專利名稱：導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種旋噴施工用的鉆頭。
背景技術(shù)：
水平旋噴施工是近年來出現(xiàn)的一種新型巖土加固技術(shù)，是由垂直旋噴發(fā)展而來， 水平旋噴就是在地層中水平鉆進(jìn)成孔，或小角度的俯、仰和外斜鉆進(jìn)，注漿管呈近水平狀， 噴嘴由里向外進(jìn)行旋噴、注漿。水平旋噴所形成的水平固結(jié)體，可以很好的加強(qiáng)構(gòu)造物的剛 度，支護(hù)上方土體，并且具有一定的防滲隔水的性能，具有較廣闊的運(yùn)用前景。但以往水平 旋噴在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，需要先成孔然后再進(jìn)行旋噴，且鉆孔深度只有十幾米，所以造成了 生產(chǎn)成本高、效率低的缺點(diǎn)。此外，水平旋噴因工藝技術(shù)局限，樁徑相對較小，樁長較短，一般樁長都在18米以 內(nèi)，在樁長較大時(shí)難以實(shí)現(xiàn)相鄰樁體的咬合。而且因樁長較短，需要多個循環(huán)施工，造成了 生產(chǎn)成本高、效率低的缺點(diǎn)，這在機(jī)械化程度較低情況下，對水平旋噴的廣泛應(yīng)用是個很大 的限制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，要解決傳統(tǒng)水平旋噴施 工生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低、監(jiān)控導(dǎo)向難的技術(shù)問題；并解決鉆頭的導(dǎo)向鉆進(jìn)、自動糾偏和 保證隧道或其它地下工程安全施工的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，包括鉆頭主體和固定連接在鉆頭主體頭部的楔子 板，在鉆頭主體內(nèi)、沿軸向布置有高壓水通道和高壓漿通道，高壓水通道側(cè)向開有噴水嘴， 高壓漿通道側(cè)向開有噴漿嘴，其特征在于所述鉆頭主體側(cè)壁上還開有一凹槽，凹槽內(nèi)鑲固有探棒，該探棒帶有無線發(fā)射器， 并且該無線發(fā)射器發(fā)射的信號由無線數(shù)據(jù)采集儀采集，無線數(shù)據(jù)采集儀又通過高頻無線發(fā) 射模塊、天線與顯示器信號連接，無線數(shù)據(jù)采集儀也通過GPRS與INTERNET連接，實(shí)現(xiàn)施工 遠(yuǎn)程監(jiān)控。優(yōu)選的技術(shù)方案所述探棒外表面套有膠管，膠管通過管箍與探棒緊固連接。所述探棒中排列有電池倉、探棒CPU、無線發(fā)射器、探測鉆頭溫度的溫度傳感器、探 測鉆頭旋轉(zhuǎn)位置的工具角傳感器，探測鉆頭的傾角傳感器和探測鉆頭周邊壓力的壓力傳感 器，電池倉內(nèi)的電池與探棒CPU的供電接口、工具角傳感器、、溫度傳感器、傾角傳感器和壓 力傳感器連接，溫度傳感器、工具角傳感器、傾角傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)線分別與探棒 CPU的數(shù)據(jù)輸入端子連接，探棒CPU的數(shù)據(jù)輸出端子又與無線發(fā)射器連接，無線發(fā)射器將探 棒CPU處理過的信號發(fā)送給無線數(shù)據(jù)采集儀。所述無線數(shù)據(jù)采集儀包括電池、無線接收模塊、高頻無線發(fā)射模塊、GPRS和中央處理單元，其中無線接收模塊通過接收無線發(fā)射器發(fā)出的信號，并將信號傳給中央處理單元，中央處理單元將信號處理后又傳給高頻無線發(fā)射模塊，高頻無線發(fā)射模塊通過天線將信號 發(fā)送給顯示器，中央處理單元將信號處理后打包也傳送給GPRS，通過INTERNET在任何地方 可監(jiān)控施工現(xiàn)設(shè)工作情況。所述無線數(shù)據(jù)采集儀還通過高頻無線發(fā)射或GPRS與操作臺信號連接，將中央處 理單元處理過的信號上傳至操作臺。所述探棒可分為三段，一段內(nèi)作為電池倉，其端部連接電池倉蓋，電池倉內(nèi)的電池 通過電路與電池插線板連接，電池插線板用環(huán)氧樹脂固定在探棒中段內(nèi)，探棒另一段內(nèi)有 定位槽，并安置有傳感器，三段之間由螺紋絲扣實(shí)現(xiàn)咬合連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型涉及了導(dǎo)向水平旋噴施工用的一種鉆頭用具，主要用于導(dǎo)向水平旋噴 施工，施工工藝主要是解決在軟弱地層(特別是富水軟弱地層，如淤泥、土、沙、全風(fēng)化、回 填、破碎帶、塌方堆積體等)支護(hù)施工中高精度水平旋噴成孔的問題，并解決保護(hù)隧道拱部 或周邊形成封閉的高質(zhì)量水平固結(jié)體，支護(hù)上方土體，起到防滲透的拱殼保護(hù)作用。本實(shí)用新型還涉及了一種新型巖土加固方法，是一種為了確保開挖安全的隧道或 其它地下工程施工的超前預(yù)支護(hù)方法。該方法主要解決在軟弱地層(特別是富水軟弱地 層，如淤泥、土、沙、全風(fēng)化、回填、破碎帶、塌方堆積體等)支護(hù)施工時(shí)，在隧道拱部或周邊 形成封閉的環(huán)狀高強(qiáng)度帷幕體，支護(hù)上方土體，起到防滲透、防變形、防流沙等作用，保證隧 道或其它地下工程的安全施工。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是在鉆頭內(nèi)部安裝特制的導(dǎo)向定位傳感器用以確 定鉆頭的打設(shè)方向和噴嘴的具體位置，使能在必要時(shí)改變鉆進(jìn)方向，高精度、長距離地施作 水平旋噴樁，并可以根據(jù)需要在特定方向加噴。鉆頭內(nèi)部由探棒、高壓水通道、噴水嘴、高壓(或低壓)水泥漿通道、高壓(或低 壓)水泥漿噴嘴、和楔子板六個部分組成，通過安裝在鉆頭內(nèi)部的高壓水和高壓水泥漿通 道上的雙重噴嘴，利用高壓泥漿泵使水和水泥漿從噴嘴中高壓或低壓噴出，在土體中形成 柱狀固結(jié)體。而有效控制此種鉆頭打設(shè)的質(zhì)量，就是在鉆頭部位安裝導(dǎo)向定位傳感器用以 確定鉆頭的打設(shè)方向和噴嘴的具體位置，使能在必要時(shí)改變鉆進(jìn)方向，從而達(dá)到高精度、長 距離地施作水平旋噴樁。主要可以用于隧道、礦山井巷、人防工程、地基加固、巖土錨固等工 程的施工及特殊處理等方面。本實(shí)用新型中的鉆頭還具有如下有益效果(1)鉆頭采用組裝結(jié)構(gòu)，便于更換及清洗。(2)鉆具的噴頭與鉆頭之間安裝有傳感器，可以檢測鉆頭方位角，傾角及工具角等 多項(xiàng)參數(shù)。(3)鉆具連接強(qiáng)度高，密封性能好。真正達(dá)到了鉆噴一體。(5)噴頭與鉆頭，鉆頭與無線式傳感器之間有效結(jié)合，信號傳輸可靠，傳送距離長。(5)施工的鉆進(jìn)精度高、距離長。(6)成本低、生產(chǎn)效率高。本實(shí)用新型中的施工方法還具有如下有益效果(1)實(shí)現(xiàn)高精度、長距離施作水平旋噴樁；[0028](2)快速成拱、防滲透、土體改良，達(dá)到止水效果和預(yù)支護(hù)功能；(3)可以根據(jù)地層情況，對特定部位進(jìn)行加噴、定噴等局部圍巖加固及土體改良；(4)成本低、效率高、效果好、安全可靠。(5)確保相鄰樁體的咬合，在富水地層中達(dá)到止水效果。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭與高壓水龍頭連接的示意圖。圖3是提供泥漿的導(dǎo)向水平旋噴施工裝置的示意圖。圖4是提供水泥漿的導(dǎo)向水平旋噴施工裝置的示意圖。圖5是提供清水的導(dǎo)向水平旋噴施工裝置的示意圖。圖6是探棒的原理示意圖。圖7是探棒、無線數(shù)據(jù)采集儀、顯示器、水平定向鉆機(jī)之間連接關(guān)系的示意圖。圖8是探棒與鉆頭主體連接的示意圖。圖9是探棒實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1_探棒、2-高壓水通道、3-噴水嘴、4-高壓漿通道、5-噴漿嘴、6_楔子 板、7-高壓水龍頭、8-雙重管鉆具；9-泥漿輸出管、10-輸泥漿管、11-泥漿桶、12-泥漿泵；13-吸漿管、14-輸漿泵、15-過濾篩網(wǎng)、16-儲漿桶、17-輸漿管、18-攪漿筒、19-水 泥漿泵、20-水泥漿輸出管、21-三通、22-閥門；23-清水桶、24-高壓水泵、25-高壓水輸出管、26-吸水管；27-管箍、28-膠管、29-鉆頭主體、30-凹槽、31-電池倉蓋、32-電池倉、33-環(huán)氧樹 脂、34-電池插線板、35-壓力傳感器、36-溫度傳感器、37-定位槽。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見
圖1、圖2所示，這種導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，包括鉆頭主體29和固 定連接在鉆頭主體頭部的楔子板6，在鉆頭主體內(nèi)、沿軸向布置有高壓水通道2和高壓漿通 道4，高壓水通道2側(cè)向開有噴水嘴3，高壓漿通道4側(cè)向開有噴漿嘴5，所述鉆頭主體側(cè)壁 上還開有一凹槽30，凹槽內(nèi)鑲固有探棒1，參見圖8，探棒1外表面套有膠管28，膠管通過管 箍27與探棒緊固連接。如
圖1所示，鉆頭采用同心圓結(jié)構(gòu)，由6個部分組成。楔子板6通 過焊接與鉆頭成為一體，在高壓水通道2的管壁上和外管壁上開出約Φ8 12mm水眼，用 一根膨脹螺栓將2個孔連接成為噴水嘴3 ；在鉆頭的中間部位開出安裝探棒1的凹槽；高壓 漿通道4的后端和鉆頭的后端開出約Φ8 12mm水眼，用一根膨脹螺栓將2個孔連接(可 垂直也可有角度連接)成為噴漿嘴5噴漿。參見圖6、圖7，探棒1帶有無線發(fā)射器，并且該無線發(fā)射器發(fā)射的信號由無線數(shù)據(jù)采集儀采集，無線數(shù)據(jù)采集儀又通過高頻無線發(fā)射模塊、天線與顯示器信號連接，無線數(shù)據(jù) 采集儀也通過GPRS與INTERNET連接，實(shí)現(xiàn)施工遠(yuǎn)程監(jiān)控。參見圖6，所述探棒1中排列有電池倉、探棒CPU、無線發(fā)射器、探測鉆頭溫度的溫度傳感器、探測鉆頭旋轉(zhuǎn)位置的工具角傳感器，探測鉆頭的傾角傳感器和探測鉆頭周邊壓 力的壓力傳感器，電池倉內(nèi)的電池與探棒CPU的供電接口、工具角傳感器、、溫度傳感器、傾 角傳感器和壓力傳感器連接，溫度傳感器、工具角傳感器、傾角傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù) 線分別與探棒CPU的數(shù)據(jù)輸入端子連接，探棒CPU的數(shù)據(jù)輸出端子又與無線發(fā)射器連接，無 線發(fā)射器將探棒CPU處理過的信號發(fā)送給無線數(shù)據(jù)采集儀。參見圖7，所述無線數(shù)據(jù)采集儀包括電池、無線接收模塊、高頻無線發(fā)射模塊、GPRS 和中央處理單元，其中無線接收模塊通過接收無線發(fā)射器發(fā)出的信號，并將信號傳給中央 處理單元，中央處理單元將信號處理后又傳給高頻無線發(fā)射模塊，高頻無線發(fā)射模塊通過 天線將信號發(fā)送給顯示器，中央處理單元將信號處理后打包也傳送給GPRS，通過INTERNET 在任何地方可監(jiān)控施工現(xiàn)設(shè)工作情況。所述無線數(shù)據(jù)采集儀還通過高頻無線發(fā)射或GPRS 與操作臺信號連接，將中央處理單元處理過的信號上傳至操作臺。參見圖9，探棒可分為三段，一段內(nèi)作為電池倉32，其端部連接電池倉蓋31，電池 倉32內(nèi)的電池通過電路與電池插線板34連接，電池插線板34用環(huán)氧樹脂33固定在探棒 中段內(nèi)，探棒另一段內(nèi)有定 位槽37，并安置有壓力傳感器35和溫度傳感器36，三段之間由 螺紋絲扣實(shí)現(xiàn)咬合連接。水平旋噴樁施工設(shè)備主要由兩部分組成，即前臺和后臺。前臺主要由油泵、配電 柜、鉆機(jī)架子、鉆機(jī)、鉆桿和導(dǎo)向水平旋噴鉆頭組成。后臺可參見圖3-5。參見圖3，泥漿桶11通過閥門22與輸泥漿管10連接，輸泥漿管10又與泥漿泵12 的入口連通，泥漿泵12的出口可以通過泥漿輸出管9與水平定向鉆機(jī)動力頭上的送水器連接。參見圖4，在攪漿筒18中配制好水泥漿液，將攪漿筒18通過閥門與吸漿管13連 接，吸漿管13又與輸漿泵14的入口連通，輸漿泵14的出口又通過輸漿管17和過濾篩網(wǎng)15 與儲漿桶16連通，儲漿桶16又通過三通21和閥門與另一根吸漿管連接，另一根吸漿管又 與水泥漿泵19的入口連通，水泥漿泵19的出口可以通過水泥漿輸出管20與水平定向鉆機(jī) 動力頭上的送水器連接。參見圖5，清水桶23通過閥門與吸水管26連接，吸水管26又與高壓水泵24的入 口連通，高壓水泵24的出口可以通過高壓水輸出管25與水平定向鉆機(jī)動力頭上的送水器 連接。這種導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭的施工方法，其步驟如下步驟一、鉆機(jī)就位、開孔并安裝孔口管，即用開孔鉆頭開孔，然后再安裝孔口管和 密封裝置，并加固；孔口管和密封狀置是為了防止施工過程中出現(xiàn)突水突泥突沙，并可以調(diào) 節(jié)廢漿的流出。步驟二、將導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭與鉆桿連接，將鉆桿與水平定向鉆機(jī)動力頭 連接，將泥漿桶11通過泥漿泵12與水平定向鉆機(jī)動力頭上的送水器連接，調(diào)整鉆機(jī)對好孔 位；所述鉆桿為雙重管鉆具8，所述水平定向鉆機(jī)動力頭上的送水器為高壓水龍頭7。步驟三、水平旋噴樁預(yù)導(dǎo)孔施工，即開啟泥漿泵12，將在泥漿桶11中的泥漿傳輸 至導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭中的高壓漿通道4和噴漿嘴5并噴出，同時(shí)開始鉆進(jìn)，同時(shí)探棒 1不斷向顯示器傳輸鉆頭方向和姿態(tài)及孔內(nèi)壓力，機(jī)手根據(jù)顯示器顯示的信息，不斷調(diào)整導(dǎo) 向水平旋噴施工的鉆頭方向，保證鉆進(jìn)方向與設(shè)計(jì)軌跡吻合，直至鉆至設(shè)計(jì)深度。[0060]鉆進(jìn)前，首先在后臺制備好泥漿。再將泥漿泵12與泥漿桶11連接，泥漿輸出管9 與鉆機(jī)動力頭上的送水器連接。鉆進(jìn)過程中，探棒1不斷向機(jī)臺上的顯示器傳輸鉆頭方向 和姿態(tài)及孔內(nèi)壓力等信息，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)跟蹤監(jiān)測鉆頭方向、姿態(tài)變化以及孔內(nèi)壓力情況。一 旦發(fā)現(xiàn)鉆頭鉆進(jìn)方向偏離水平旋噴樁設(shè)計(jì)方向，就必須進(jìn)行糾偏。將鉆頭鉆進(jìn)方向調(diào)整到 設(shè)計(jì)軌跡后繼續(xù)鉆進(jìn)，直至鉆至設(shè)計(jì)深度。監(jiān)測孔內(nèi)壓力變化，有利于控制地表沉降變化情 況，確保地表構(gòu)筑物的安全。步驟四、將泥漿桶11與水平定向鉆機(jī)動力頭上的送水器斷開，將儲漿桶16通過水 泥漿泵19與水平定向鉆機(jī)動力頭上的送水器連接，將清水桶23通過高壓水泵24與水平定 向鉆機(jī)動力頭上的送水器連接。步驟五、開始后退鉆桿，同時(shí)雙重管旋噴，即開啟水泥漿泵19和高壓水泵24，將在 儲漿桶16內(nèi)的水泥漿液傳輸至導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭中的高壓漿通道4和噴漿嘴5并 噴出，將清水桶23中的水輸至導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭的高壓水通道2和噴水嘴3并噴 出，形成高壓水切割土體并與切割后的土體混合形成旋噴樁；當(dāng)水泥漿泵19和高壓水泵24的壓力表指示低于設(shè)計(jì)壓力前，導(dǎo)向水平旋噴施工 的鉆頭原地旋轉(zhuǎn)，待水泥漿泵19和高壓水泵24的壓力表指示達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后，開始后退鉆 桿。當(dāng)水泥漿泵19和高壓水泵24的壓力表指示達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后，鉆桿勻速旋轉(zhuǎn)，并且勻速 后退。步驟六、當(dāng)噴水嘴3接近掌子面時(shí)(一般0. 5-3米)，關(guān)閉高壓水泵24，停止噴水， 當(dāng)噴漿嘴5接近掌子面時(shí)(一般0. 5-3米)，關(guān)閉水泥漿泵19，停止噴漿；退出鉆桿并用高 壓水清洗鉆桿。步驟七、鉆桿全部退出，然后立即封孔，單根旋噴樁施工結(jié)束。將鉆機(jī)移至下一根 樁位進(jìn)行施工。上述高壓泵(底部噴嘴)可以用普通泥漿泵代替，注入水泥漿補(bǔ)注已切削的范圍， 此時(shí)為普通雙管水平旋噴。前述為雙管雙高壓水平旋噴，本實(shí)用新型也可以是鉆頭內(nèi)部只用單個通道施作水 平旋噴樁。上述情況的特例是在回撤旋噴時(shí)，只用單個高壓泵而將前述施作預(yù)導(dǎo)孔的泵停止 使用，此時(shí)便變成單管水平旋噴。及鉆預(yù)導(dǎo)孔和旋噴采用不同的通道。另外雙管如簡化成 單管也是一種特例。所有不同的方法出于不同的施工要求及地層情況，也可能導(dǎo)致不同的旋噴樁的直 徑及其他特性。本實(shí)用新型的核心是在不同的方式基礎(chǔ)上增加了導(dǎo)向功能。本實(shí)用新型的工作原理利用工程鉆機(jī)，將帶有噴嘴的鉆頭鉆進(jìn)至土層設(shè)計(jì)位置后，用高壓設(shè)備使?jié){液的 噴射流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，形成預(yù)定形狀的空間，從土體剝落下來的土粒一 部分陪著噴射流冒出地面，其余部分在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下與注入的 漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律地重新排列，凝固后便在土中形成 一個具有一定強(qiáng)度的固結(jié)體。由于采用導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)旋噴，鉆頭采用與鉆桿等徑的楔型鉆頭，一般楔子板旋轉(zhuǎn) 直徑Φ < 127mm，楔型面與鉆具交角<25°。在鉆進(jìn)成孔時(shí)，鉆頭部位安裝的帶有特制導(dǎo)向定位傳感器的探棒(當(dāng)鉆頭正?；剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)鉆管沿直線前進(jìn)。當(dāng)鉆頭由于某種原因偏離預(yù)定軌跡偏向某一方向時(shí)，就需要糾偏了。方法是把鉆頭楔面調(diào)至已經(jīng)偏斜的方向，鉆機(jī)停 止回轉(zhuǎn)加力頂進(jìn)，鉆頭由于斜面的作用就會向相反的方向偏斜，以此調(diào)整鉆進(jìn)的方向。面向 角的朝向和鉆頭的偏斜方位都是由裝在鉆頭后部的導(dǎo)向探頭監(jiān)測)確定鉆頭的打設(shè)方向 和噴嘴的具體位置，在必要時(shí)改變鉆進(jìn)方向，確保施工的高精度。高壓水通道的水受到壓力 達(dá)額定壓力和流量時(shí)通過安裝在鉆頭前端的噴水嘴以巨大能量的噴射流將一定范圍內(nèi)的 土體進(jìn)行切削、摧毀，高壓漿通道與高壓漿通道環(huán)隙的漿液受到壓力達(dá)到額定壓力和流量 時(shí)通過安裝在鉆頭后端的噴漿嘴噴出漿液，強(qiáng)制土顆粒與漿液充分混合，然后形成大致水 平的柱狀水泥土固結(jié)體，從而達(dá)到導(dǎo)向水平旋噴時(shí)施工高精度的目的。在鉆頭前端安裝調(diào)整鉆進(jìn)方向的楔形板，在鉆頭內(nèi)部安裝特制的探棒。利用探棒 發(fā)出的鉆頭的位置及姿態(tài)信息，顯示器接收顯示鉆頭傾角、方位角、工具角。(楔形板朝上即 為12點(diǎn)，如同鐘面)。打設(shè)角度如果偏下，可以把鉆頭調(diào)到12點(diǎn)，即楔形板朝上，直接頂進(jìn)， 此時(shí)由于楔形板底板斜面面積大，受到一個向上的力，鉆頭軌跡就會朝上運(yùn)動。同理在6點(diǎn) 糾偏可以使鉆頭軌跡朝下，9點(diǎn)、3點(diǎn)分別是為左、右糾偏方向。如果角度合適，鉆機(jī)會勻速 旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，此時(shí)鉆桿軌跡一般是平直的。所以鉆頭是上下糾偏的關(guān)鍵。預(yù)導(dǎo)孔鉆進(jìn)過程中， 發(fā)現(xiàn)鉆孔偏差過大應(yīng)及時(shí)糾偏。具體糾偏方法如下把楔形板的楔面調(diào)至已經(jīng)偏斜的方向，鉆機(jī)停止回轉(zhuǎn)加力頂 進(jìn)，鉆頭由于斜面的作用就會向相反的方向偏斜，以此調(diào)整鉆進(jìn)的方向。面向角的朝向和鉆 頭的偏斜方位都是由裝在鉆頭后部的探棒監(jiān)測的，通過探棒將鉆頭傾角、方位角和工具角 等信息傳輸?shù)姐@機(jī)操作臺的顯示器上，機(jī)手就可以方便的調(diào)整鉆進(jìn)方向了。鉆至設(shè)計(jì)深度 后回撤鉆桿并進(jìn)行高壓旋噴，從而實(shí)現(xiàn)高精度、長距離的水平旋噴樁施作。
權(quán)利要求一種導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，包括鉆頭主體(29)和固定連接在鉆頭主體頭部的楔子板(6)，在鉆頭主體內(nèi)、沿軸向布置有高壓水通道(2)和高壓漿通道(4)，高壓水通道(2)側(cè)向開有噴水嘴(3)，高壓漿通道(4)側(cè)向開有噴漿嘴(5)，其特征在于所述鉆頭主體側(cè)壁上還開有一凹槽(30)，凹槽內(nèi)鑲固有探棒(1)，該探棒(1)帶有無線發(fā)射器，并且該無線發(fā)射器發(fā)射的信號由無線數(shù)據(jù)采集儀采集，無線數(shù)據(jù)采集儀又通過高頻無線發(fā)射模塊、天線與顯示器信號連接，無線數(shù)據(jù)采集儀也通過GPRS與INTERNET連接，實(shí)現(xiàn)施工遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，其特征在于所述探棒(1)外表 面套有膠管(28)，膠管通過管箍(27)與探棒緊固連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，其特征在于所述探棒(1)中 排列有電池倉、探棒CPU、無線發(fā)射器、探測鉆頭溫度的溫度傳感器、探測鉆頭旋轉(zhuǎn)位置的工 具角傳感器，探測鉆頭的傾角傳感器和探測鉆頭周邊壓力的壓力傳感器，電池倉內(nèi)的電池 與探棒CPU的供電接口、工具角傳感器、、溫度傳感器、傾角傳感器和壓力傳感器連接，溫度 傳感器、工具角傳感器、傾角傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)線分別與探棒CPU的數(shù)據(jù)輸入端 子連接，探棒CPU的數(shù)據(jù)輸出端子又與無線發(fā)射器連接，無線發(fā)射器將探棒CPU處理過的信 號發(fā)送給無線數(shù)據(jù)采集儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，其特征在于所述無線數(shù)據(jù)采集 儀包括電池、無線接收模塊、高頻無線發(fā)射模塊、GPRS和中央處理單元，其中無線接收模塊 通過接收無線發(fā)射器發(fā)出的信號，并將信號傳給中央處理單元，中央處理單元將信號處理 后又傳給高頻無線發(fā)射模塊，高頻無線發(fā)射模塊通過天線將信號發(fā)送給顯示器，中央處理 單元將信號處理后打包也傳送給GPRS，通過INTERNET在任何地方可監(jiān)控施工現(xiàn)設(shè)工作情 況。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，其特征在于所述無線數(shù)據(jù)采集 儀還通過高頻無線發(fā)射或GPRS與操作臺信號連接，將中央處理單元處理過的信號上傳至 操作臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，其特征在于所述探棒分為三段， 一段內(nèi)作為電池倉(32)，其端部連接電池倉蓋(31)，電池倉(32)內(nèi)的電池通過電路與電池 插線板(34)連接，電池插線板(34)用環(huán)氧樹脂(33)固定在探棒中段內(nèi)，探棒另一段內(nèi)有 定位槽(37)，并安置有傳感器，三段之間由螺紋絲扣實(shí)現(xiàn)咬合連接。
專利摘要一種導(dǎo)向水平旋噴施工的鉆頭，包括鉆頭主體和固定連接在鉆頭主體頭部的楔子板，鉆頭主體側(cè)壁上還開有一凹槽，凹槽內(nèi)鑲固有探棒，該探棒帶有無線發(fā)射器，并且該無線發(fā)射器發(fā)射的信號由無線數(shù)據(jù)采集儀采集，無線數(shù)據(jù)采集儀又通過高頻無線發(fā)射模塊、天線與顯示器信號連接，無線數(shù)據(jù)采集儀也通過GPRS與INTERNET連接。本鉆頭主要用于導(dǎo)向水平旋噴施工，主要是解決在軟弱地層支護(hù)施工中高精度水平旋噴成孔的問題，本鉆頭可確定鉆頭的打設(shè)方向和噴嘴的具體位置，使能在必要時(shí)改變鉆進(jìn)方向、自動糾偏、高精度、長距離地施作水平旋噴樁，并可以根據(jù)需要在特定方向加噴，保證隧道或其它地下工程的安全施工。
文檔編號E21B47/12GK201554375SQ20092031748
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者張春森, 楊積凱, 聶政熊 申請人:北京首爾工程技術(shù)有限公司