一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法,包括以下步驟：(1)通過HM?90型履帶式鉆車鉆具采用三翼合金鉆頭切削土體；(2)鉆進(jìn)時，配置好的泥漿在注漿泵的壓力下，漿液通過中空鉆桿從鉆頭中壓出；(3)在鉆孔時檢查泥漿攜帶的鉆渣判斷鉆進(jìn)的土層性質(zhì)；(4)當(dāng)鉆進(jìn)到粉質(zhì)粘土夾粗砂礫層時采用比重為1.2～1.4的泥漿護(hù)壁；其它土層采用原土造漿護(hù)壁鉆進(jìn)；(5)穿越砂層在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥漿中添加水灰比為1:1～0.5:1水泥漿液；(6)在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整，本發(fā)明的優(yōu)點是有效降低了泥漿在護(hù)壁成分中所占的比例，最大程度地較少了錨索孔壁泥皮對錨固力的影響，并且施工周期短，設(shè)備、材料資源投入少。
【專利說明】
一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]土層錨索鉆孔因其地質(zhì)條件復(fù)雜，特別是遇到泥砂層或泥砂互層時，更不易成孔， 目前，傳統(tǒng)的錨索鉆孔方法一般采用風(fēng)動潛孔錘鉆進(jìn)方法及套管跟進(jìn)鉆進(jìn)方法。而采用套管跟進(jìn)鉆進(jìn)方法，雖然解決了不易成孔、塌孔的問題，但也存在一些不足，比如對空壓機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓要求高，能耗大，成本高;施工周期較長，在工期緊的工程中影響尤為突出。而采用膨潤土循環(huán)泥漿護(hù)壁工藝，在遇到泥砂層或泥砂互層時，需適當(dāng)增大泥漿比重，這樣就會不可避免的在孔壁上形成泥皮，在錨索注漿時若不能有效去除黏附于孔壁上的泥皮，勢必會造成錨固體與周圍土體之間形成一層黏土隔離層，降低了錨固體與周圍土體之間的摩擦力，從而降低了錨索的抗拔承載力。
[0003]申請?zhí)枮镃N200710075830.0的專利公開了一種錨桿施工鉆孔方法，采用鉆機(jī)驅(qū)動前端安裝有鉆頭之管狀構(gòu)件回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在管狀構(gòu)件上設(shè)置有引流通道，通過該引流通道向鉆頭輸送液體;所述經(jīng)引流通道向鉆頭端輸送之液體或高壓液體通過該管狀構(gòu)件或鉆頭上所設(shè)與鉆孔軸線方向垂直的出水口或噴嘴流出，并作用于錨孔孔壁，清洗或加糙錨孔孔壁并可進(jìn)行擴(kuò)孔;一種錨桿施工鉆孔用管狀構(gòu)件，用于連接鉆頭和鉆機(jī)，并由鉆機(jī)驅(qū)動進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在所述管狀構(gòu)件上，還設(shè)置有用以輸送鉆孔所需液體的引流通道。
[0004]申請?zhí)枮镃N201410016099.4的專利公開了一種標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿的鉆模結(jié)構(gòu)，用于在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的主弦桿兩端加工形成相互垂直且錯開的銷孔，該鉆模結(jié)構(gòu)包括底座、第一模座、第二模座、端面靠板、第一夾緊組件、及第二夾緊組件;第一模座和第二模座分別設(shè)置在底座的第一端和第二端;端面靠板設(shè)置在底座的第一端的端部與第一模座之間；每個模座上沿豎向設(shè)置有鉆套，鉆套上設(shè)有鉆套孔;每個模座上沿橫向設(shè)置有定位套和與定位套配合的定位銷軸，兩個模座的鉆套之間的距離為L1，每個模座上的鉆套與定位套之間相互錯開且錯開距離為L2;第一夾緊組件用于對主弦桿進(jìn)行橫向夾緊，第二夾緊組件用于對主弦桿進(jìn)行豎向夾緊。
[0005]申請?zhí)枮镃N201310641884.4的專利公開了一種自動輸送定位的鋁型材鉆孔機(jī)及鉆孔方法，鉆孔機(jī)包括底座、升降平臺、輸送機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)和鉆孔機(jī)構(gòu)，底座頂部設(shè)置升降平臺，輸送機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)并列設(shè)于升降平臺上，鉆孔機(jī)構(gòu)設(shè)于底座一側(cè);按照鋁型材的輸送方向，輸送機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)和鉆孔機(jī)構(gòu)依次連接。鉆孔方法是先通過升降平臺調(diào)整各機(jī)構(gòu)的高度，然后啟動輸送機(jī)構(gòu)，將鋁型材的待打孔端送至鉆孔機(jī)構(gòu)上，接著通過夾緊機(jī)構(gòu)夾緊鋁型材，最后通過鉆孔機(jī)構(gòu)對鋁型材端部進(jìn)行鉆孔。
[0006]申請?zhí)枮镃N201310496909.6的專利公開了一種高頻陶瓷電路板的鉆孔方法，首先制作鉆孔文件，將孔位要求通過CAM軟件轉(zhuǎn)換為PCB鉆孔程序，對原孔位對角編排，然后設(shè)計鉆孔順序;導(dǎo)入制作的鉆孔文件數(shù)據(jù)到鉆機(jī)，按鉆機(jī)作業(yè)文件，將鉆機(jī)鉆桿對零位，設(shè)定鉆機(jī)參數(shù)，小孔徑按正常鉆孔，超過4.0mm以上孔徑的高頻陶瓷電路板先用3.0mm鉆咀鉆引孔，再直接鉆成品孔;按鉆孔順序做好鉆孔前的準(zhǔn)備工作，首先選取高頻陶瓷電路板，然后依次進(jìn)行疊板、上墊板、上基板、上鋁片;按鉆機(jī)開機(jī)程序鉆孔;鉆孔完畢后下板，磨披峰、吹孔、 檢查，得到成品。
[0007]申請?zhí)枮镃N201310399529.0的專利公開了一種雙軸自動鉆孔機(jī)和鉆孔方法，一種雙軸自動鉆孔機(jī)包括對稱設(shè)置的兩臺電機(jī)，兩臺電機(jī)鉆頭對置的部位為定位中心，定位中心有用于定位坯料的定位工裝;定位工裝的兩端分別設(shè)置用于輸送坯料的上料部件和用于卸下坯料的下料部件。一種雙軸自動鉆孔機(jī)的鉆孔方法包括:將待加工的坯料置于上料道， 坯料傳送至上料手，上料手由第一氣缸驅(qū)動將坯料傳送至定位工裝定位;在定位中心由對稱的電機(jī)的鉆頭對坯料進(jìn)行鉆孔加工，電機(jī)退回；第二氣缸驅(qū)動接料手卸下坯料，并傳送至下料道。
[0008]申請?zhí)枮镃N200510073219.5的專利公開了一種鉆孔方法和一種印刷電路板加工設(shè)備，所述方法和設(shè)備通過使鉆頭尖端的偏轉(zhuǎn)量最小化而可以改善例如孔的定位精度以及所加工孔的圓度等之類的加工質(zhì)量，以及提高加工效率。對應(yīng)于鉆頭的類型或使用方式，預(yù)先確定在由心軸夾持時鉆頭伸出心軸的伸出長度。對應(yīng)于要在印刷電路板中所鉆的孔的形狀而選擇一個鉆頭，并且致使所述心軸夾持該鉆頭，使得選定的鉆頭伸出該心軸的伸出長度對應(yīng)于該選定的鉆頭。然后，控制心軸相對于印刷電路板的移動，并由心軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動選定的鉆頭以在印刷電路板上鉆孔。
[0009]申請?zhí)枮镃N200810242920.9的專利公開了一種高密度、小孔徑的多層印刷電路板的機(jī)械鉆孔方法，通過改進(jìn)鉆孔參數(shù)，提高了鉆機(jī)產(chǎn)量和鉆孔質(zhì)量好。本發(fā)明的印刷電路板的小孔徑高密度鉆孔方法，主要步驟包括:對零位、設(shè)鉆機(jī)參數(shù)、鉆定位孔、上墊板、上基板、 上鋁片，鉆孔、磨披峰、吹孔、檢查，其中鉆孔順序設(shè)定為以坐標(biāo)孔間距多細(xì)!!!的跳步方法。將孔位要求通過CAM轉(zhuǎn)換為PCB鉆孔程序，對原孔位順序編排，按坐標(biāo)孔間距多4mm的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計鉆孔順序。鉆機(jī)主軸壓腳墊片采用軟膠塑料壓腳墊片;鉆嘴采用排肩效果好的UC型鉆咀，鉆制的基板總厚可達(dá)4.5?4.8mm。
[0010]綜上所述，采用風(fēng)動潛孔錘鉆進(jìn)方法也存在以下不足之處:1、對空壓機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓要求高，能耗大，成本高。2、適用各類巖層和硬塑?堅硬的粘性土地層。3、在可塑性土層鉆進(jìn)時，沖擊器沖擊不連續(xù)，排粉不干凈，鉆進(jìn)效率低，易埋鉆。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服上述技術(shù)問題的復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法;本發(fā)明通過采用膨潤土循環(huán)泥漿護(hù)壁工藝和原土造漿護(hù)壁工藝相結(jié)合的鉆孔方法， 在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥漿中添加水泥漿，在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整，這樣有效降低了泥漿在護(hù)壁成分中所占的比例，最大程度地減少了錨索孔壁泥皮對錨固力的影響，這樣不僅能保證成孔質(zhì)量，還能提高錨固力，并且設(shè)備材料投入較少，施工周期短、成本較低。
[0012]本發(fā)明的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法具體包括以下步驟:
[0013](1)通過HM-90型履帶式鉆車鉆具采用三翼合金鉆頭切削土體；[〇〇14](2)鉆進(jìn)時，配置好的泥漿在注漿栗的壓力下，漿液通過中空鉆桿從鉆頭中壓出，在鉆頭推進(jìn)力及泥漿的作用下，泥漿攜帶鉆削下的土渣從鉆桿與孔壁間的空隙間排出；
[0015](3)在鉆孔時檢查泥漿攜帶的鉆渣判斷鉆進(jìn)的土層性質(zhì)；
[0016](4)當(dāng)鉆進(jìn)到粉質(zhì)粘土夾粗砂礫層時，采用比重為1.2?1.4的泥漿護(hù)壁;其它土層采用原土造漿護(hù)壁鉆進(jìn)，比重為1.05,并控制泥漿的粘度為16?22s之間，含砂率〈5%; [〇〇17](5)在穿越砂層及泥砂互層時，在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥漿中添加水灰比為1:1?0.5:1的水泥漿液，所述水灰比是指拌制水泥漿液時所用的水和水泥的質(zhì)量比；
[0018](6)在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整，這樣有效降低了泥漿在護(hù)壁成分中所占的比例，最大程度地較少了錨索孔壁泥皮對錨固力的影響，并通過提高孔內(nèi)泥漿壓力，發(fā)揮其對孔壁擠壓及平衡作用，同時放慢鉆進(jìn)速度，并在同一段孔內(nèi)來回反復(fù)抽拔鉆具，在孔壁形成泥皮，從而達(dá)到護(hù)壁效果。
[0019]本發(fā)明與傳統(tǒng)的風(fēng)動潛孔錘鉆進(jìn)方法、套管跟進(jìn)鉆進(jìn)方法及膨潤土循環(huán)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)方法相比，本發(fā)明所述的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法的優(yōu)點是通過在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥漿中添加水泥漿，并在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整，這樣有效地降低了泥漿在護(hù)壁成分中所占的比例，最大程度地較少了錨索孔壁泥皮對錨固力的影響，并且施工周期短，設(shè)備、材料資源投入少，能保證成孔質(zhì)量并能提高錨固力?！揪唧w實施方式】
[0020]下面對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明所述的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法具體包括以下步驟:
[0021](1)通過HM-90型履帶式鉆車鉆具采用三翼合金鉆頭切削土體；[〇〇22](2)鉆進(jìn)時，配置好的泥漿在注漿栗的壓力下，漿液通過中空鉆桿從鉆頭中壓出，在鉆頭推進(jìn)力及泥漿的作用下，泥漿攜帶鉆削下的土渣從鉆桿與孔壁間的空隙間排出；
[0023](3)在鉆孔時檢查泥漿攜帶的鉆渣判斷鉆進(jìn)的土層性質(zhì)；[〇〇24](4)當(dāng)鉆進(jìn)到粉質(zhì)粘土夾粗砂礫層時，采用比重為1.2?1.4的泥漿護(hù)壁;其它土層采用原土造漿護(hù)壁鉆進(jìn)，比重為1.05,并控制泥漿的粘度為16?22s之間，含砂率〈5%; [〇〇25](5)在穿越砂層及泥砂互層時，在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥漿中添加水灰比為1:1?0.5:1的水泥漿液，所述水灰比是指拌制水泥漿液時所用的水和水泥的質(zhì)量比；
[0026](6)在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整，這樣有效降低了泥漿在護(hù)壁成分中所占的比例，最大程度較少了錨索孔壁泥皮對錨固力的影響，并通過提高孔內(nèi)泥漿壓力，發(fā)揮其對孔壁擠壓及平衡作用，同時放慢鉆進(jìn)速度，并在同一段孔內(nèi)來回反復(fù)抽拔鉆具，在孔壁形成泥皮，從而達(dá)到護(hù)壁效果。
[0027]本發(fā)明所述的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法以中國深圳地鐵7號線西麗湖站基坑支護(hù)預(yù)應(yīng)力錨索工程為依托，該工程錨索所處地層自上而下主要為素填土、沖洪積層粉質(zhì)黏土、礫砂、坡積粉質(zhì)黏土以及花崗巖殘積礫質(zhì)黏性土，特別是在鉆進(jìn)穿越礫砂層及花崗巖殘積礫質(zhì)粘性土層時，由于該地層土質(zhì)不均，飽和狀態(tài)下受擾動后極易軟化變形。為保證通基坑開挖安全有序進(jìn)行。[〇〇28]本發(fā)明的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法通過采用膨潤土循環(huán)泥漿護(hù)壁工藝和原土造漿護(hù)壁工藝相結(jié)合的鉆孔方法，并在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥漿中添加水泥漿， 在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整。具體步驟如下:
[0029]1、鉆孔設(shè)備采用HM-90型履帶鉆，該鉆機(jī)優(yōu)點是扭矩大，液壓推進(jìn)。鉆具采用三翼合金鉆頭；
[0030] 2、循環(huán)泥漿系統(tǒng)供漿設(shè)備采用3SNS型注漿栗栗送泥漿，該注漿栗公稱流量達(dá) 100L/min，并能控制供楽:壓力及流量；
[0031] 3、根據(jù)鉆渣判斷地層，選擇不同比重的泥漿；[〇〇32]當(dāng)鉆進(jìn)到粉質(zhì)粘土夾粗砂礫層時，采用比重為1.2?1.4的泥漿護(hù)壁，并在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥衆(zhòng)中添加水泥衆(zhòng)，衆(zhòng)液采用水灰比為1:1?0.5:1的水泥衆(zhòng)液，所述水灰比是指拌制水泥漿液時所用的水和水泥的質(zhì)量比，在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整。其它土層采用原土造漿護(hù)壁鉆進(jìn)，比重為1.05,并控制泥漿的粘度為16?22s之間，含砂率〈5%。[〇〇33]4、鉆孔過程中采取的措施；
[0034]在鉆孔過程中根據(jù)地層條件的不同采用不同的鉆進(jìn)措施，施工時應(yīng)采取了以下措施:
[0035]①在鉆孔時檢查泥漿攜帶的鉆渣判斷鉆進(jìn)的土層性質(zhì)。[〇〇36]②在不同土層中采用不同的進(jìn)尺速度，對于粉質(zhì)粘土夾粗礫砂層的易塌孔、縮孔土層采用慢進(jìn)尺和高鉆速，提高孔內(nèi)水頭壓力，并來回反復(fù)抽拔劃圓，掃孔以保證孔徑要求;對于粉質(zhì)粘土層則采用中等速度，不能太快。[〇〇37]③在錨索自由段適當(dāng)加快進(jìn)尺速度，在錨固段適當(dāng)放慢進(jìn)尺速度以保證鉆孔直徑的要求。
[0038]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)，能夠輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)通過HM-90型履帶式鉆車鉆具采用三翼合金鉆頭切削土體；(2)鉆進(jìn)時，配置好的泥漿在注漿栗的壓力下，漿液通過中空鉆桿從鉆頭中壓出，在鉆 頭推進(jìn)力及泥漿的作用下，泥漿攜帶鉆削下的土渣從鉆桿與孔壁間的空隙間排出；(3)在鉆孔時檢查泥漿攜帶的鉆渣判斷鉆進(jìn)的土層性質(zhì)；(4)在鉆進(jìn)過程中根據(jù)不同地層對護(hù)壁泥漿中水泥添加量進(jìn)行調(diào)整以降低泥漿在護(hù)壁 成分中所占的比例。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法，其特征在于，所述步驟 (3)中，當(dāng)鉆進(jìn)到粉質(zhì)粘土夾粗砂礫層時，采用比重為1.2?1.4的泥漿護(hù)壁;其它土層采用 原土造漿護(hù)壁鉆進(jìn)，比重為1.05,并控制泥漿的粘度為16?22s之間，含砂率〈5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法，其特征在于，所述步驟(3)中，在穿越砂層及泥砂互層時，在原來護(hù)壁使用的膨潤土泥漿中添加水灰比為1:1? 0.5:1的水泥漿液，所述水灰比是指拌制水泥漿液時所用的水和水泥的質(zhì)量比。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法，其特征在于，所述步驟(4)中，通過提高孔內(nèi)泥漿壓力發(fā)揮其對孔壁擠壓及平衡作用。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜土層錨索孔鉆孔成孔方法，其特征在于，所述步驟 (4)中，同時放慢鉆進(jìn)速度，并在同一段孔內(nèi)來回反復(fù)抽拔鉆具，在孔壁形成泥皮以達(dá)到護(hù) 壁效果。
【文檔編號】E21B21/00GK105952374SQ201610300054
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】吳亞偉, 劉建軍, 張偉明, 肖勇, 張麗霞
【申請人】中國水利水電第十工程局有限公司, 中國水利水電第十一工程局有限公司