一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，包括：在旋挖钻机的每节钻杆安装导向圆盘；旋挖钻机就位旋转加压，并在钢管桩和导向圆盘的导向作用下，采用先钻导向孔再进行成孔钻进，利用导向圆盘和钢管桩的导向限位，利用多个钻头进行钻孔。本发明专利技术能够保证海上大直径斜向嵌岩桩施工中钻头斜率与钢套管斜率保持一致，提高成孔质量和效率，满足施工设计要求。施工设计要求。施工设计要求。

【技术实现步骤摘要】
一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺


[0001]本专利技术涉及施工领域，尤其涉及一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺。

技术介绍

[0002]目前国内直桩嵌岩在建筑工程、桥梁工程及港口工程等已较为普遍，但斜向嵌岩桩在港口工程的应用实例较少，而旋挖钻机在国内外公路、铁路及各类工程桩基中的应用不断普及，应用范围不断扩大，但在码头桩基施工中却很少见。特别是码头地质情况相对复杂、斜桩桩径大、海上施工条件复杂，不同于陆地及一般概念上的桩基施工。
[0003]钻进成孔工艺是斜嵌岩桩施工最重要的一环，由于海上大直径斜向嵌岩桩采用冲击钻进施工容易发生偏位，卡锤等问题，如采用现有回旋钻机施工过程中，在回旋钻机施工过程中，钻具的自重将造成钻具下垂弯曲，钻头的导向性和钻头的轴线会产生较大的偏差，使得钻头斜率与钢套管斜率无法保持一致，影响成孔质量，特别是在嵌岩桩嵌岩深度大于10m，且斜率较大时，易出现成孔倾斜不顺直的问题，施工难度较大，现有的钻进成孔工艺无法满足施工的要求。
[0004]且海上施工对施工过程中的环保要求很大，很多陆地及概念上的桩基施工的方式，如采用现有回旋钻机施工过程中，产生大量泥浆，污染海上环境

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，能够保证海上大直径斜向嵌岩桩施工中钻头斜率与钢套管斜率保持一致，提高成孔质量和效率，满足施工设计要求。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，包括以下步骤：
[0008]在旋挖钻机的每节钻杆安装导向圆盘；
[0009]旋挖钻机就位旋转加压，并在钢管桩和导向圆盘的导向作用下，采用先钻导向孔再进行成孔钻进，利用导向圆盘和钢管桩的导向限位，利用多个钻头进行钻孔。
[0010]在本专利技术一个优选实施例中，所述导向圆盘装配于所述钻杆的底部位置。
[0011]在本专利技术一个优选实施例中，所述钻头包括截齿钻头或牙轮筒钻头，所述截齿钻头主要针对粉质粘土层、抛填块石层和强风化熔结凝灰岩层的钻进施工，所述牙轮筒钻头主要针对中分化岩层的钻进施工。
[0012]在本专利技术一个优选实施例中，定位完成后，旋挖机下放钻杆，所述钻进分多次施工完成，所述钻头的顺序：使用牙轮筒钻头破碎岩面进行钻进，再利用截齿钻头将破碎岩面产生的石块或石粉从孔中掏出。
[0013]在本专利技术一个优选实施例中，所述导向圆盘的直径与钢管桩内径相同，导向圆盘始终位于钢管桩内部。
[0014]在本专利技术一个优选实施例中，采用分级钻进的方式完成中风化岩层的嵌岩成孔，
首先采用φ1350mm牙轮筒钻头进行钻进并取出岩芯，若无法直接取出则采用截齿钻头将岩芯搅碎取出，再采用φ1850mm和φ2350mm牙轮筒钻头重复上述步骤直至完成嵌岩段施工。
[0015]在本专利技术一个优选实施例中，采用已准备完毕的Φ1350牙轮筒钻头，下放钻头，利用取芯原理钻进并取出岩芯，在钻进过程中时刻注意钻头钻进速度和仪表盘上显示的扭力值的变化，钻头进入中风化时会产生较大的扭力值突变，此时动力头每分钟转动圈数控制在4.5～9圈之间，最大扭力约为240KN；根据牙轮钻的起钻面，当钻进1.8m，即一个筒身长度，后停止钻进，提钻更换Φ1850牙轮筒钻头，进入中风化动力头每分钟转动圈数控制在3.5～7圈之间，最大扭力约为320KN，同样钻进1.8m后提钻更换Φ2350牙轮钻头，继续钻进1.8m后提钻更换截齿钻头，利用截齿钻头将未取出的岩芯捣碎清理，截齿钻头清理完成后，继续采用牙轮钻头钻进，如此循环，直至到达设计要求孔深，至此完成旋挖机嵌岩成孔。
[0016]在本专利技术一个优选实施例中，所述导向圆盘包括若干导向单元，若干所述导向单元沿钻杆的长度方向依次排布；
[0017]每个所述导向单元，均为带有穿孔的环体结构，所述导向单元通过所述穿孔穿过并套设于钻杆上；
[0018]紧固单元，沿所述穿孔的外周，设有紧固单元，所述导向单元通过紧固单元与所述钻杆固定连接；
[0019]使用时，导向单元带动钻杆的杆体和杆头，沿直线方向，实现斜率恒定的斜线钻孔。
[0020]在本专利技术一个优选实施例中，所述导向单元中，所述环体结构包括若干个横截面面积相等的扇形结构，若干个扇形结构之间，相邻的扇形结构通过固定件进行连接。
[0021]在本专利技术一个优选实施例中，从所述钻杆至所述导向单元边缘，所述导向单元的上下表面分别形成以导向单元为对称轴对称的引导结构；沿所述导向单元的主视图看，所述引导结构为厚度逐渐变薄的斜面结构，且与所述钻杆相距最远处的斜面结构最薄。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术的钻进成孔工艺，对无钢管桩嵌岩段采用先钻导向孔再进行成孔钻进的方式，利用导向孔和钢管桩的导向限位，并配合导向圆盘、牙轮筒钻头导向器的使用，能够很好地保证斜向嵌岩桩施工中钻头斜率与钢套管斜率保持一致，提高了成孔质量,使孔壁光滑完整，满足施工要求，提高了施工效率，具有较好的经济效益。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的其中一个实施例(钢管桩内成孔)；
[0025]图2是本专利技术的另外一个实施例(钢管桩外成孔)；
[0026]图3是本专利技术的分段施工的尺寸示意图；
[0027]图4是本专利技术的分段施工中的参数调整示意图；
[0028]图5是本专利技术的导向圆盘的装配示意图；
[0029]图6是本专利技术的导向圆盘的局部放大图；
[0030]图7是本专利技术的导向圆盘的俯视图；
[0031]图中：A截齿钻头；C、导向圆盘；200、旋挖钻杆；D、钢管桩；B、牙轮筒钻头；
[0032]100、导向单元；110、引导结构；200、钻杆；300、穿孔；400、紧固单元；500、扇形结
构；510、第一扇形结构；520、第二扇形结构；600、固定件；700、泄水孔。
具体实施方式
[0033]下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。
[0034]实施例1：
[0035]如图1，图2所示，一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，包括：在旋挖钻机的每节钻杆安装导向圆盘；旋挖钻机就位旋转加压，并在钢管桩和导向圆盘的导向作用下，采用先钻导向孔再进行成孔钻进，利用导向圆盘和钢管桩的导向限位，利用多个钻头进行钻孔。
[0036]采用斜向嵌岩桩旋挖钻机施工导向圆盘，一方面能够实现降低成本、简化工序、缩短工期、增加施工可靠性，一方面能够适应多种直径尺寸的斜桩断面，有效保证钻机臂架、已沉钢套筒和成孔路线在同一直线，确保成孔斜率与钢套筒斜率一致，同时提高钻进效率。
[0037]进一步地，导向圆盘装配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，其特征在于，包括：在旋挖钻机的每节钻杆安装导向圆盘；旋挖钻机就位旋转加压，并在钢管桩和导向圆盘的导向作用下，采用先钻导向孔再进行成孔钻进，利用导向圆盘和钢管桩的导向限位，利用多个钻头进行钻孔。2.根据权利要求1所述的一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，其特征在于，所述导向圆盘装配于所述钻杆的底部位置。3.根据权利要求2所述的一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，其特征在于，所述导向圆盘的直径与钢管桩内径相同，导向圆盘始终位于钢管桩内部。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，其特征在于，所述钻头包括截齿钻头或牙轮筒钻头，所述截齿钻头主要针对粉质粘土层、抛填块石层和强风化熔结凝灰岩层的钻进施工，所述牙轮筒钻头主要针对中分化岩层的钻进施工。5.根据权利要求4所述的一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，其特征在于，采用分级钻进的方式完成中风化岩层的嵌岩成孔，首先采用牙轮筒钻头进行钻进并取出岩芯，若无法直接取出则采用截齿钻头将岩芯搅碎取出，再采用和牙轮筒钻头重复上述步骤直至完成嵌岩段施工。6.根据权利要求5所述的一种海上大直径斜桩旋挖机嵌岩钻进成孔工艺，其特征在于，采用已准备完毕的Φ1350牙轮筒钻头，下放钻头，利用取芯原理钻进并取出岩芯，在钻进过程中时刻注意钻头钻进速度和仪表盘上显示的扭力值的变化，钻头进入中风化时会产生较大的扭力值突变，此时动力头每分钟转动圈数控制在4.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜天旦，史干，陈炳，李强，徐国彬，郑先野，陈侃，张一鸣，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司宁波分公司，
类型：发明
国别省市：