[发明专利]在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式切削法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式切削法。

背景技术

在山区或浅山区，公路桥的钻孔桩井筒首先向下穿过土层，然后才进入岩石部位。在穿过土层部位，井筒用人工开挖，并且自上而下逐层设制钢筋混凝土护壁，以对周围土体进行支护。在岩石部位，井筒的开挖深度为其直径的2.0-2.5倍，以保证钻孔桩获得足够的嵌岩长度。以往岩石部位的井筒都是用爆破法分层向下开挖，所形成的井筒侧壁虽然布满了大大小小的爆破裂纹，但无须设制混凝土护壁。

采用爆破法分层向下开挖井筒，需要进行多个施工程序。每一个施工程序都包括钻孔、爆破和清方等多个工艺。每一个施工程序至少需要一天的时间，但只能向下开挖300-400mm深。在井筒底部用风钻钻制炮孔，操作的难度大，粉尘多。每次爆破时都会产生振动和飞石，需要的防护器材多，且容易引发群体事件。爆破所需要的炸药和雷管都是由振远护卫公司专门运送，每个井筒的每个施工程序都要支付300元以上的炸药和雷管的运送费用。

在钻孔桩井筒的底部如架设一台平面旋转切削钻，采用环式切削法自上而下分层进行施工，则其工效更高、质量更好，便于操作且更为安全。在施工时，平面转动切削钻的钻头沿着设定岩石井筒侧壁顺次钻制切削孔，首先形成一层实际岩石井筒侧壁，并使所施工的岩体开挖层仅存一个孤岛状的残存体。由于残存体周围的约束被解除，周围的侧压力被撤消，故不难用机械方式将其破碎。

本发明就是根据上述的思路，由本发明人精心研制的一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式切削法。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种当钻孔桩井筒的数量不是很多，但工程延续的时间较长，在每个钻孔桩井筒底部都出现大范围岩石的情况下，开挖岩石井筒的环式切削法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式切削法，在桥梁工程中，被用于开挖钻孔桩井筒底部的岩石部位；在山区或浅山区，大地表层通常为7-30m厚的土层，在土层之下是大范围的岩石结构；所述的井筒其直径大多为1.2m、1.5m和1.8m，它向下首先穿过土层，然后进入岩石结构中；在穿过土层部位，设有混凝土护壁；在岩石结构中，形成实际岩石井筒侧壁；所述的混凝土护壁其口径等于井筒的直径；所述的实际岩石井筒侧壁用平面旋转切削钻切削而成；整个岩石开挖部位的轮廓为一个圆柱体，其厚度等于井筒直径的2.0-2.5倍，其直径等于井筒的直径，其侧面与设定岩石井筒侧壁相吻合，其底面与设定岩石井筒底面相吻合；所述的岩石开挖部位自上而下分为若个岩石开挖层，顺次进行开挖；本发明的特征在于：

在所述的井筒底部，用电动切割片对岩石结构的表层进行水平切割，在其表面的正中部位为顶层岩石开挖层形成一个操作平台；在这个操作平台上，架设一台平面旋转切削钻；该平面旋转切削钻可绕其自身的中心主轴作360度的平面转动，其钻头与所述的设定岩石井筒侧壁相切，并分别垂直向下钻制小原生孔和大原生孔；所述的小原生孔以185-190mm的相等环向间距排列，小原生孔从里向外依次为小原生岩心、小原生切口和小原生孔壁；取出小原生岩心，小原生孔变成小切削孔；小切削孔由小切削孔壁和小切削孔腔构成，小切削孔壁与小原生孔壁相同，小切削孔腔的口径为120mm；在每相邻的两个小切削孔之间的正中部位，都钻制一个大原生孔，大原生孔从里向外依次为大原生岩心、大原生切口和大原生孔壁；取出大原生岩心，大原生孔变成大切削孔；大切削孔由大切削孔壁和大切削孔腔构成，大切削孔壁与大原生孔壁相同，大切削孔腔的口径为159mm；整个一圈小切削孔腔和大切削孔腔沿着圆周贯通起来，形成一道顶层环状岩石间距；在顶层环状岩石间距之外，是顶层实际岩石井筒侧壁；在顶层环状岩石间距之内，是顶层残存体；对于顶层残存体，其顶部和边部的岩石用风镐破碎，其中部的岩石用岩石劈裂器破碎，其底部的残留岩石用电动切割片进行水平切割，为下一个岩石开挖层形成一个操作平台；在所述的井筒的开口处，安装一台卷扬机，利用吊桶吊装，及时将破碎的岩石运出井筒；所述的岩石开挖部位，除了底层岩石开挖层以外，其余各岩石开挖层的厚度都是600mm，在每一个岩石开挖层所钻制的小原生孔和大原生孔的深度均为600mm；底层岩石开挖层的厚度不大于500mm，所钻制的小原生孔和大原生孔的深度皆大于该岩石开挖层的厚度100mm；每上下两个岩石开挖层的交界面都是下一个岩石开挖层的顶面；所有的岩石开挖层都按同一个方法进行开挖；将钻孔桩的钢筋笼放入所述的井筒中，在该井筒中注满C25混凝土，底层岩石开挖层的残留岩石构成了钻孔桩的根部。