[发明专利]一种高速深层搅拌钻机及其施工方法

说明书

本发明公开了一种高速深层搅拌钻机及其施工方法，属于桩基施工设备领域，包括底盘、钻机前端、钻机后台、动力系统、桩架、控制平台；所述动力系统包括油缸动力系统、环向回转动力系统、垂向回转动力系统、底盘动力系统、桩架动力系统、钻机附件动力系统；外钻杆内安装有气管、浆管，外钻杆内部的气管靠近动力头一侧安装有恒压阀，与恒压阀对应的外钻杆上安装有排气阀；内钻杆内安装有气管套管、浆管套管，所述油缸筒的顶部和底部均安装有滑轮，油缸筒底部滑轮上缠绕有下放钢丝绳，油缸筒顶部滑轮上缠绕有上拉钢丝绳。本发明加压稳定可靠，可适用于多种土层及岩层，降低了成本，提高了钻杆的强度、刚度和使用寿命。

技术领域

本发明涉及桩基施工设备领域，特别涉及到一种高速深层搅拌钻机及其施工方法。

背景技术

灌注桩噪音小适应性强，得到广泛应用，但桩体开挖难度大，过去一直是人工开挖，尤其是在施工空间有限的地方，比如：隧道内，地铁站地下空间内等，这些地方不能使用高大机械，只能人工加简单机械开挖。人工开挖事故频发，且遇到桩体有动水侵入后开挖难度更大，人工开挖正面临被淘汰和禁止。在地上施工时，需打多深的孔，就必须配多高的钻机塔架。通常钻孔的深度都在20米以上，最深的甚至达30多米，这就需要配置相应高度的钻机塔架，钻机塔架的增高，不仅浪费大量的钢材，增加成本，而且使得长螺杆打桩成孔钻机体积庞大，移动成本也随之增加。

近几年来普遍采用的竖向打桩机，可以在地铁隧道内低矮空间进行作业，其技术关键是配置了可伸缩钻杆，钻杆随着开挖深度自动向下延伸。多节伸缩钻杆在动力头的驱动下，带动回转斗或短螺旋钻头工作。由加压油缸对钻杆实施加压，由主卷扬通过钢丝绳对钻杆进行提升、下放。因此要求钻杆既能传递扭矩，又能传递轴向力，且长度可调整。其性能的好坏直接影响着成孔的质量和钻进能力，影响着整机性能的发挥。

目前已有的多节伸缩钻杆，钻杆为方形钢管，通过磨擦力加压钻进。抗弯及抗扭能力均较小，所以传递扭矩及轴向力的能力均较小。钻进时的轴向力通过钻杆之间的磨擦传递，所以传递的力不稳定，不能产生自锁，钻进时有回缩现象。尤其是遇到坚硬岩层时，钻进效率低，甚至无法钻进，不能满足施工要求。另外，钻深达到一定深度后井内出水，一部分甚至大部分钻杆浸泡在泥水或泥浆中，泥浆进入筒体外滑轨与内滑轨间隙，经反复挤压干化形成越来越厚坚固难容的泥垢，阻碍了筒体的顺利滑行，工作寿命短，施工成本高且严重影响工期。因此，为了解决上述问题，本发明提出了一种高速深层搅拌钻机及其施工方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种高速深层搅拌钻机及其施工方法，克服了现有技术的不足。该设备能够在伸缩状态下传递钻机扭矩，这种结构与现有的打桩成孔钻机相比，可在不增高钻机塔架的前提下，增加钻井深度。这样就节省了大量的用于加高钻机塔架的钢材，大大降低了成本，而且使得打桩成孔钻机体积缩小，移动成本也随之降低。钻杆为圆环形截面，大大提高了钻杆的强度、刚度，从而能有效地传递扭矩和轴向力。且钻进时各节钻杆之间无相对滑动，加压稳定可靠，可适用于多种土层及岩层。通过设置恒压阀和排气阀，使得钻杆内部始终存在压力，钻孔内的水和泥浆无法进入，提高了钻机的工作寿命。