[发明专利]一种溶洞灌注混凝土的施工设备及其施工方法

权利要求书

1.一种溶洞灌注混凝土的施工设备，包括钻机、空心螺旋钻杆、混凝土泵送车和连接管，所述钻机上设有动力头，所述空心螺旋钻杆的一端和所述连接管的一端分别连接在所述动力头上，所述连接管的另一端与所述混凝土泵送车连接，所述混凝土泵送车、连接管、动力头和空心螺旋钻杆的内部依次连通，其特征在于，还包括带护筒钻杆，所述带护筒钻杆竖直向下固定设置在所述空心螺旋钻杆的另一端。

2.根据权利要求1所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，所述带护筒钻杆包括中空钢管、螺旋叶片、可移动护筒和钻头，所述中空钢管与所述空心螺旋钻杆固定连通，所述螺旋叶片设置在所述中空钢管的上部，所述可移动护筒设置在所述中空钢管的下部，所述钻头设置在所述中空钢管的底端，且在所述钻头上设有混凝土灌注出口。

3.根据权利2所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，所述可移动护筒包括内筒、外筒、连接件和限位机构，所述内筒通过轴承与所述中空钢管的下部连接，所述内筒的外表面沿圆周均匀设有上下贯通的凹槽，所述凹槽内设置有滑块，所述滑块通过所述连接件与所述外筒连接，所述凹槽内还设有用于限制所述滑块沿所述凹槽滑动的限位机构。

4.根据权利要求1所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，所述钻头上设有扩孔翼翅，所述扩孔翼翅对称设置在所述钻头的外表面上，所述扩孔翼翅的上边缘为弧形。

5.根据权利要求3所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，所述混凝土灌注出口的外部设有密封盖，所述密封盖内侧与所述混凝土灌注出口的内侧之间设有弹簧件，初始状态下，所述弹簧件处于拉伸状态。

6.根据权利要求5所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，所述限位机构与所述弹簧件连接，所述密封盖受力打开时，所述弹簧件触发所述限位机构释放所述滑块。

7.根据权利要求1所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，还包括钻杆导向装置，所述钻杆导向装置与所述钻机连接，所述带护筒钻杆和空心螺旋钻杆竖直向下贯穿所述钻杆导向装置。

8.根据权利要求7所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，所述钻杆导向装置包括底座、设置在所述底座上的导向钢筒、设置在所述导向钢筒内的橡胶套、位于所述底座和导向钢筒连接处的加强肋、以及位于所述底座下端沿圆周均匀分布的调平油缸。

9.根据权利要求8所述的溶洞灌注混凝土的施工设备，其特征在于，所述施工设备上还设有钻杆自动纠偏装置，包括设置在钻机上的立柱、设置在所述橡胶套和导向钢筒之间的压力传感器、以及与所述压力传感器连接的调平终端。

10.一种基于权利要求1-9任意一项所述的溶洞灌注混凝土的施工设备的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将钻机的安装并移动到灌注混凝土的设计位置附近；

S2：安装钻杆导向装置，启动调平油缸将钻杆导向装置调平；

S3：将第一节空心螺旋钻杆和带护筒钻杆通过插销连接，并将第一节空心螺旋钻杆的顶端与动力头连接，带护筒钻杆的底端穿过钻杆导向装置；

S4：试钻动力头对空心螺旋钻杆和带护筒钻杆进行纠偏；

S5：正转动力头钻进，并清理孔口渣土；

S6：当地面以上的空心螺旋钻杆高于地面1.0m-2.0m时，吊装下一节空心螺旋钻杆，新吊装的空心螺旋钻杆顶部与动力头通过插销连接、底部与顶部高于地面的上一节空心螺旋钻杆通过插销连接；

S7：钻头到达溶洞底设计深度后，首先通过由动力头、空心螺旋钻杆、带护筒钻杆连通的通道向岩溶洞内灌输清水以清洗钻孔；紧接着将混凝土泵送至溶洞内的同时缓慢提升空心螺旋钻杆，形成混凝土台柱；

S8：当所述钻头提升至溶洞上方设计标高时，停止泵送混凝土；

S9：将空心螺旋钻杆和带护筒钻杆全部提升至地面后用清水冲洗；

S10:向混凝土中插入钢筋笼或钢管增强混凝土台柱的承载能力。

S11：在同一溶洞区域，可根据平面投影面积重复S1-S10布置若干混凝土台柱以满足基础承载力的需要。