩煤”時(shí)，潛孔鉆鉆桿需要有一個(gè)定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，以便在巖層面上按尺寸取孔，鉆桿也可沿著導(dǎo)向管一直擱置到巖層；在空壓機(jī)吹孔時(shí)，鉆渣可沿著導(dǎo)向管排到粧基的外面，從而形成“蜂窩煤”孔，破壞整體堅(jiān)硬的巖層，為沖擊鉆鉆進(jìn)提高顯著的效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，好讓潛孔鉆鉆桿沿著固定的位置一直接觸到巖層面，并讓空壓機(jī)吹出的鉆渣能沿著導(dǎo)向管排到粧基外面。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，由擱置在護(hù)筒上的定位導(dǎo)向框架和導(dǎo)向管兩部分組成，其特征在于，所述定位導(dǎo)向框架是由上鋼板、下鋼板和之間相連的支撐桿構(gòu)成；其中，上鋼板的外形大于護(hù)筒的外徑，可擱架在護(hù)筒頂部；下鋼板的外形小于護(hù)筒的內(nèi)徑，可深入到護(hù)筒內(nèi)部；所述上、下鋼板上對(duì)應(yīng)地開(kāi)設(shè)著有用于安裝所述導(dǎo)向管的通孔；其中導(dǎo)向管的內(nèi)徑與潛孔鉆的鉆桿外徑相適。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上、下鋼板上的通孔在圓周上均勻設(shè)置，大小和數(shù)量根據(jù)粧基和巖層硬度而定；孔與孔之間的距離保持在70-90cm。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述粧基的直徑2.Sm時(shí)，所述通孔的直徑180_，數(shù)量16個(gè)，分2排設(shè)置，即內(nèi)圓周4個(gè)，外圓周12個(gè)。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述粧基的直徑2.2m時(shí)，所述通孔的直徑180mm，數(shù)量12個(gè)，分2排設(shè)置，即內(nèi)圓周3個(gè)，外圓周9個(gè)。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上、下鋼板為圓形的8mm厚鋼板制成；其中上鋼板直徑比護(hù)筒直徑大20cm，下鋼板直徑比護(hù)筒直徑小20cm。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述支撐桿由若干根長(zhǎng)Im的I 18工字鋼制成，并與上、下鋼板為電焊固定連接。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)向管由內(nèi)徑150mm、壁厚5mm的鍍鋅管制成，一端外露出所述上鋼板的表面1cm以上，一端直接擱置在河床面上。這樣導(dǎo)向管就不需要與上鋼板進(jìn)行焊接固定，可以直接可以擱置在定位框架上進(jìn)行導(dǎo)向鉆孔的工作。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，對(duì)于硬巖質(zhì)粧基，如采用傳統(tǒng)沖擊成孔，入巖進(jìn)尺緩慢；而本實(shí)用新型是基于巖石破碎理論的潛孔鉆掏“蜂窩煤”工藝，根據(jù)巖性特點(diǎn)，選用潛孔鉆事先在粧基平面范圍內(nèi)鉆取一定數(shù)量的小孔，使巖石破碎后再用沖擊鉆鉆進(jìn)；并且在沖擊鉆鉆進(jìn)時(shí)，通過(guò)護(hù)筒處理，杜絕了護(hù)筒漏漿，加快了進(jìn)尺速度，入巖進(jìn)尺效果顯著，可達(dá)到傳統(tǒng)工法的4倍左右；而且鉆頭損耗小，卡錘、掉錘現(xiàn)象減少，入巖效率高，大大節(jié)約施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

【附圖說(shuō)明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1中的導(dǎo)向管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為粧基直徑為2.8m時(shí)的鋼板上通孔排布圖。
[0019]圖4為粧基直徑為2.2m時(shí)的鋼板上通孔排布圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0021]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，是由定位導(dǎo)向框架和導(dǎo)向管4這兩部分組成。當(dāng)水中粧基護(hù)筒埋設(shè)處理好后，在現(xiàn)場(chǎng)用鋼板和工字鋼制作定位導(dǎo)向框架(具體型號(hào)根據(jù)計(jì)算確定)，一般來(lái)說(shuō)，定位導(dǎo)向框架采用8mm鋼板和I 18工字鋼制作，定位導(dǎo)向框架的高度一般為lm，上下分別設(shè)置上鋼板I和下鋼板2，兩塊鋼板之間采用3根或5根Im長(zhǎng)的I 18工字鋼作為支撐桿3相連；其中，上鋼板I直徑要比護(hù)筒直徑大20cm，下鋼板2直徑比護(hù)筒直徑小20cm，這樣整個(gè)定位框架可以擱置在護(hù)筒頂口，而下鋼板2深入到護(hù)筒中去。
[0022]隨后，在兩塊鋼板上割潛孔數(shù)量的洞口，洞口直徑考慮潛孔導(dǎo)向管4的外徑，一般取180mm。因?yàn)椴捎脻摽足@鉆桿直徑是130mm，粧護(hù)筒頂?shù)铰銕r面最高高度為15m，所以導(dǎo)向管4 一般采用內(nèi)徑為150mm壁厚5mm的鍍鋅管，長(zhǎng)度為護(hù)筒頂?shù)?cm到河床面高差。
[0023]實(shí)際中，定位導(dǎo)向框架的上、下鋼板的大小取決于粧基施工時(shí)護(hù)筒的大小，割潛孔數(shù)量的多少也取決于粧基的大小和巖層的硬度，孔與孔之間距離控制在80cm左右，潛孔鉆取孔深度為裸巖面到粧基底標(biāo)高以上50cm處，從而保證粧底巖層的完整性。
[0024]圖3為粧基的直徑2.8m時(shí)的通孔數(shù)量，為16個(gè)，分2排設(shè)置，即內(nèi)圓周4個(gè)，外圓周12個(gè)；圖4為粧基的直徑2.2m時(shí)的通孔數(shù)量，為12個(gè)，分2排設(shè)置，即內(nèi)圓周3個(gè)，外圓周9個(gè)。
[0025]綜上，本實(shí)用新型所述的潛孔鉆鉆孔定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置為一種施工簡(jiǎn)便，安全可靠性高，施工成本低的設(shè)計(jì)。實(shí)際施工中，第一步安裝導(dǎo)向定位框架，先采用吊機(jī)起吊下放到護(hù)筒內(nèi)；下放到位后，由于上鋼板直徑比護(hù)筒大20cm，直接由上鋼板擱置在護(hù)筒上，整個(gè)定位導(dǎo)向框的受力由上鋼板承受；安裝好定位導(dǎo)向框架后，導(dǎo)向管由吊機(jī)一根根插入定位導(dǎo)向框架的預(yù)留通孔洞里，導(dǎo)向管一直插到河床面為止；至此，由定位導(dǎo)向框架和導(dǎo)向管組成的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置全部安裝到位，為潛孔鉆鉆孔做好了準(zhǔn)備。
[0026]施工前，要對(duì)工程地質(zhì)、地貌、水文情況和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行研宄，認(rèn)真分析設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)勘察報(bào)告，水文資料，設(shè)計(jì)圖紙，實(shí)體考察河床情況(或根據(jù)鉆孔前期搭設(shè)棧橋等臨時(shí)工程時(shí)的一些基礎(chǔ)施工記錄)，對(duì)工程地質(zhì)、地貌、水文、設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行全面分析。對(duì)于河床，需了解其覆蓋層厚度及其平整度，裸巖高程；對(duì)于巖性地質(zhì)，需了解巖石的成因和種類，巖石構(gòu)造及裂隙發(fā)育情況，巖石強(qiáng)度等等；對(duì)于設(shè)計(jì)參數(shù)，明確粧徑，嵌巖深度；確定從裸巖到設(shè)計(jì)粧底的長(zhǎng)度。
[0027]針對(duì)工程不同河床、地址和孔徑情況，對(duì)清洗河床的空壓機(jī)、潛孔鉆機(jī)及其配套的空壓機(jī)鉆桿、鉆頭等施工機(jī)械與設(shè)備進(jìn)行選擇和優(yōu)化。對(duì)于巖石強(qiáng)度硬且嵌巖厚度深的粧基，一臺(tái)沖擊鉆機(jī)至少要配置2個(gè)鉆頭和數(shù)套錘牙，從而保證硬巖基層的進(jìn)尺速度。相應(yīng)配套設(shè)備清單理清后，根據(jù)進(jìn)度要求對(duì)機(jī)械和設(shè)備有序進(jìn)場(chǎng)，進(jìn)程由機(jī)械工程師對(duì)機(jī)械和設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，從而保證正常施工。
[0028]鋼護(hù)筒下放前，由水下作業(yè)班組(潛水班組)對(duì)河床面情況進(jìn)行摸查，對(duì)有少量覆蓋層的部分進(jìn)行吸砂并沖洗干凈，確保河床面裸露基巖，以保證鋼護(hù)筒下放護(hù)筒封底后，護(hù)筒封底混凝土與裸巖面貼合緊密。
[0029]定位框架擱置在護(hù)筒上后，采用吊機(jī)把制作好的導(dǎo)向管沿定位框架孔一直下放到裸巖面。導(dǎo)向管放置好后潛孔鉆機(jī)就位，鉆機(jī)型號(hào)為TH368Y，鉆桿順著導(dǎo)向管接長(zhǎng)取孔，平均10分鐘進(jìn)尺3m。取孔的碎澄由17m3/min的空壓機(jī)吹出。待取孔到設(shè)計(jì)粧底標(biāo)高50cm時(shí)停止取孔，然后開(kāi)始取第二個(gè)孔，如此循環(huán)待一個(gè)粧基上所有的小孔取孔完成后，進(jìn)行第2根粧基取孔。
[0030]待孔位被掏“蜂窩煤”孔后，在護(hù)筒內(nèi)倒入黃泥制漿，然后采用沖擊鉆鉆進(jìn)。達(dá)到終孔深度時(shí)，用泥漿分離器完成第一次清孔，并用測(cè)繩測(cè)定成孔深度。下完鋼筋籠后，進(jìn)行二次清孔。大口徑二清采用氣舉反循環(huán)。孔底沉渣厚度按設(shè)計(jì)要求控制，一般嵌巖粧不得大于5cm0
[0031]最后，還要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型還可以有許多變形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，由擱置在護(hù)筒上的定位導(dǎo)向框架和導(dǎo)向管兩部分組成，其特征在于，所述定位導(dǎo)向框架是由上鋼板(1)、下鋼板(2)和之間相連的支撐桿(3)構(gòu)成；其中，上鋼板(I)的外形大于護(hù)筒的外徑，可擱架在護(hù)筒頂部；下鋼板(2)的外形小于護(hù)筒的內(nèi)徑，可深入到護(hù)筒內(nèi)部；所述上、下鋼板(1、2)上對(duì)應(yīng)地開(kāi)設(shè)著有用于安裝所述導(dǎo)向管(4)的通孔；所述導(dǎo)向管(4)的內(nèi)徑與潛孔鉆的鉆桿外徑相適。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述上、下鋼板(1、2)上的通孔在圓周上均勻設(shè)置，大小和數(shù)量根據(jù)粧基和巖層硬度而定；孔與孔之間的距離保持在70-90cm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述粧基的直徑2.8m時(shí)，所述通孔的直徑180mm，數(shù)量16個(gè)，分2排設(shè)置，即內(nèi)圓周4個(gè)，外圓周12個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述粧基的直徑2.2m時(shí)，所述通孔的直徑180mm，數(shù)量12個(gè)，分2排設(shè)置，即內(nèi)圓周3個(gè)，外圓周9個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述上、下鋼板(1、2)為圓形的8mm厚鋼板制成；其中上鋼板(I)直徑比護(hù)筒直徑大20cm，下鋼板(2)直徑比護(hù)筒直徑小20cm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述支撐桿(3)由若干根長(zhǎng)Im的118工字鋼制成，并與上、下鋼板(1、2)為電焊固定連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潛孔鉆鉆孔的定位導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向管(4)由內(nèi)徑150mm、壁厚5mm的鍍鋅管制成，一端外露出所述上鋼板⑴的表面1cm以上，一端直接擱置在河床面上。
【文檔編號(hào)】E21B7-04GK204299468SQ201420770588
【發(fā)明者】羅建梅, 徐洪泉, 袁航新, 潘江波, 周鋒 [申請(qǐng)人]浙江省交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司