[发明专利]多功能搅拌旋喷锚杆钻机及施工方法

说明书

本发明涉及土木建筑基础工程的一种机械装置，尤其涉及一种土层锚杆钻机及施工方法。

土层锚杆是一种拉力构件，一般通过回转站，螺旋钻冲击钻等方法成孔，然后插筋(钢筋，钢绞线)注浆(水泥浆，水泥砂浆等)而成，也有用冲击办法直接将锚管打入地层，然后注浆形成锚杆。从施工和经济的角度出发，一般锚杆直径为150mm，由于锚杆是拉伸构件，主要靠锚固体的表面积提供侧摩阻力起作用，一般锚杆直径小，因此又发展了多种扩大头(或扩孔)锚杆，但在水下或软土，砂卵石地区，成孔护壁是一个困难问题，目前采用的泥浆护壁或跟管钻进不是造价高就是抗拔力低，因此目前土层锚杆技术还存在很大问题。

本发明的目的在于，设计一个多功能搅拌旋喷锚杆钻机，它既能作搅拌锚杆，搅拌土钉，旋喷锚杆，还可以进行螺旋钻进，回转钻进这就即能解决了锚杆直径小的问题，代替了多种扩大头(或扩孔)锚杆，同时能在水下或软土，砂卵石地区施工。另外在设置锚杆时，不用先成孔再注浆的办法，也不直接将锚管打入，而是将锚固体范围内的土层就地原位与加固材料(如水泥)经机械搅拌或高压浆液旋喷混合，形成锚固体，这样形成的锚固体直径大(300～500mm)，而且节省材料和大大降低施工成本，提高了劳动效率。

本发明是这样实现的：多功能搅拌旋喷锚杆钻机主要由钻头、搅拌头、旋喷头、夹持器、导向器、钻杆、水便器、减速器、电机、滑槽、支架、液压、泵钻、控制台、底座组成。外配泥浆泵，加固浆液搅拌器等，它是在普通土层锚杆钻机的基础上增加了水平搅拌和单管旋喷成孔功能，因此，本发明可以进行常规螺旋或回转钻进，还可垂直搅拌和旋喷施工，故称多功能。

钻头直接与搅拌头或旋喷头用螺纹连接，搅拌头直接与钻杆通过丝扣连接，夹持器与导向器通过螺钉紧固在滑槽端头，水便器通过丝扣连接钻杆与减速器，减速器后面是电机，电机与减速器通过齿轮及传动轴相连合为一体称为动力头，动力头通过滚轴与滑槽连接，滑槽由型钢和传动链组成，支架与滑槽通过铰接相连，支架与其下面底盘通过螺钉及铰接相连，液压泵站与控制台分别通过控制电缆及油管与主机相关部分连接，泥浆泵与水便器相接。

用上述装置作搅拌土层锚杆施工方法为：

1)根据土层锚杆设计要求将上述装置定位，

2)搅拌钻进入孔底，也可边钻进边通过水便器及钻杆输入固结浆液，

3)钻进到设计深度后，边退钻边搅拌并通过水便器及钻杆输入固结浆液，也可边退钻边搅拌，

4)根据需要重复2)、3)直至锚固段土层与固结浆液得以充分搅拌均匀达到设计要求，

5)将加工好的锚固拉杆连同补强注浆管等送入搅拌固体内，

6)根据锚固力大小，通过补强注浆管在锚固头附近补充加强浆液，

7)待搅拌锚固体达到一定强度后，按设计的锁定力张拉锚杆并锁定，则一根搅拌土层锚杆形成了。

将上述装置作旋喷锚杆施工时，将与钻机钻头直接相连的构件改用旋喷头，外配的泥浆泵改用高压泵，其旋喷土层锚杆施工方法：

1)根据土层锚杆设计要求，将上述装置配置完毕并定位

2)钻进至孔底，

3)钻进到设计深度后，边退钻，边旋转并通过旋喷高压喷出固结浆体，通过高压浆射流边破坏土体，边将固结浆液与破碎土层拌和均匀，

4)最终形成旋喷锚固体，将加工好的拉杆连同补强注浆管等送入锚固体内，

5)根据锚固力大小，通过补强注浆管在锚固头附近补充加强浆液，

6)待旋喷锚固体达到一定强度后，按设计的锁定力张拉锚杆并锁定则完成旋喷锚杆的施工，

本发明和现有技术相比具有的优点在于：

1)由于本发明的装置是在普通土层锚杆钻机的基础上增加了水平搅拌和单管旋喷成孔功能，所以本发明钻机不仅能进行常规的螺旋或回转钻进，还能进行垂直搅拌和旋喷施工。

2)本发明根据现代土层加固原理，在设置锚杆时，不用先成孔再注浆的办法，也不直接将锚杆打入，而是将锚固体范围内的土层就地原位与加固材料(如水泥)经机械搅拌或高压浆液旋喷混合形成锚固体，其优点是形成的锚固体直径大(300～500mm，而原来的仅150mm)，由于充分利用原位土层，经现场搅拌或喷浆固化后直接形成锚固结体，它与普通的钻孔后再注入替换锚相比即充分利用了土层的潜能。因而造价低。由于充分利用了原位土体作骨料，节省了材料。每延米抗拔力提高约一倍，造价比普通锚杆省50％，而且施工成本大大降低。施工速度快。

上述这种施工比普通的施工相比，场地干净整洁，符合绿色工程，本装置及施工方法特别适合水下土层施工。