本发明专利技术公开了一种滩区灌注桩用超长螺旋钻机及施工方法，主要包括桩架及钻进系统；所述桩架包括底盘、伸缩油缸支腿、行走油缸、可拆卸立柱；所述钻进系统包括动力头，所述动力头的顶部连接有混凝土泵送管道，底部连接有螺旋钻具，所述螺旋钻具包括螺旋钻杆和螺旋钻头，所述螺旋钻头上设置有锥形合金截齿；所述动力头滑动设置在所述立柱上，所述立柱的顶部设置有滑轮组件，所述动力头吊设在所述立柱上，所设置的牵引绳的另一端连接有卷扬机；所述螺旋钻具一侧设置有钻具清理装置。本申请的螺旋钻头为适用于滩区的高强度合金截齿，通过使用所述高强度合金截齿以适应黄河滩区复杂的地质情况，有效地解决现有螺旋钻机无法适应滩区复杂地质情况的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及灌注桩施工，具体涉及一种滩区灌注桩用超长螺旋钻机及施工方法。
技术介绍
1、黄河流域兼顾生态保护和高质量发展受到愈来愈多的重视；在黄河治理、保护过程中采用透水桩坝控导黄河水流势具有显著的治理效果。控导工程能有效的起到防洪抗灾作用，另一方面以透水桩坝为基础修建的绿化观光工程能便于沿岸群众走近黄河。
2、透水桩一般多采用长螺旋钻机泵送混凝土后插装钢筋笼的方式进行施工，该项技术是由cip工法演变而来的，它与普通钻孔桩不同，它采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度，向孔内连续泵注超流态混凝土至桩顶为止，然后插入钢筋笼而形成的桩体，是一种新型的桩基础施工手段。现有的长螺旋钻机多适用于一般建（构）筑物基础桩和基坑、深井支护的支护桩。而黄河流域沿岸的滩区地质情况较为复杂，其滩区地下存在着3～6m不等的淤积粉细砂层以及分布不均匀的钙质结核层，且地下水位高，局部还存在有护滩工程抢险时的散抛石，再加上水中进占形成的桩基平台填筑层不稳定，致使在采用旋挖钻施工过程中易出现较严重的扩孔、塌孔现象，甚至个别桩位还出现孔口塌陷造成护筒下陷的情况，严重影响了施工进度和工程施工安全，因而现有的长螺旋钻机难以适用此类地质条件的钻进施工。
3、例如，专利技术人知晓的现有技术cn105781410a中公开了一种新型长螺旋钻机，包括机身、动力头、刮泥装置、行走装置、动力装置和液压系统，所述动力头连接钻杆并用于驱动其绕自身轴线转动，所述钻杆的一端设置有钻头，还包括立柱，所述立柱上安装有护筒，具有结构简单，坚固可靠、使用灵活的特点。
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p>4、但是该长螺旋钻机目前应用的工程桩钻深普遍在15m左右，最长不能超过30m。而对于黄河滩区设计的透水桩坝结构而言，其坝顶高程要求取穿黄工程整治流量4000m3/s对应的设计水位，灌注桩桩径为0.8m，桩长36m，钢筋笼长35.94m，桩位中心距1.1m，桩之间净距0.3m，且基于前述黄河滩区地质复杂的情况，加之黄河滩区地下水位较高，地下粘泥较多容易造成钻具堵塞、粘滞，因而此类钻机也无法适用于黄河滩区的灌注桩施工。5、公开于该
技术介绍
部分的信息仅用于加深对本公开的
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、专利技术人基于长期的工程实践及相关研究发现，黄河中下游沿岸的滩区地质情况较为复杂，且黄河滩区地下水位较高、淤泥粘滞情况严重，灌注桩桩深大大超过普通灌注桩基，而现有螺旋钻机的钻进长度则无法满足滩区桩深需求，现有的螺旋钻机无法应用于黄河滩区的钻进工作，而迫切需要一种适用于此类滩区地质条件且具有抗粘滞、耐磨损的超长螺旋钻机及对应的施工方法。
2、鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种滩区灌注桩用超长螺旋钻机及对应的施工方法，通过在所述螺旋钻头上设置用于滩区钻孔的锥形合金截齿，且所述锥形合金截齿为高强度合金截齿，进而适用于黄河滩区地下复杂的不均匀分布钙质结核层的地质情况，有效地提高钻机在滩区的钻进能力。
3、根据本公开的一个方面，提供一种滩区灌注桩用超长螺旋钻机，主要包括桩架及钻进系统；
4、所述桩架包括具有行走及回转功能的底盘、支撑所述底盘的伸缩油缸支腿、辅助所述底盘行走的行走油缸、设置在所述底盘一侧的可拆卸箱型立柱；
5、所述钻进系统包括动力头，所述动力头的顶部可拆卸连接有对应的混凝土泵送管道，底部通过法兰盘可拆卸连接有对应的螺旋钻具，所述螺旋钻具包括螺旋钻杆和设置在所述螺旋钻杆底端的螺旋钻头，所述螺旋钻头上设置有用于滩区地质条件的锥形合金截齿；
6、所述动力头滑动设置在所述立柱的轨道上，所述立柱的顶部设置有用于穿设牵引绳的滑轮组件，所述动力头通过所述牵引绳吊设在所述立柱上，所述牵引绳的另一端连接有设置在所述桩架上的卷扬机，通过所述卷扬机控制所述动力头在所述立柱的垂直滑行；
7、还包括设置在所述螺旋钻具一侧的用于清理钻具上粘附物的钻具清理装置。
8、在本公开的一些实施例中，所述螺旋钻杆包括第一中空管及设置在所述第一中空管外表面的第一螺旋叶片，且所述螺旋钻杆为通过法兰盘相互连接的组合式钻杆；
9、所述螺旋钻头包括通过法兰盘与所述第一中空管底部对应连接的第二中空管和设置在所述第二中空管外表面的第二螺旋叶片，且所述第二中空管的底部铰接设置有开合支挡盖，所述锥形合金截齿设置于所述第二螺旋叶片的末端及所述开合支挡盖的底面上。
10、在本公开的一些实施例中，所述第二螺旋叶片为双螺旋结构，包括起止于所述第二中空管顶部与底部的长螺旋叶片、底部与所述长螺旋叶片共面的短螺旋叶片，所述锥形合金截齿通过焊接设置在所述长螺旋叶片和短螺旋叶片的底部平面上；
11、设置在所述长螺旋叶片底部平面上的锥形合金截齿、设置在所述开合支挡盖底部平面上的锥形合金截齿、设置在所述短螺旋叶片底部平面上的锥形合金截齿，三者的朝向与钻进方向一致，为竖向或/和斜向，以最大限度提高钻头的钻进能力。
12、在本公开的一些实施例中，所述开合支挡盖上设置有铰接块，所述铰接块上设置有通孔，所述第二中空管上设置有与所述铰接块对应的铰接耳板，所述铰接耳板之间设置有与所述通孔对应的铰接轴，所述开合支挡盖通过所述通孔与铰接轴铰接在所述第二中空管上；
13、所述开合支挡盖的上表面设置有限位块，所述第二中空管上设置有与所述限位块相对应的限位槽，通过所述限位块与限位槽的配合对所述开合支挡盖进行限位，以防止所述开合支挡盖发生径向转动。
14、在本公开的一些实施例中，所述钻具清理装置包括转轮和设置在所述转轮上的一定数量的刮泥齿，所述刮泥齿的尺寸大小对应于所述第一螺旋叶片间隙和第二螺旋叶片间隙；所述转轮转动安装在转轴上，使用时，将任一所述刮泥齿置于所述第一螺旋叶片间隙内，所述螺旋钻杆提升过程中的水平旋转通过所述刮泥齿带动所述转轮在竖直平面内绕所述转轴转动，进而使得各刮泥齿依次出入所述第一螺旋叶片间隙或第二螺旋叶片间隙，以刮除间隙内的泥土。
15、在本公开的一些实施例中，所述转轴安装在对应的支架上，所述支架安装在对应的移动式或固定式底座上；
16、所述转轴为伸缩轴，以使所述转轮带动所述刮泥齿契入或远离所述第一螺旋叶片或第二螺旋叶片的间隙；
17、所述刮泥齿包括连接杆和设置在连接杆顶端的刮泥板。
18、在本公开的一些实施例中，所述转轴安装在对应的支架上，所述支架可拆卸安装在所述立柱上。
19、在本公开的一些实施例中，所述底盘上设置有用于支撑所述立柱的斜撑，所述斜撑的一端连接所述底盘，另一端连接所述立柱；
20、所述底盘上还设置有驾驶室和配重块；
21、所述伸缩油缸支腿的底部设置有增加压强的圆盘，以提高所述伸缩油缸支腿与地面的接触面积，从而保证所述底盘的稳定性。
22、根据本公开的另一个方面，提供一种基于上述滩区灌注桩用超长螺旋钻机的滩区灌注桩施本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，包括桩架及钻进系统；
2.根据权利要求1所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述螺旋钻杆包括第一中空管及设置在所述第一中空管外表面的第一螺旋叶片，且所述螺旋钻杆为通过法兰盘相互连接的组合式钻杆；
3.根据权利要求2所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述第二螺旋叶片为双螺旋结构，包括起止于所述第二中空管顶部与底部的长螺旋叶片、底部与所述长螺旋叶片共面的短螺旋叶片，所述锥形合金截齿通过焊接设置在所述长螺旋叶片和短螺旋叶片的底部平面上；
4.根据权利要求2所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述开合支挡盖上设置有铰接块，所述铰接块上设置有通孔，所述第二中空管上设置有与所述铰接块对应的铰接耳板，所述铰接耳板之间设置有与所述通孔对应的铰接轴，所述开合支挡盖通过所述通孔与铰接轴铰接在所述第二中空管上；
5.根据权利要求2所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述钻具清理装置包括转轮和设置在所述转轮上的一定数量的刮泥齿，所述刮泥齿的尺寸大小对应于所述第一螺旋叶片间隙和第二螺旋叶片间隙；所述转轮转动安装在转轴上，使用时，将任一所述刮泥齿置于所述第一螺旋叶片间隙内，所述螺旋钻杆提升过程中的水平旋转通过所述刮泥齿带动所述转轮在竖直平面内绕所述转轴转动，进而使得各刮泥齿依次出入所述第一螺旋叶片间隙或第二螺旋叶片间隙，以刮除间隙内的泥土。
6.根据权利要求5所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述转轴安装在对应的支架上，所述支架安装在对应的移动式或固定式底座上；
7.根据权利要求5所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述转轴安装在对应的支架上，所述支架可拆卸安装在所述立柱上。
8.根据权利要求1所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述底盘上设置有用于支撑所述立柱的斜撑，所述斜撑的一端连接所述底盘，另一端连接所述立柱；
9.一种滩区灌注桩施工方法，其特征在于，基于权利要求1所述滩区灌注桩用超长螺旋钻机而实施，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的滩区灌注桩施工方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述螺旋钻杆的垂直度允许偏差不超过1%；
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【技术特征摘要】
1.一种滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，包括桩架及钻进系统；
2.根据权利要求1所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述螺旋钻杆包括第一中空管及设置在所述第一中空管外表面的第一螺旋叶片，且所述螺旋钻杆为通过法兰盘相互连接的组合式钻杆；
3.根据权利要求2所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述第二螺旋叶片为双螺旋结构，包括起止于所述第二中空管顶部与底部的长螺旋叶片、底部与所述长螺旋叶片共面的短螺旋叶片，所述锥形合金截齿通过焊接设置在所述长螺旋叶片和短螺旋叶片的底部平面上；
4.根据权利要求2所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述开合支挡盖上设置有铰接块，所述铰接块上设置有通孔，所述第二中空管上设置有与所述铰接块对应的铰接耳板，所述铰接耳板之间设置有与所述通孔对应的铰接轴，所述开合支挡盖通过所述通孔与铰接轴铰接在所述第二中空管上；
5.根据权利要求2所述的滩区灌注桩用超长螺旋钻机，其特征在于，所述钻具清理装置包括转轮和设置在所述转轮上的一定数量的刮泥齿，所述刮泥齿的尺寸大小对应于所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉庆，赵大闯，方艳丽，董战霞，王绪，张军梅，贾衡，王亚坤，郑庆，徐若丹，刘亚施，王颖，赵啟旸，王睿，董柏麟，艾若心，杜卓，
申请(专利权)人：河南黄河河务局工程建设中心，
类型：发明
国别省市：
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