專利名稱：潛孔鉆機(jī)偏心鉆進(jìn)成孔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域的一種成孔方法，特別涉及一種潛孔鉆機(jī)偏心鉆進(jìn)成孔方法。適用于拋石圍堰斷面檢測(cè)孔、圍堰穩(wěn)定監(jiān)測(cè)孔、邊坡錨固孔、帷幕灌漿孔、山體爆破孔、礦區(qū)瓦斯抽放孔等，尤其適用于諸如拋石圍堰的松散土石結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，圍海造陸在我國(guó)蓬勃發(fā)展，各種結(jié)構(gòu)形式的圍堰、防波堤隨之出現(xiàn)，如大圓筒式、浮箱式、拋石式、地基處理加充填袋式等，其中拋石結(jié)構(gòu)具有工藝簡(jiǎn)單、工期短、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于石料充足的地區(qū)。拋石圍堰(防波堤)工程具有施工隱蔽性高、形成斷面復(fù)雜多變等特點(diǎn)，一般情況下，圍堰形成后需要對(duì)圍堰進(jìn)行檢測(cè)，另外圍堰內(nèi)進(jìn)行吹填作業(yè)過(guò)程中，需對(duì)圍堰穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保圍堰安全穩(wěn)定。拋石圍堰的檢測(cè)及監(jiān)測(cè)，均需對(duì)拋石圍堰進(jìn)行鉆孔，形成順暢的檢測(cè)通道。成孔是拋石圍堰檢測(cè)(監(jiān)測(cè))中最關(guān)鍵的一項(xiàng)工作，并在工程總造價(jià)中占有較大比例。由于拋石圍堰為塊石堆積體，結(jié)構(gòu)比較松散，鉆孔時(shí)如不進(jìn)行護(hù)壁處理，極易塌孔導(dǎo)致卡鉆，所以必須進(jìn)行套管護(hù)壁。常規(guī)成孔通常使用GXY-2型鉆機(jī)作為動(dòng)力，使用巖芯管成孔護(hù)壁，由于拋石圍堰一般深度較大，且一個(gè)巖芯管鉆進(jìn)進(jìn)尺有限(一般5m Sm)，故采用下多層套管的方法，即“大管套小管”，具體為自拋石圍堰頂開(kāi)始，首先使用直徑大的巖芯管(常用為O 146mm)進(jìn)行鉆進(jìn)，直至金剛砂鉆頭失去效果后，用直徑低一級(jí)的巖芯管(常用為0127mm)繼續(xù)鉆進(jìn)，依次類(lèi)推，直至穿透拋石層，形成檢測(cè)通道。常規(guī)工藝方法是靠著金剛砂鉆頭磨掉拋石，正常鉆進(jìn)速率為0.5^1.0m/h,且每一次換小直徑巖芯管進(jìn)行鉆進(jìn)前，需將前一級(jí)巖芯管內(nèi)的芯樣取出，由于拋石圍堰石料粒徑大小不一，取樣過(guò)程耗費(fèi)時(shí)間較 長(zhǎng)。常規(guī)方法成孔以巖芯管底端鉆頭磨掉拋石，靠著較大的鉆壓施壓鉆進(jìn)，鉆壓大、轉(zhuǎn)速高、扭矩大，成孔過(guò)程中鉆頭磨損嚴(yán)重，一般一個(gè)鉆頭在鉆進(jìn)5m Sm后即損壞，鉆桿也易彎曲、折斷。另外由于鉆頭形成的孔徑與巖芯管外徑幾乎相同，巖芯管也磨損嚴(yán)重，一般鉆進(jìn)100多米即損壞。由于常規(guī)成孔方法特點(diǎn)，造成了成孔效率低，費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種潛孔鉆機(jī)偏心鉆進(jìn)成孔方法。主要針對(duì)常規(guī)成孔方法存在的問(wèn)題，對(duì)成孔方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了潛孔鉆機(jī)偏心鉆進(jìn)成孔方法，使成孔的效率大幅度提高，成孔費(fèi)用得到明顯的降低。適用于拋石圍堰斷面檢測(cè)孔、圍堰穩(wěn)定監(jiān)測(cè)孔、邊坡錨固孔、帷幕灌漿孔、山體爆破孔、礦區(qū)瓦斯抽放孔等，尤其適用于諸如拋石圍堰的松散土石結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的內(nèi)容:
一種土石結(jié)構(gòu)體成孔方法，其特征在于:通過(guò)潛孔鉆機(jī)提供動(dòng)力，使用偏心鉆頭沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，通過(guò)鉆頭沖擊破碎巖石，粉碎巖屑由氣體自下而上順著間隙吹出，順時(shí)針回轉(zhuǎn)使偏心鉆頭有效回轉(zhuǎn)半徑增大，擴(kuò)大鉆孔直徑，施放套管；一根套管施放完成后，接續(xù)鉆桿及套管，繼續(xù)順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，依此類(lèi)推直至穿透拋石，穿透拋石后，逆時(shí)針回轉(zhuǎn)使偏心鉆頭有效半徑縮小，縮入套管內(nèi)，將鉆桿及鉆頭拔出，連續(xù)的套管即形成順暢的孔道。使用潛孔鉆機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)沖擊破碎巖石，回轉(zhuǎn)擴(kuò)徑施放套管形成鉆孔；具體操作步驟如下:a:將潛孔鉆機(jī)與鉆桿、沖擊器及偏心鉆頭連接，套管套在其外；b:將潛孔鉆機(jī)定位，調(diào)整角度；c:開(kāi)始鉆進(jìn)，將偏心鉆頭順時(shí)針回轉(zhuǎn)，使鉆頭有效直徑增大，順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)，一邊鉆進(jìn)一邊套管跟放；d:—根套管施打完成，對(duì)套管及鉆桿進(jìn)行接續(xù)，繼續(xù)順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，依次類(lèi)推，直至穿透拋石；e:穿透拋石時(shí)，將偏心鉆頭逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，鉆頭有效直徑減小，鉆頭縮進(jìn)套管內(nèi)；f:拔出所有鉆桿及鉆頭，連續(xù)的套管即形成順暢的檢測(cè)通道；檢測(cè)完成后，使用潛孔鉆機(jī)或千斤頂拔出所有套管，完成檢測(cè)成孔作業(yè)。本發(fā)明的有益效果:本方法適用于拋石圍堰斷面檢測(cè)孔、圍堰穩(wěn)定監(jiān)測(cè)孔、邊坡錨固孔、帷幕灌漿孔、山體爆破孔、礦區(qū)瓦斯抽放孔等，尤其適用于諸如拋石圍堰的松散土石結(jié)構(gòu)。該方法施工方便、操作簡(jiǎn)單，使成孔的效率大幅度提高，成孔費(fèi)用得到明顯的降低。其優(yōu)點(diǎn)主要有:(I)鉆進(jìn)效率高。可將常規(guī)成孔速率(0.5 1.0m/h)提高至9.0 12.0m/h。(2)鉆具折舊低，鉆進(jìn)費(fèi)用省。該工藝鉆進(jìn)鉆壓小，轉(zhuǎn)速低、扭矩小，明顯減少鉆桿及套管折斷和磨損，且鉆頭的冷卻靠壓縮空氣與水共同作用，鉆頭磨損較小，另外偏心鉆頭回轉(zhuǎn)直徑大于護(hù)壁套管外徑，套管在施放過(guò)程中受到的摩擦很小，套管的磨損也較小。(3)成孔孔徑范圍大、成孔質(zhì)量高。該工藝不同于常規(guī)工藝，在成孔過(guò)程中，均使用同一直徑套管護(hù)壁，可成80 165_范圍內(nèi)不同孔徑。另外該工藝鉆壓小、扭矩小、進(jìn)尺快的特點(diǎn)，使得鉆孔垂直度保證率好，成孔質(zhì)量高。


圖1為潛孔鉆機(jī)偏心鉆進(jìn)成孔方法流程中:1、潛孔鉆機(jī)動(dòng)力裝置，2、鉆桿，3、沖擊器，4、偏心鉆頭，5、套管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。潛孔鉆機(jī)偏心鉆進(jìn)成孔方法使用潛孔鉆機(jī)作業(yè)，采用所需規(guī)格的套管及偏心鉆頭，偏心鉆頭直徑略小于套管內(nèi)徑，當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心鉆頭直徑略大于套管外徑。
開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí)，將鉆頭順時(shí)針回轉(zhuǎn)，鉆頭有效直徑增大，通過(guò)偏心鉆頭沖擊回旋鉆進(jìn)，沖擊將巖石破碎，粉碎巖屑由氣體自下而上順著間隙吹出，回旋可擴(kuò)大孔徑，套管順利跟進(jìn)。一根套管到位時(shí)，對(duì)套管及鉆桿進(jìn)行接續(xù)，繼續(xù)鉆進(jìn)，依此類(lèi)推，穿透拋石時(shí)，將鉆頭逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，鉆頭有效直徑減小，鉆頭縮進(jìn)套管內(nèi)，拔出所有鉆桿及鉆頭，連續(xù)的套管即形成順暢的檢測(cè)通道。具體操作步驟如下:a:將潛孔鉆機(jī)與鉆桿、沖擊器及偏心鉆頭連接，套管套在其外；b:將潛孔鉆機(jī)定位，調(diào)整角度；c:開(kāi)始鉆進(jìn)，將偏心鉆頭順時(shí)針回轉(zhuǎn)，使鉆頭有效直徑增大，順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)，一邊鉆進(jìn)一邊套管跟放；d:一根套管施打完成，對(duì)套管及鉆桿進(jìn)行接續(xù)，繼續(xù)順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，依次類(lèi)推，直至穿透拋石；e:穿透拋石時(shí)，將偏心鉆頭逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，鉆頭有效直徑減小，鉆頭縮進(jìn)套管內(nèi)；f:拔出所有鉆桿及鉆頭，連續(xù)的套管即形成順暢的檢測(cè)通道；檢測(cè)完成后，使用潛孔鉆機(jī)或千斤頂拔出所有套管，完成檢測(cè)成孔作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種土石結(jié)構(gòu)體成孔方法，其特征在于:通過(guò)潛孔鉆機(jī)提供動(dòng)力，使用偏心鉆頭沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，通過(guò)鉆頭沖擊破碎巖石，粉碎巖屑由氣體自下而上順著間隙吹出，順時(shí)針回轉(zhuǎn)使偏心鉆頭有效回轉(zhuǎn)半徑增大，擴(kuò)大鉆孔直徑，施放套管；一根套管施放完成后，接續(xù)鉆桿及套管，繼續(xù)順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，依此類(lèi)推直至穿透拋石，穿透拋石后，逆時(shí)針回轉(zhuǎn)使偏心鉆頭有效半徑縮小，縮入套管內(nèi)，將鉆桿及鉆頭拔出，連續(xù)的套管即形成順暢的孔道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成孔方法，其特征在于:使用潛孔鉆機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)沖擊破碎巖石，回轉(zhuǎn)擴(kuò)徑施放套管形成鉆孔； 具體操作步驟如下: a:將潛孔鉆機(jī)與鉆桿、沖擊器及偏心鉆頭連接，套管套在其外； b:將潛孔鉆機(jī)定位，調(diào)整角度； c:開(kāi)始鉆進(jìn)，將偏心鉆頭順時(shí)針回轉(zhuǎn)，使鉆頭有效直徑增大，順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)，一邊鉆進(jìn)一邊套管跟放； d:—根套管施打完成，對(duì)套管及鉆桿進(jìn)行接續(xù)，繼續(xù)順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，依次類(lèi)推，直至穿透拋石； e:穿透拋石時(shí)，將偏心鉆頭逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，鉆頭有效直徑減小，鉆頭縮進(jìn)套管內(nèi)； f:拔出所有鉆桿及鉆頭，連續(xù)的套管即形成順暢的檢測(cè)通道； 檢測(cè)完成后，使用潛孔鉆機(jī)或千斤頂拔出所有套管，完成檢測(cè)成孔作業(yè)。
全文摘要
一種土石結(jié)構(gòu)體成孔方法，通過(guò)潛孔鉆機(jī)提供動(dòng)力，使用偏心鉆頭沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，通過(guò)鉆頭沖擊破碎巖石，粉碎巖屑由氣體自下而上順著間隙吹出，順時(shí)針回轉(zhuǎn)使偏心鉆頭有效回轉(zhuǎn)半徑增大，擴(kuò)大鉆孔直徑，施放套管；一根套管施放完成后，接續(xù)鉆桿及套管，繼續(xù)順時(shí)針沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，依此類(lèi)推直至穿透拋石，穿透拋石后，逆時(shí)針回轉(zhuǎn)使偏心鉆頭有效半徑縮小，縮入套管內(nèi)，將鉆桿及鉆頭拔出，連續(xù)的套管即形成順暢的孔道。該方法施工方便、操作簡(jiǎn)單，使成孔的效率大幅度提高，成孔費(fèi)用得到明顯的降低。
文檔編號(hào)E21B7/28GK103114807SQ20131002235
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者武宵, 劉天韻 申請(qǐng)人:中交天津港灣工程研究院有限公司, 中交第一航務(wù)工程局有限公司, 天津港灣工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司