一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及土木工程技術領域，具體的來說涉及一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備。
【背景技術】
[0002]隨著一帶一路、城鎮(zhèn)化及新能源投資的不斷加大，粧基礎的工程量越來越大，不僅粧基的深度、直徑較大，而且需進入巖體深度也越來越深，對施工工期的要求也越來越高。
[0003]對于入巖的大直徑粧基，如1.0?2.5m直徑的粧基，入巖強度為30mpa以下時，常采用帶牙輪的旋挖鉆取芯成孔，對于30mpa以上硬巖的成孔只能采用沖擊錘沖擊成孔法了。目前的成孔法均具有入巖的效率很低，施工速度慢，成本較高等特點。在Im直徑以內的入巖粧成孔方法中，以全斷面潛孔錘成孔效率高而顯示出其優(yōu)越性，但成孔的成本高仍是其推廣應用的障礙。
[0004]對于多粧承臺的粧基，通過擴大粧徑并減少粧數，可以降低承臺的造價，從而降低總造價將會具有較高的應用前景；
[0005]對于海上風電、核電以及碼頭粧基要求有較高的水平承載力，2.5?Sm直徑的大直徑粧基是其發(fā)展方向，為其需要具有入巖的大直徑粧基成孔方法。
[0006]目前，對于2.5?Sm直徑的粧基成孔，只能采用回轉牙輪全斷面切巖法成孔，效率低，成孔速度慢，成本極高成為阻礙大直徑鉆孔應用的主要因素。傳統(tǒng)的鉆爆法成孔由于安全、防水、防塌措施成本高而難以采納。
[0007]因此實用新型了一種取芯式入巖的大直徑成孔設備。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型所要解決的技術問題在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備。
[0009]一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，包括一圓環(huán)形的取芯鉆頭，取芯鉆頭由內、外兩個鋼筒組成，內外兩鋼筒之間分布有多個小直徑潛孔錘，內、外兩鋼筒的底部裝有球形齒，小直徑潛孔錘位于鋼筒的底部。
[0010]取芯鉆頭的上部連接有加壓的鉆桿。鉆桿上端與驅動裝置相連，輸出轉動扭矩，帶支鉆頭轉動
[0011]內鋼筒的高度為1.5?5m，直徑為1.0?10m，內外兩鋼筒的半徑差大于安裝小直徑潛孔錘的距離，要保證能提供安裝小直徑潛孔錘的空間，小直徑潛孔錘的直徑為120?250mmo
[0012]內、外兩鋼筒為同軸線布置，內鋼筒的外側設置螺旋形葉片。
[0013]小直徑潛孔錘的動力可以是液壓或風壓。
[0014]加壓鉆桿的動力可以是液壓或風壓。
[0015]鋼筒與潛孔錘的旋轉動力由連接鉆桿的鉆機提供。
[0016]有益效果:通過本設備進行取芯式入巖的大直徑成孔，可以快速入巖，與牙輪鉆頭成孔節(jié)約施工成本8倍以上，提高工作效率10倍以上，與全斷面沖擊錘成孔節(jié)約施工成本10倍以上，提高工作效率20倍以上。此外，還解決了大直徑入巖成孔的難題，能將入巖鉆孔灌注粧的直徑由現(xiàn)在的2.5m增加到10m?？勺鳛榇笾睆焦嘧⒒挼某煽?，隧道施工用盾構端頭井，也可施工地下空間開發(fā)的各種管道井，輸送井，礦山的運輸井、通風井等
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0018]圖1為本實用新型所述的一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備結構縱剖面示意圖。
[0019]圖2為本實用新型所述的施工設備底部結構示意圖。
[0020]圖3a為本實用新型所述方法第一步示意圖；
[0021]圖3b為本實用新型所述方法第二步示意圖；
[0022]圖3c為本實用新型所述方法第二步不意圖；
[0023]圖3d為本實用新型所述方法第四步示意圖；
[0024]圖4a為本實用新型破碎大直徑巖心第一步示意圖；
[0025]圖4b為本實用新型破碎大直徑巖心第二步示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0027]參看圖1和圖2，本設備包括內鋼筒1、外鋼筒2，將多個小直徑潛孔錘3安裝于內外鋼筒之間，并分布于內外鋼筒的周邊形成環(huán)形取芯鉆頭。內、外兩鋼筒的上部連接有可加壓的鉆桿；鉆桿上設置有用于加壓的伸縮設備4，鉆桿上還設置有用于旋轉的動力頭5，動力頭5連接用于驅動的馬達6。
[0028]在內、外兩鋼筒的底部裝有球形切齒7，小直徑潛孔錘位于內外兩鋼筒的底部。
[0029]內鋼筒I的高度為1.5?5m，直徑為1.0?10m，內外兩個鋼筒的半徑差值為120?250mm，內外兩鋼筒的半徑差大于安裝小直徑潛孔錘的距離，要保證能提供安裝小直徑潛孔錘的空間。
[0030]內、外兩個鋼筒1、2為同軸線布置，內鋼筒的外側設置螺旋形葉片，取芯時可以分離，用內鋼筒夾住巖芯取出。
[0031]小直徑潛孔錘的動力可以是液壓或風壓。
[0032]加壓鉆桿的動力可以是液壓或風壓。
[0033]鋼筒與潛孔巖的旋轉動力由連接鉆桿的鉆機提供。
[0034]通過本設備進行取芯式入巖的大直徑成孔施工方法如下:
[0035]切槽施工與破除巖芯的過程如圖3a、3b、3c、3d所示。
[0036]首先將取芯鉆頭豎直向下壓入孔位如圖3a所示，利用潛孔錘破巖，此過程破碎內外鋼筒之間的部分巖石；內外鋼筒旋轉帶動潛孔錘變位破巖如圖3b所示，此過程進一步破碎內外鋼筒之間的巖石；潛孔錘隨鋼筒旋轉不斷變位破巖，同時施加向下的壓力，此過程將內外鋼筒之間的巖石全部破碎，形成一個環(huán)形槽如圖3c所示；破巖過程產生的巖碴通過循環(huán)的泥漿由固定于內側鋼筒上的螺旋葉片帶出槽外；切槽達一定深度后，內側鋼筒加側壓推動巖芯，將形成的巖芯破斷，再由內側鋼筒夾取巖芯，形成一個大直徑的鉆孔如圖3d所不O
[0037]當內部形成的巖芯大于一定尺寸，如巖芯直徑3m以上時，切槽后巖芯破除困難時，應采用圖4a所示的方法，先將需成孔的全斷面劃分成多個直徑為1.5?3m的圓，用小直徑的切槽法先取芯破除，然后采用與設計成孔直徑相同的切槽取芯式鉆頭，把剩余的部分破除，如圖4b。
[0038]通過本設備進行取芯式入巖的大直徑成孔施工，可以高效入巖，克服了全斷面破巖效率低成本高的缺點，節(jié)約了施工成本，提高成孔效率?？勺鳛榇笾睆焦嘧⒒挼某煽?，隧道施工用盾構端頭井，也可施工地下空間開發(fā)的各種管道井，輸送井，礦山的運輸井、通風井等
[0039]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實例的限制，上述實例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【主權項】
1.一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，其特征是，包括一個圓環(huán)形的切槽取芯鉆頭，取芯鉆頭由內、外兩個鋼筒組成，內外兩鋼筒之間分布有多個小直徑潛孔錘，內、外兩鋼筒的底部裝有球形齒，小直徑潛孔錘位于鋼筒的底部。
2.根據權利要求1所述的一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，其特征是，取芯鉆頭的上部連接有加壓的鉆桿。
3.根據權利要求1所述的一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，其特征是，內鋼筒的高度為1.5?5m，直徑為0.7?10m，內外兩鋼筒的半徑差大于安裝小直徑潛孔錘的距離。
4.根據權利要求1所述的一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，其特征是，內、外兩鋼筒為同軸線布置，內鋼筒的外側設置螺旋形葉片。
5.根據權利要求1所述的一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，其特征是，小直徑潛孔錘的動力為液壓或風壓。
6.根據權利要求1所述的一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，其特征是，加壓的鉆桿動力為液壓或風壓。
7.根據權利要求1所述的一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，其特征是，鋼筒與潛孔巖的旋轉動力由連接鉆桿的鉆機提供。
【專利摘要】本實用新型提供一種取芯式入巖的大直徑成孔施工設備，采用內、外兩個鋼筒，將多個小直徑潛孔錘安裝于內外鋼筒之間，并分布于鋼筒的周邊形成環(huán)形取芯鉆頭；施工時，利于潛孔錘破巖、鋼筒旋轉和加軸壓形成一個環(huán)形槽，通過內側鋼筒加側壓將形成的巖芯破斷，再由內側鋼筒夾取巖芯，外側鋼筒支護孔壁，形成一個大直徑的鉆孔。通過本設備進行取芯式入巖的大直徑成孔施工，可以有效入巖，節(jié)約施工成本，提高工作效率。
【IPC分類】E21B25-00, E21B10-36, E21B4-16
【公開號】CN204511291
【申請?zhí)枴緾N201520193521
【發(fā)明人】李貴堂, 劉全林, 宋雪清, 宋偉民
【申請人】上海強勁地基工程股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月1日