專利名稱：一種用于套取錨索的鉆具及跟管套取錨索的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于套取錨索的鉆具及跟管套取錨索的施工方法。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)技術(shù)在城市地鐵建設(shè)中具有越來越重要的地位，特別是穿越一些重要建筑 物、重要市政設(shè)施和地質(zhì)復(fù)雜地段。但是盾構(gòu)施工遇到地下錨索、錨桿等深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí) 容易導(dǎo)致刀盤纏繞錨索、錨桿，螺旋機(jī)纏繞錨索、錨桿等情況，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)長時(shí)間停機(jī)，無法 正常施工。而且刀盤拉拔錨索、錨桿時(shí)有可能導(dǎo)致地層大面積被擾動(dòng)，地表沉降超標(biāo)，地下 管線破裂、建筑物沉降、傾斜等不良后果。因此，在盾構(gòu)施工前預(yù)先對(duì)地層中的錨索、錨桿進(jìn) 行清除處理顯的十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于套取錨索的鉆具及跟管套取錨索的施工方法，要解 決盾構(gòu)施工中遇到地下錨索、錨桿等深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)要對(duì)錨索或錨桿預(yù)先清除的技術(shù)問 題；并解決清除錨索或錨桿時(shí)所需鉆孔工具的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 這種用于套取錨索的鉆具，由鉆頭和鉆桿連接而成，所述鉆頭與鉆桿由螺紋絲扣 連接，鉆桿是端部帶螺紋絲扣的中空、高強(qiáng)合金鋼管，鉆頭是一個(gè)在前端均勻分布有一圈合 金鋼齒的一段中空合金鋼管。 所述鉆頭前端的管壁呈內(nèi)高外低的臺(tái)階形，管壁外側(cè)的低階處和管壁內(nèi)側(cè)的高階 處內(nèi)外交錯(cuò)焊有齒塊，齒塊是矩形、L形和n形，矩形或L形齒塊嵌入并焊接在管壁前端外
側(cè)的低階處，n形齒塊騎在管壁前端內(nèi)側(cè)的高階處、并與之焊接。 所述鉆頭前端的管壁呈內(nèi)高外低的臺(tái)階形，管壁外側(cè)的低階處間隔開有與鉆桿連
接的螺孔，合金鋼齒嵌入并焊接于管壁外側(cè)的低階處和管壁內(nèi)側(cè)的高階處。 所述鉆頭前端的合金鋼齒是在鉆頭前端切削形成的合金鋼齒，或在鉆頭端部切削
成齒槽、齒槽內(nèi)嵌入并加焊齒塊形成的合金鋼齒，所述合金鋼齒是鋸齒形齒或矩形齒。 所述合金鋼齒與相鄰的合金鋼齒之間開有三角形豁口或溝槽形豁口 。 所述鉆頭上的螺紋絲扣為內(nèi)絲扣或外絲扣，相應(yīng)鉆桿上的螺紋絲扣為外絲扣或內(nèi)絲扣。 所述鉆桿的長度為每節(jié)1 2m，各節(jié)之間采用螺紋絲扣連接。 采用所述套取錨索的鉆具跟管套取錨索的施工方法，其步驟如下 步驟1，首先根據(jù)調(diào)查的錨索資料布置機(jī)具設(shè)備、確定鉆進(jìn)角度、鉆桿直徑、分節(jié)長
度和鉆頭型式，對(duì)鉆機(jī)停放位置基礎(chǔ)進(jìn)行平整硬化，并設(shè)置水平鉆機(jī)行走軌道，基坑內(nèi)鋼圍
檁拆除后，固定錨索頭；然后根據(jù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖紙及現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線控制點(diǎn)，使用檢測(cè)儀測(cè)
定所有錨索的平面坐標(biāo)和高程、初始鉆進(jìn)角度。 步驟2，在平整硬化的施工作業(yè)面上，根據(jù)水平鉆機(jī)尺寸鋪設(shè)軌道，在已經(jīng)鋪設(shè)好的軌道上安裝水平鉆機(jī)設(shè)備，組裝調(diào)試，試運(yùn)行。 步驟3，在掌子面上沿錨索向里開挖深度lm、直徑0.5m以上的導(dǎo)洞，大致了解錨索 的傾角及方位角，將由鉆頭和鉆桿組成的套取錨索的鉆具安裝在水平鉆機(jī)上，試驗(yàn)鉆進(jìn)一 段距離。 步驟4，把錨索頭用鋼筋焊接固定在水平鉆機(jī)套管中央位置，鉆具安裝到位，對(duì)準(zhǔn) 孔位，并調(diào)整鉆機(jī)使其與已探明的錨索傾角及方位角保持一致。 步驟5，開始鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)1節(jié)鉆桿長度，需要接長1節(jié)鉆桿，每次接管時(shí)都應(yīng)測(cè)量 錨索頭的位置，如發(fā)現(xiàn)錨索縮進(jìn)，再次鉆進(jìn)前應(yīng)采取措施將錨索頭拉至原位，并用穿過鉆機(jī) 軸心經(jīng)進(jìn)水口固定在鉆機(jī)機(jī)架后部的①10mm的圓鋼筋拉住錨索，避免錨索受到損傷。
步驟6，鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中要保持鉆頭平穩(wěn)鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)過程中，施工人員必須觀 察進(jìn)尺及鉆機(jī)扭矩變化，然后根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆進(jìn)角度和方向，確保鉆頭不在切割錨索。
步驟7，鉆進(jìn)深度接近設(shè)計(jì)深度時(shí)，根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭發(fā)出的聲音及鉆進(jìn)壓力判斷是 否鉆至錨索根部，確認(rèn)鉆頭鉆至錨索根部后停鉆取錨索。 步驟8，當(dāng)鉆頭全部鉆透錨索長度范圍內(nèi)的錨固體后，錨索與周圍地層之間的粘結(jié)
力解除，然后用機(jī)械設(shè)備或人工取錨索。
步驟9，拔除錨索。 步驟IO，及時(shí)向錨索孔內(nèi)回填水泥砂漿。 步驟ll，鉆機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)要拔除的錨索位置，進(jìn)行下一根錨索拔除施工循環(huán)，重 復(fù)步驟5-9。 所述步驟6中，每鉆進(jìn)1節(jié)，測(cè)量一下鉆桿角度，及時(shí)糾正偏差，保證鉆進(jìn)角度在錨 索變化角度范圍內(nèi)，保持錨索正好在套管的中央位置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果 首先，采用本發(fā)明的鉆具和施工方法在基坑回填前或回填過程中可以把基坑錨索 或錨桿支護(hù)體系清除，防止刀盤纏繞錨索、錨桿，螺旋機(jī)纏繞錨索、錨桿等情況，為節(jié)約和凈 化地下空間創(chuàng)造條件，可有效保障施工人員的安全。 其次，本發(fā)明的鉆具結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便、施工過程簡單易行，具有很強(qiáng)的實(shí)用性、 有利于節(jié)約成本、節(jié)省時(shí)間、提高工作效率。 最后，本發(fā)明提供了三種不同的鉆頭齒，可以有效保證破除砂漿成孔后的效果。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于地下工程中錨索或錨桿的清除，尤其適用于基坑肥槽尚未填 埋或正在回填時(shí)，需要有一定預(yù)留空間錨索或錨桿的清除施工。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明, 圖1是本發(fā)明鉆具實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的左視圖。 圖3是本發(fā)明鉆具實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3的左視圖。 圖5是本發(fā)明鉆具實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的左視圖。
圖7是本發(fā)明施工步驟1、2的示意圖； 圖8是本發(fā)明施工步驟3、4、5、6的示意圖； 圖9是本發(fā)明施工步驟7的示意圖； 圖10是本發(fā)明施工步驟8的示意圖； 圖11是本發(fā)明施工步驟9的示意圖； 圖12是本發(fā)明施工步驟10的示意圖； 圖13是本發(fā)明鉆具的鉆桿結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記l-鉆頭、2-鉆桿、3-螺紋絲扣、4-鋸齒形齒、5-矩形齒、6-三角形豁口、7_溝槽形豁口 、8-螺孔、9-n形齒塊、10-錨索、11-回填水泥砂漿。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一參見圖1、2所示， 一種用于套取錨索的鉆具，由鉆頭1和鉆桿2連接而成，所述鉆頭1與鉆桿2由螺紋絲扣3連接，鉆桿2是端部帶螺紋絲扣3的中空、高強(qiáng)合金鋼管，鉆桿有數(shù)節(jié)，每節(jié)1 2m。鉆頭是一個(gè)在前端均勻分布有一圈合金鋼齒的一段中空合金鋼管。鉆頭端部為外環(huán)內(nèi)套突出外環(huán)端部的內(nèi)環(huán)，外環(huán)和內(nèi)環(huán)外側(cè)面分別均勻焊有四個(gè)合金鋼齒，為鋸齒形齒4設(shè)計(jì)。外環(huán)和內(nèi)環(huán)上所焊合金鋼齒均突出外環(huán)和內(nèi)環(huán)頂面，外環(huán)所焊合金鋼齒、內(nèi)環(huán)上所焊合金鋼齒和外環(huán)上圓孔均錯(cuò)開布置。相鄰的合金鋼齒之間開有溝槽形豁口 7。鉆頭端部外徑是127mm，鉆頭總長度是200mm，螺紋段長是70mm，八個(gè)鋸齒每隔45度間隔設(shè)置。主要考慮破除砂漿成孔后的效果。 實(shí)施例二參見圖3、4所示，與實(shí)施例一的區(qū)別在于所述鉆頭1端部為矩形齒5，鉆頭1上螺紋絲扣3為外絲扣。所述鉆頭1前端的合金鋼齒是在鉆頭1前端切削形成齒槽、齒槽內(nèi)嵌入并加焊齒塊形成的合金鋼齒，所述合金鋼齒為矩形齒5。合金鋼齒與相鄰的合金鋼齒之間開有三角形豁口 6。嵌合金鋼齒的鉆頭前端外徑是150mm，鉆頭總長度是180mm，螺紋段長是70mm，三個(gè)鋸齒每隔120度間隔設(shè)置。 實(shí)施例三參見圖5、6所示，與實(shí)施例二的區(qū)別在于所述鉆頭1前端的管壁呈內(nèi)高外低的臺(tái)階形，管壁外側(cè)的低階處間隔開有與鉆桿連接的螺孔8， n形齒塊9騎在管壁前端內(nèi)側(cè)的高階處、并與之焊接。n形齒塊兩側(cè)開有矩形凹槽，矩形凹槽內(nèi)嵌有突出鉆頭端部的矩形齒5，所述鉆頭上螺紋絲扣3為內(nèi)絲扣。加焊合金鋼方形齒的鉆頭端部外徑為127mm，鉆頭總長度是200mm，螺紋段長70mm，每隔90度內(nèi)外交錯(cuò)設(shè)置合金鋼方形齒，合金鋼方形齒的齒高為1518線齒寬為5mm。
本發(fā)明的施工方法參見圖7圖12所示 首先根據(jù)調(diào)查的錨索10資料布置機(jī)具設(shè)備、確定鉆進(jìn)角度、鉆桿2直徑、分節(jié)長度和鉆頭1型式，對(duì)鉆機(jī)停放位置基礎(chǔ)進(jìn)行平整硬化，并設(shè)置水平鉆機(jī)行走軌道，基坑內(nèi)鋼圍檁拆除后，固定錨索頭。然后根據(jù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖紙及現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線控制點(diǎn)，使用檢測(cè)儀測(cè)定所有錨索10的平面坐標(biāo)和高程、初始鉆進(jìn)角度。在平整硬化的施工作業(yè)面上，根據(jù)水平鉆機(jī)尺寸鋪設(shè)軌道，在已經(jīng)鋪設(shè)好的軌道上安裝水平鉆機(jī)設(shè)備，組裝調(diào)試，試運(yùn)行。在掌子面上沿錨索10向里開挖深度lm、直徑0. 5m以上的導(dǎo)洞，大致了解錨索10的傾角及方位角，將由鉆頭1和鉆桿2組成的套取錨索10的鉆具安裝在水平鉆機(jī)上，試驗(yàn)鉆進(jìn)一段距離。把錨索頭用鋼筋焊接固定在水平鉆機(jī)套管中央位置，鉆具安裝到位，對(duì)準(zhǔn)孔位，并調(diào)整鉆機(jī)使
6其與已探明的錨索10傾角及方位角保持一致。開始鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)1節(jié)鉆桿2長度，需要接長1節(jié)鉆桿2，每次接管時(shí)都應(yīng)測(cè)量錨索頭的位置，如發(fā)現(xiàn)錨索10縮進(jìn)，再次鉆進(jìn)前應(yīng)采取措施將錨索頭拉至原位，并用穿過鉆機(jī)軸心經(jīng)進(jìn)水口固定在鉆機(jī)機(jī)架后部的①10mm的圓鋼筋拉住錨索IO，避免錨索10受到損傷。每鉆進(jìn)1節(jié)，測(cè)量一下鉆桿2角度，及時(shí)糾正偏差，保證鉆進(jìn)角度在錨索10變化角度范圍內(nèi)，保持錨索10正好在套管的中央位置。鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中要保持鉆頭1平穩(wěn)鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)過程中，施工人員必須觀察進(jìn)尺及鉆機(jī)扭矩變化，然后根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆進(jìn)角度和方向，確保鉆頭1不在切割錨索10。鉆進(jìn)深度接近設(shè)計(jì)深度時(shí)，根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭1發(fā)出的聲音及鉆進(jìn)壓力判斷是否鉆至錨索IO根部，確認(rèn)鉆頭1鉆至錨索10根部后停鉆取錨索IO，根據(jù)地層情況控制鉆壓和鉆速。當(dāng)鉆頭1全部鉆透錨索10長度范圍內(nèi)的錨固體后，錨索IO與周圍地層之間的粘結(jié)力解除，然后用機(jī)械設(shè)備或人工取出錨索IO，不得強(qiáng)行拉拔錨索10。錨索10拔除后，及時(shí)向錨索孔內(nèi)回填水泥砂漿11，注漿漿液采用M7.5強(qiáng)度的水泥砂漿，注漿壓力1Mpa。泥漿制備應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況選用高塑性粘土或膨潤土。采用鉆孔灌注樁泥漿控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)泥漿比重、含沙率、稠度進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。錨索IO拔除后，在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一放置，便于測(cè)量和檢驗(yàn)。鉆機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)要拔除的錨索10位置，進(jìn)行下一根錨索10拔除施工循環(huán)。 參見圖13，鉆桿的長度為2000mm左右，直徑為120-150mm，管壁厚為10-20mm。
以上為本發(fā)明幾個(gè)典型的實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
權(quán)利要求
一種用于套取錨索的鉆具，由鉆頭(1)和鉆桿(2)連接而成，其特征在于所述鉆頭(1)與鉆桿(2)由螺紋絲扣(3)連接，鉆桿(2)是端部帶螺紋絲扣(3)的中空、高強(qiáng)合金鋼管，鉆頭(1)是一個(gè)在前端均勻分布有一圈合金鋼齒的一段中空合金鋼管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于套取錨索的鉆具，其特征在于所述鉆頭(1)前端的管 壁呈內(nèi)高外低的臺(tái)階形，管壁外側(cè)的低階處和管壁內(nèi)側(cè)的高階處內(nèi)外交錯(cuò)焊有齒塊，齒塊 是矩形、L形和n形，矩形或L形齒塊嵌入并焊接在管壁前端外側(cè)的低階處，n形齒塊(9)騎 在管壁前端內(nèi)側(cè)的高階處、并與之焊接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于套取錨索的鉆具，其特征在于所述鉆頭(1)前端的管 壁呈內(nèi)高外低的臺(tái)階形，管壁外側(cè)的低階處間隔開有與鉆桿連接的螺孔(8)，合金鋼齒嵌入 并焊接于管壁外側(cè)的低階處和管壁內(nèi)側(cè)的高階處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于套取錨索的鉆具，其特征在于所述鉆頭(1)前端的合金鋼齒是在鉆頭(1)前端切削形成的合金鋼齒，或在鉆頭(1)端部切削成齒槽、齒槽內(nèi)嵌入并加焊齒塊形成的合金鋼齒，所述合金鋼齒是鋸齒形齒(4)或矩形齒(5)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于套取錨索的鉆具，其特征在于所述合金鋼齒與相鄰的合金鋼齒之間開有三角形豁口 (6)或溝槽形豁口 (7)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5任意一項(xiàng)所述的用于套取錨索的鉆具，其特征在于所述鉆頭(1) 上的螺紋絲扣(3)為內(nèi)絲扣或外絲扣，相應(yīng)鉆桿上的螺紋絲扣(3)為外絲扣或內(nèi)絲扣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于套取錨索的鉆具，其特征在于所述鉆桿的長度為每節(jié) 1 2m，各節(jié)之間采用螺紋絲扣(3)連接。
8. —種采用權(quán)利要求l-7所述套取錨索的鉆具跟管套取錨索的施工方法，其特征在于 施工步驟如下步驟1，首先根據(jù)調(diào)查的錨索資料布置機(jī)具設(shè)備、確定鉆進(jìn)角度、鉆桿直徑、分節(jié)長度和 鉆頭型式，對(duì)鉆機(jī)停放位置基礎(chǔ)進(jìn)行平整硬化，并設(shè)置水平鉆機(jī)行走軌道，基坑內(nèi)鋼圍檁拆 除后，固定錨索頭；然后根據(jù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖紙及現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線控制點(diǎn)，使用檢測(cè)儀測(cè)定所 有錨索(10)的平面坐標(biāo)和高程、初始鉆進(jìn)角度；步驟2，在平整硬化的施工作業(yè)面上，根據(jù)水平鉆機(jī)尺寸鋪設(shè)軌道，在已經(jīng)鋪設(shè)好的軌 道上安裝水平鉆機(jī)設(shè)備，組裝調(diào)試，試運(yùn)行；步驟3，在掌子面上沿錨索(10)向里開挖深度lm、直徑0.5m以上的導(dǎo)洞，大致了解錨 索(10)的傾角及方位角，將由鉆頭(1)和鉆桿(2)組成的套取錨索的鉆具安裝在水平鉆機(jī) 上，試驗(yàn)鉆進(jìn)一段距離；步驟4，把錨索頭用鋼筋焊接固定在水平鉆機(jī)套管中央位置，鉆具安裝到位，對(duì)準(zhǔn)孔位， 并調(diào)整鉆機(jī)使其與已探明的錨索(10)傾角及方位角保持一致；步驟5，開始鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)1節(jié)鉆桿長度，需要接長1節(jié)鉆桿，每次接管時(shí)都應(yīng)測(cè)量錨索 頭的位置，如發(fā)現(xiàn)錨索(10)縮進(jìn)，再次鉆進(jìn)前應(yīng)采取措施將錨索頭拉至原位，并用穿過鉆 機(jī)軸心經(jīng)進(jìn)水口固定在鉆機(jī)機(jī)架后部的①10mm的圓鋼筋拉住錨索，避免錨索(10)受到損 傷；步驟6，鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中要保持鉆頭(1)平穩(wěn)鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)過程中，施工人員必須觀 察進(jìn)尺及鉆機(jī)扭矩變化，然后根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆進(jìn)角度和方向，確保鉆頭不在切割錨索 (10);步驟7，鉆進(jìn)深度接近設(shè)計(jì)深度時(shí)，根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭發(fā)出的聲音及鉆進(jìn)壓力判斷是否鉆至錨索(10)根部，確認(rèn)鉆頭(1)鉆至錨索(10)根部后停鉆取錨索(10);步驟8，當(dāng)鉆頭全部鉆透錨索長度范圍內(nèi)的錨固體后，錨索(10)與周圍地層之間的粘 結(jié)力解除，然后用機(jī)械設(shè)備或人工取錨索(10); 步驟9，拔除錨索(10);步驟10，及時(shí)向錨索孔內(nèi)回填水泥砂漿(11);步驟ll，鉆機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)要拔除的錨索(10)位置，進(jìn)行下一根錨索(10)拔除施工循 環(huán)，重復(fù)步驟5-9。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆具跟管套取錨索的施工方法，其特征在于所述步驟6中， 每鉆進(jìn)l節(jié)，測(cè)量一下鉆桿角度，及時(shí)糾正偏差，保證鉆進(jìn)角度在錨索(10)變化角度范圍 內(nèi)，保持錨索(10)正好在套管的中央位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于套取錨索的鉆具及跟管套取錨索的施工方法。鉆具的鉆頭和鉆桿采用螺栓或絲扣連接，鉆桿有數(shù)節(jié)，各節(jié)之間采用螺栓或絲扣連接，鉆頭采用特制合金鋼，鉆桿采用高強(qiáng)合金鋼材，鉆頭有鋸齒、加焊金鋼方形齒和嵌合金鋼齒。采用此鉆具套取錨索或錨桿時(shí)，鉆具外套跟管，鉆具安裝在鉆機(jī)上，錨索或錨桿頭固定連接在鉆機(jī)鉆具的跟管中央位置，鉆進(jìn)過程中保持鉆進(jìn)角度與錨索或錨桿一致，鉆至錨索或錨桿的尾部時(shí)取出錨索或錨桿，最后采用水泥砂漿封孔。此施工方法能在基坑回填過程前或回填過程中預(yù)先對(duì)地層中的錨索或錨桿進(jìn)行清除，為節(jié)約和凈化地下空間創(chuàng)造條件，能縮短工期、提高施工效率、節(jié)約建設(shè)資金、有效保障施工人員的安全。
文檔編號(hào)E21B17/042GK101737005SQ200910311970
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者吳亮, 張智宏, 顏治國 申請(qǐng)人:北京住總集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京住總市政工程有限責(zé)任公司