[发明专利]一种采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法

权利要求书

1.一种采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)搭设便桥及水上施工平台：自岸边向水中搭设便桥，然后搭设连接便桥的长方形的水上施工平台，沿长度方向将施工平台划分为主平台和辅平台，主平台位于桩位一侧，用于安放钻机，辅平台位于桩位上方，辅平台上预留钻孔施工口；

(2)钻机就位：通过便桥将大直径反循环牙轮钻机运至施工平台，安放在施工平台的主平台上；

(3)安装钻杆：起竖大直径反循环牙轮钻机门式架，在门式架一侧安装钻杆，钻杆位于桩孔上方，在钻杆的顶部安装钻杆加压装置；

(4)设置泥浆循环系统：在主平台上设置一泥浆池，按普通反循环钻的泥浆出浆结构设置出浆管，出浆管一端与钻杆内腔连通，一端放置在泥浆池上方；泥浆池外侧壁靠近底部设置一与泥浆池内部连通的回浆管；

(5)钻孔施工：在桩孔处设置钢护筒，根据桩孔处地质岩层的硬度，在钻杆下端安装适当的牙轮钻头，启动钻机，钻杆沿钢护筒向下开始钻孔；钻孔过程中，将回浆管出水管的出口放置在钢护筒上方，使桩孔内的泥浆携带钻渣通过钻杆内腔及出浆管流入泥浆池，泥浆沉淀后通过回浆管流回桩孔内，再在河水中设置一潜水泵，通过潜水泵直接抽河水向桩孔内补水；当钻孔进尺较慢时，通过钻杆加压装置向钻杆提供轴向压力，加快钻进速度，直至达到设计的桩孔深度。

2.根据权利要求1所述的采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于：所述水上施工平台采用钢管桩作为支撑基础，沿平台横向在钢管桩顶部设置盖梁，沿平台纵向在盖梁顶部正对钢管桩处，设置贝雷梁作为主梁；在主平台一侧，在贝雷梁上方每隔一定间距设置一主平台横梁，在主平台横梁每隔一定间距设置一纵梁，纵梁上铺设主平台面板；在辅平台一侧，在贝雷梁上方每隔一定间距设置一辅平台横梁，在辅平台横梁上铺设辅平台面板，铺设主平台横梁和辅平台面板时，在正对桩位的上方预留钻孔施工口。

3.根据权利要求2所述的采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于：所述横梁按间距为90cm设置；所述纵梁按间距为30cm设置；所述辅平台横梁按间距为90cm设置。

4.根据权利要求1所述的采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于：所述钻杆由多个钻杆段连接，每个钻杆段为圆筒体，其一端外筒壁上设有外螺纹，另一端连接一端帽，所述端帽的内壁设有与所述外螺纹配合的内螺纹，每个钻杆段的外壁上，靠近所述外螺纹处设有两个突出于钻杆段外壁面的定位卡，所述端帽与钻杆段连接处焊接至少两条相对的加强肋。

5.根据权利要求1所述的采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于：所述钻杆的内径为至少32cm。

6.根据权利要求1所述的采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于：所述钻杆加压装置包括两个滑轮组、一压杠、一固定联结卡和两个卷扬机，每个所述滑轮组包括一定滑轮和一动滑轮，所述定滑轮固定在所述门式架的上端，滑轮绳绕过所述定滑轮和动滑轮，滑轮绳的一端与所述门式架的上端固定连接，另一端与所述压杠顶部固定连接；所述压杠与所述钻杆的轴心垂直设置；所述固定联结卡是一内设有转动轴承的套管，固定联结卡的上端与所述压杠的底部中间固定连接，所述钻杆的上端活动套装在所述固定联结卡内，所述固定联结卡的轴心与所述钻杆的轴心重合；所述两个卷扬机分别通过钢丝绳连接所述压杠的两端。

7.根据权利要求1所述的采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，通过钻杆加压装置向钻杆提供轴向压力，最大施压荷载不超过钻杆自重。

8.根据权利要求1所述的采用大直径反循环牙轮钻进行水中桩基钻孔的方法，其特征在于：所述牙轮钻头包括三叶锥形钻头和四叶轮齿钻头，钻孔过程中，在钻进普通岩层时使用三叶锥形钻头，遇到硬质或极硬岩层时更换四叶轮齿钻头。