專利名稱：巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探的專用鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探的專用鉆頭。
技術(shù)背景高層建筑、地鐵、高速鐵路等工程項(xiàng)目的地質(zhì)勘探深度往往在60 80m甚至以上，而現(xiàn)有靜力觸探設(shè)備由于不能穿透硬層等種種技 術(shù)原因其觸探深度不能滿足所述工程地質(zhì)測試的需要。因此，巖土工 程原位旋轉(zhuǎn)觸探和測試是目前國內(nèi)外解決工程地質(zhì)觸探深度問題的 主要研究課題之一。巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探需要獲取許多反映工程地質(zhì)特征的測試 數(shù)據(jù)，其中給水壓力值可以直接反映沖洗液對(duì)不同土體的消散壓力， 即反映土體的可塑程度，其大小數(shù)值變化、或連續(xù)曲線變化所反映沿 深度變化的不同土性的土體可塑程度，是用來進(jìn)行物理性質(zhì)分層的重 要依據(jù)?？上攵?，旋轉(zhuǎn)觸探專用鉆頭應(yīng)該具有出水通道，并且應(yīng)該 是整個(gè)旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)水循環(huán)通道的一部分。公知技術(shù)中，帶有出水通道的鉆頭并不少見，其出水口大都設(shè)置 在鉆頭的工作部，其目的是沖洗、冷卻鉆頭，或者同時(shí)兼有水力切削 的功能。顯然上述出水通道直達(dá)鉆頭工作部的鉆頭其水流將改變鉆頭 旋進(jìn)所觸及的巖土結(jié)構(gòu)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)準(zhǔn)確獲取貫入壓力、旋轉(zhuǎn) 扭矩等測試數(shù)據(jù)等都十分不利。因此，出水通道直達(dá)鉆頭工作部的鉆 頭不適用于旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)使用。一種用于土建工程地基處理等場合的旋轉(zhuǎn)高壓噴射鉆頭，由工作 部和鉆柄組成，工作部是鑲有硬質(zhì)合金的錐形十字板結(jié)構(gòu)或多翼錐形 體結(jié)構(gòu)，鉆柄設(shè)有盲管式中心水道和一個(gè)與中心水道相通的橫向噴 嘴，橫向噴嘴的作用是噴射高壓水用于擴(kuò)孔或輔助鉆孔。如果增大橫 向噴嘴口徑，所述鉆頭還可以用于噴射水泥漿形成樁基或灌注樁。上 述鉆柄帶有一個(gè)橫向噴嘴的鉆頭一方面其水流對(duì)巖土結(jié)構(gòu)同樣產(chǎn)生 擾動(dòng)，另一方面一個(gè)橫向噴嘴的設(shè)置使水流過于集中，不利于旋轉(zhuǎn)觸 探系統(tǒng)準(zhǔn)確獲取較穩(wěn)定的消散壓力
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有帶有出水通道的鉆頭不適應(yīng)旋轉(zhuǎn)觸探系 統(tǒng)需要的技術(shù)問題，而提出一種巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探的專用鉆頭。本發(fā)明所涉及的專用鉆頭采用以下技術(shù)方案本專用鉆頭由工作 部和帶有盲管式中心水道的鉆柄所組成，其特征在于鉆柄對(duì)稱設(shè)有與 中心水道相通的橫向水道，各橫向水道的出水口設(shè)有支撐于鉆柄的共 用的擋土環(huán)。本發(fā)明所涉及的專用鉆頭還可以采取以下技術(shù)方案 所述的專用鉆頭，具有螺旋切削刃結(jié)構(gòu)或錐形十字板結(jié)構(gòu)或多翼錐形體結(jié)構(gòu)的工作部，工作部設(shè)有大于鉆柄直徑的臺(tái)肩。所述的各橫向水道及其出水口直徑相等，各橫向水道軸線為同一平面。所述的擋土環(huán)滑動(dòng)支撐于鉆柄，鉆頭工作部的臺(tái)肩與鉆柄設(shè)置的 限位凸臺(tái)之間是擋土環(huán)的滑動(dòng)區(qū)間。所述的擋土環(huán)，其內(nèi)圓面設(shè)有與各橫向水道出水口相對(duì)應(yīng)的凹 面，該凹面與出水口端沿之間構(gòu)成距離為l-2.5mm的出水導(dǎo)向溝道， 出水導(dǎo)向溝道出口指向鉆頭工作部的臺(tái)肩。所述的各橫向水道出水口，其下端沿至鉆頭工作部臺(tái)肩設(shè)有凹 面，該凹面是出水導(dǎo)向溝道的輔助溝道，輔助溝道的深度為l-1.5mm。本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于本專用鉆頭對(duì)稱設(shè)置的橫向水道 與擋土環(huán)相配合，可以有效避免橫向水道的水流對(duì)巖土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾 動(dòng)，并且能夠使旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定地獲取反映沖洗液對(duì)鉆頭工 作部切削的不同土體消散壓力即給水壓力值。擋土環(huán)還具有防止巖土 堵塞各橫向水道出水口、使各出水口出水量均衡的作用。橫向水道的 水流也具有沖洗、冷卻鉆頭和排出切削土渣的作用，還具有減少地下 測試桿件與土層磨擦力的作用，使設(shè)備貫入力絕大部分傳到底部鉆頭 而有利于旋轉(zhuǎn)觸探的精度。本發(fā)明具有適用于旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)的突出優(yōu) 點(diǎn)。


附圖1是實(shí)施例1結(jié)構(gòu)局部剖面示意圖。 附圖2是實(shí)施例1鉆頭工作部結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是實(shí)施例2結(jié)構(gòu)局部剖面示意圖。 附圖4是圖3A部放大示意圖。圖中標(biāo)號(hào)l鉆柄，2中心水道，3限位凸臺(tái)，4擋土環(huán)，5橫向 水道，6出水導(dǎo)向溝道，7工作部，8硬質(zhì)合金刀頭，9輔助溝道。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。如圖1所示實(shí)施例1,本專用鉆頭由工作部7和帶有盲管式中心 水道2的鉆柄1所組成，切削刀刃設(shè)有硬質(zhì)合金刀頭8，其中工作部 具有如圖2所示的與現(xiàn)有技術(shù)相同的螺旋切削刀刃和排渣槽，工作部 設(shè)有大于鉆柄直徑的臺(tái)肩。鉆柄1對(duì)稱設(shè)有4個(gè)與中心水道2相通的橫向水道5，各橫向水 道直徑為4mm，各橫向水道的出水口直徑與其相等。各橫向水道軸 線a-a在同一水平面。各橫向水道5的出水口設(shè)有支撐于鉆柄的共用的擋土環(huán)4，所述 的支撐是滑動(dòng)支撐，鉆頭工作部的臺(tái)肩與鉆柄設(shè)置的限位凸臺(tái)3之間 是出水阻尼環(huán)的滑動(dòng)區(qū)間。擋土環(huán)4的內(nèi)圓面設(shè)有與各橫向水道出水 口相對(duì)應(yīng)的凹面，該凹面與各橫向水道5的出水口端沿之間構(gòu)成出水 導(dǎo)向溝道6，導(dǎo)向溝道出口指向鉆頭工作部的臺(tái)肩。凹面與鉆柄之間 的距離在l一2.5mm均可，本實(shí)施例1為2mm。如圖1所示專用鉆頭實(shí)施例的工作部，也可以是現(xiàn)有技術(shù)中的錐 形十字板結(jié)構(gòu)或多翼錐形體結(jié)構(gòu)，工作部也設(shè)有大于鉆柄直徑的臺(tái) 肩。如圖3、 4所示實(shí)施例2，各橫向水道5出水口的下端沿至鉆頭 工作部臺(tái)肩設(shè)有凹面，該凹面是出水導(dǎo)向溝道6的輔助溝道9，輔助 溝道9的深度為l-1.5mm，實(shí)施例2為lmm。實(shí)施例2其它結(jié)構(gòu)同于實(shí)施例1。以上各實(shí)施例的專用鉆頭其工作部的表面可以表鑲金剛石，以便 增加其抗磨性能。金剛石采用人造金剛石，16-18粒/克拉，冷壓或燒 結(jié)表鑲，金剛石螺旋或輻射排列均可。
權(quán)利要求
1、一種巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探的專用鉆頭，由工作部和帶有盲管式中心水道的鉆柄所組成，其特征在于鉆柄對(duì)稱設(shè)有與中心水道相通的橫向水道，各橫向水道的出水口設(shè)有支撐于鉆柄的共用的擋土環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述的專用 鉆頭，具有螺旋切削刃結(jié)構(gòu)或錐形十字板結(jié)構(gòu)或多翼錐形體結(jié)構(gòu)的工 作部，工作部設(shè)有大于鉆柄直徑的臺(tái)肩。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述的各橫 向水道及其出水口直徑相等，各橫向水道軸線為同一平面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述的擋土 環(huán)滑動(dòng)支撐于鉆柄，鉆頭工作部的臺(tái)肩與鉆柄設(shè)置的限位凸臺(tái)之間是 擋土環(huán)的滑動(dòng)區(qū)間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述的擋土 環(huán)，其內(nèi)圓面設(shè)有與各橫向水道出水口相對(duì)應(yīng)的凹面，該凹面與出水口端沿之間構(gòu)成距離為l-2.5mm的出水導(dǎo)向溝道，導(dǎo)向溝道出口指向 鉆頭工作部的臺(tái)肩。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的專用鉆頭，其特征在于所述的 各橫向水道出水口，其下端沿至鉆頭工作部臺(tái)肩設(shè)有凹面，該凹面是 出水導(dǎo)向溝道的輔助溝道，輔助溝道的深度為l-1.5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探的專用鉆頭，由工作部和帶有盲管式中心水道的鉆柄組成，鉆柄對(duì)稱設(shè)有與中心水道相通的橫向水道，各橫向水道的出水口設(shè)有支撐于鉆柄的共用擋土環(huán)。本鉆頭各橫向水道與擋土環(huán)相配合，可以有效避免橫向水道的水流對(duì)巖土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動(dòng)，保證旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定獲取反映沖洗液對(duì)鉆頭工作部切削的不同土體消散壓力即給水壓力值。擋土環(huán)還具有防止巖土堵塞各橫向水道出水口、使各出水口出水量均衡的作用。橫向水道的水流也具有沖洗、冷卻鉆頭和排出切削土渣的作用，還具有減少地下測試桿件與土層磨擦力的作用，使設(shè)備貫入力絕大部分傳到底部鉆頭而有利于旋轉(zhuǎn)觸探的精度。本發(fā)明具有適用于旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D1/02GK101130950SQ200710059768
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者葉啟民, 趙鳳林, 陳新軍 申請(qǐng)人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司