[发明专利]旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种桩基施工技术，具体涉及一种旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头，属于土木建筑工程技术领域。

背景技术

目前，很多工程项目不乏嵌岩桩设计，通常先采用旋挖钻机完成覆盖层钻孔，再由冲击钻机完成钻孔下端的嵌岩部分钻孔，这就使旋挖钻机在工程中充分发挥便捷高效的特点受到限制。同时，给施工和项目管理造成很多困难。如果使用旋挖钻机完成嵌岩部分的岩石层钻进，通常采用管形岩石钻头、短螺旋岩石钻头互补的方式钻进岩石地层。这种方法钻进效率低，残留孔底钻渣不易排除，钻具在工作中产生的高温无法消除，导致钻具材料强度极度降低而严重磨损。此外，由于旋挖钻机所用钻杆没有用作循环的气液冲洗通道，在钻进中，由于钻渣积聚于孔底而对钻头产生很大的回转摩擦阻力，使钻机产生强烈的震动，钻机容易损伤。因此，在当前技术条件下，旋挖钻机不适合在坚硬岩石地层钻进，钻进深度也受到一定程度限制。为了解决上述问题，利用空气冲洗的钻进方法解决旋挖钻机在硬质岩石层中的钻进难题成为施工选择，同时需要安装气水接头和专用沉渣管牙轮取心钻头配合这种施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法。

本发明的目的还在于提供一种旋挖钻机在硬质岩中钻进方法专用沉渣管牙轮取心钻头。

本发明所说的旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法包括如下步骤：

(1)在旋挖钻机动力头下端安装气水接头

(2)连接专用沉渣管牙轮取心钻头

(3)将空压机出气口用软管与气水接头入口连接

(4)将气水接头出口用软管与专用沉渣管牙轮取心钻头管道入口连接

(5)将钻头放入孔底

(6)启动运行空压机送气

(7)开动旋挖钻机入岩钻进

(8)钻进结束，提升钻头，去除钻头中的岩心和钻渣

(9)重复步骤(1)～(8)，直至完成各钻孔入岩孔段。

本发明的钻进方法具体描述如下：

(1)安装气水接头

(2)安装沉渣管牙轮取心钻头

(3)连接送气管路，并将钻头放入孔底

a、地上部分：用地面软管18将空压机19供气口与气水接头入口3相连接；

b、孔内部分：用孔内软管20将气水接头出口6与沉渣管牙轮取心钻头送气管接头11相连接。

c、将钻头放入孔底。

(4)启动空压机，向孔内送入空气。并启动旋挖钻机开始钻进。

(5)钻进结束，关闭空压机，提出钻头，打开沉渣管活门16，将沉渣管内的钻渣清除。

(6)重复上述步骤，直至完成各钻孔入岩孔段。

本发明的旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法专用沉渣管牙轮取心钻头的结构是这样的：

沉渣管牙轮取心钻头由钻头方套10、送气管接头11、销轴12、加强筋板13、钻头轴管14、活门铰链15、活门16、中间隔板17等组成。钻头轴管14为一空心厚壁钢管，它的上端与钻头方套10焊连接，端口为封闭状，其下端与中间隔板17焊连接，端口为开放状，气液可由此通过。在中间隔板17的中上部位开一通孔，与焊连接的送气管接头11相连通。4块加强筋板13对称的与钻头方套10、钻头轴管14以及中间隔板17焊连接，起组件增强作用。在相对的2块加强筋板13的边缘相对的两面分别焊有活门铰链15及销轴孔。活门铰链15用来安装活门16，使活门水平方向开合，销轴孔用来合上活门后插入销轴12锁定活门形成沉渣管内腔。

施工时，钻头方套10接受来自钻杆的机械力并传递给钻头轴管14以及中间隔板17，进而再传递给岩芯管、破岩刀具、沉渣管等。由地面送来的空气经送气管接头11送至钻头轴管，再经岩芯管送至破岩刀具位置。地面送来的空气在破岩刀具和岩芯管外侧较狭窄的通道内形成高速气流，在高速气流作用下，破岩刀具切削下来的岩石碎屑被向上举升至沉渣管口，由于沉渣管口处通道骤然增大，致使气流速度大幅度降低，岩石碎屑失去足够的举升力便向下沉降落至沉渣管中。

本发明取得的有益效果如下：

本发明采用了旋挖钻机入岩空气冲洗钻进，实现了排除孔底钻渣，消除了孔底钻渣对钻头阻力，增强了钻头散热效果，从而改变了旋挖钻机在硬质岩中工作的受力状态和高温环境，提高了钻进速度，降低施工成本，提高工程质量。若与旋挖钻机成孔至岩面，再由冲击钻机入岩1～2米工序比较，可提高工效1倍以上。所用钻头结构简单、耐用，易于加工。

附图说明

图1是气水接头结构示意图。

图1中的标号代表的含义是：