[发明专利]用于振冲碎石的水压动平衡方法及系统

权利要求书

1.一种用于振冲碎石桩机的水压动平衡方法，其特征在于：所述振冲碎石桩机包括：起重机系统、自动进给系统、钻杆系统及振冲器系统；所述自动进给系统的电缆卷扬装置、水管卷扬装置、气管卷扬装置和钢丝绳卷扬装置为同步进给；所述钻杆系统的导杆为伸缩式导杆；所述方法包括：

在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深施工时，随着振冲深度增加或减小，逐渐在桩孔中伸展或收缩伸缩式导杆，以便使位于伸缩式导杆下方的所述振冲器向下振冲造孔或向上加密制桩；

在所述伸缩式导杆逐渐伸展或收缩期间，通过持续向所述伸缩式导杆内注水，在伸缩式导杆内充满压力水；

通过使所述伸缩式导杆内水压始终大于桩孔的水压，迫使所述伸缩式导杆内的压力水从伸缩式导杆的套管间隙流向桩孔中泥浆，实现水压动平衡，以防止泥浆中的砂石进入并卡在所述套管间隙中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伸缩式导杆包括：由内向外依次套接的多层套管，包括一个顶层套管、一个或多个中间套管和一个底层套管。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的持续向所述伸缩式导杆内注水包括：

将专用于向管内注水的注水管的出口安装到所述伸缩式导杆的底层套管的下端，以便引入用来阻止管外含有泥浆碎石的混合水经由套管间隙流入管内的清水；

将外部的清水经由所述注水管持续泵入到所述底层套管的下端，以便所述清水从底层套管的下端向顶层套管流动。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的使所述伸缩式导杆内水压始终大于桩孔的水压包括：

在所述顶层套管的上方安装连通所述顶层套管空腔并具有出水口的集水槽；

通过控制泵入到所述底层套管的清水流量，使管内清水在从套管间隙流向管外的同时，上升到所述集水槽，并从集水槽出水口排出；

在施工过程中通过将所述集水槽位于地面之上，形成伸缩式导杆内压力水与桩孔中混合水的水位差，从而迫使伸缩式导杆内的水压始终大于桩孔的水压。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述顶层套管和与其相邻的中间套管设有用来滑动连接的第一滑动副，以及用来在伸展后将两者卡接在一起的第一卡接副；以及所述底层套管和与其相邻的中间套管设有用来滑动连接的第二滑动副，以及用来在伸展后将两者卡接在一起的第二卡接副。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一滑动副包括：

设置在所述顶层套管内壁的至少一个第一键槽；

设置在所述中间套管外壁的至少一个第一平键；

其中，所述第一平键与所述第一键槽配合；

其中，所述第一键槽与所述第一平键分别沿所述顶层套管和中间套管的轴向延伸。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一卡接副包括：

环设在所述顶层套管内壁底端且沿其径向朝中心方向凸出的第一承托耳；

环设在所述中间套管外壁顶端且沿其径向朝外凸出的第一卡接台；

其中，所述第一卡接台搭接在所述第一承托耳上。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述伸缩式导杆连接一个用于将伸展的多个套管收拢的托盘。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述托盘包括：

用于连接所述导杆中的底层套管的圆筒；

设置在圆筒外壁且沿其径向朝外伸出的承托装置；

其中，在所述承托装置上设有沿其径向依次排布的多个阶梯台，其每个阶梯台用于承托所述导杆中一个相应的套管。

10.一种用于振冲碎石桩机的水压动平衡系统，所述振冲碎石桩机包括：起重机系统、自动进给系统、钻杆系统及振冲器系统，所述自动进给系统的电缆卷扬装置、水管卷扬装置、气管卷扬装置和钢丝绳卷扬装置为同步进给，其特征在于：所述钻杆系统中的导杆为伸缩式导杆；水泵向所述伸缩式导杆供应使其管内水压动平衡的清水；其中：

在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深施工时，随着振冲深度增加或减小，钢丝绳卷扬装置向下伸展或向上收缩伸缩式导杆中套管，以便使位于伸缩式导杆下方的所述振冲器向下振冲造孔或向上加密制桩；

在所述伸缩式导杆逐渐伸展或收缩期间，所述水泵通过持续向所述伸缩式导杆内注水，在伸缩式导杆内充满压力水；

通过使所述伸缩式导杆内水压始终大于桩孔的水压，迫使所述伸缩式导杆内的压力水从伸缩式导杆的套管间隙流向桩孔中泥浆，实现管内水压动平衡，以防止泥浆中的砂石进入并卡在所述套管间隙中。