[发明专利]竖井成孔设备及其工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种竖井成孔设备，尤其涉及一种用于垃圾堆体特别是生活垃圾填埋场老垃圾坝改造的碎石竖井、观测井、沼气收集井干法成孔的设备；本发明还涉及上述碎石竖井、观测井、沼气收集井干法成孔的工艺方法。 

背景技术

国内大多数生活垃圾填埋场建于上世纪九十年代初，由于填埋时间较长，垃圾渗沥液收集及处理简单，致使目前老垃圾挡坝下部的渗流层在使用多年后出现堵塞，从而导致坝体后侧的生活垃圾堆体中的渗沥液水位越来越高，垃圾渗沥液无法顺利排出、收集、处理的同时，老垃圾挡坝稳定性也受得较大影响。因此，需要在垃圾挡坝后的垃圾堆体中利用碎石竖井打通老垃圾坝透水棱体从而降低坝体后渗沥液水位，消除渗沥液水位高涨对坝体的破坏性威胁。 

对于在垃圾堆体中成孔，市面上没有专门针对垃圾堆体成孔的施工机具，也缺乏可借鉴的经验。市场上用于竖井成孔的施工机械不少，如各类冲击钻机、螺旋钻机、循环钻机等，但是没有专门适用于垃圾堆体成孔的钻具。垃圾堆体主要由塑料、纤维等生活垃圾组成，常规的冲击钻机难以冲碎垃圾堆体通过泥浆反渣的方式成孔；螺旋钻机难以切碎垃圾堆体，只能靠旋转搅裹垃圾土，这样操作必然会造成垃圾土中塑料、纤维等一条扯一条牵扯周边的垃圾纽成条状或绳状而无法成孔；循环钻机需通过正、反循环泥浆钻进，由于碎石桩不能堵塞渗沥液径流通道的特殊性功能要求，采用泥浆钻进的工艺不可取，且由于垃圾堆体中的塑料、纤维等不溶于水，无法采用循环钻机成孔。 

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于垃圾堆体特别是生活垃圾填埋场老垃圾坝改造的碎石竖井进行干法成孔的高效率高质量的竖井成孔设备。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种高效率高质量高成功率的竖井成孔工艺方法。 

为了克服现有技术不足，本发明采用的技术方案是：一种竖井成孔设备，用于开设垃圾堆体碎石竖井、观测井、沼气收集井，所述竖井成孔设备包括机架、提升牵引装置、钻孔装置，所述钻孔装置包括依次顺序连接的转动电机、钻杆、可与该钻杆同步旋转的钻头，以及套设于该钻杆且位于所述钻头上方的钻笼，所述钻头具有刨刀。 

作为上述方案的改进，所述钻杆的末端设置有插销孔以及配合设置的插销，所述钻头具有与该插销卡合的凹槽。 

作为上述方案的改进，所述钻笼的中央位置具有可套于所述钻杆的套筒，所述钻笼的侧面具有可以开启的卸渣门，所述套筒通过支撑杆与钻笼的壳体固定连接。 

作为上述方案的改进，所述钻笼为圆柱形，所述刨刀沿钻笼的径向为倾斜的直线形，所述刨刀沿钻笼的周向为弧形。 

作为上述方案的改进，所述转动电机与所述钻杆之间设置有减速机构。 

作为上述方案的改进，所述钻头沿其周向均匀设置至少两把所述刨刀。 

作为上述方案的改进，所述刨刀为倾斜地设置的扇形的形成锥形钻头的刨刀。 

作为上述方案的改进，全部所述刨刀沿钻笼的轴向的投影覆盖所述钻笼的整个横截面。 

作为上述方案的改进，所述提升牵引装置包括牵引索，所述的竖井成孔设备还包括可拆卸的安装于所述牵引索的冲击重锤。 

本发明提供的竖井成孔工艺方法采用的技术方案为：一种竖井成孔工艺方法，其包括以下方法步骤： 

标定竖井孔的位置；将竖井成孔设备安装于相应位置，调整竖井成孔设备使其水平稳固，并使竖井孔的位置中心、钻杆中心与提升牵引装置的牵引绳在同一垂直线上，允许其具有垂直度偏差； 

安装垃圾堆体刨刀钻头； 

钻进：钻入垃圾堆体层，当每次钻进到预计渣物达到钻笼容量的0.8倍时停止钻进； 

卸渣：用牵引提升装置提升钻笼，待钻笼提升出地面后，将卸渣板推移至钻笼下方，然后打开钻笼的卸渣门，将渣物卸于卸渣板上，再移除渣物，关好钻笼的卸渣门； 

检测钻进深度是否达到设计的标高，如果钻进深度没有达到设计标高，继续执行钻进方法步骤和卸渣方法步骤，如果钻进深度达到设计标高，停止钻进。 

作为上述方案的改进，如果在钻进步骤中遇大块石层时停止钻进； 

先用冲击重锤将大块石击碎，再更换石块提取钻头将块石旋转装至钻笼内；执行卸渣方法步骤； 

重复前一步骤直到钻头穿过大块石层，将钻头更换为垃圾堆体刨刀钻头，继续执行钻进和卸渣方法步骤。 

作为上述方案的改进，在钻进过程中可以增加钻杆：钻进深度增加一个活动钻杆长度时，提升钻孔装置，使已有钻杆提升至适宜连接的高度位置时，增加驳接一个活动钻杆。