[发明专利]旋喷钻机及其钻进深度检测系统、方法

说明书

本发明涉及一种旋喷钻机及其钻进深度检测系统、方法，其中，检测方法包括检测动力头(4)中吊卡(2)和夹持器(3)的工作状态；检测动力头(4)在作业过程中的位移；将动力头(4)在吊卡(2)夹紧钻杆(1)且夹持器(3)松开钻杆(1)状态下的位移确定为有效位移，以累计获得动力头(4)的作业深度位置。此种检测方法能够使操作者实时精确地获得动力头的实际作业深度，以掌握当前旋喷施工的进度，而且可以提高对旋喷桩成桩长度监控的准确性和效率，以便在施工过程中出现异常时可及时采取调整措施，保证施工质量，适合于对工程质量要求严格的防渗类工程等。

技术领域

本发明涉及高压旋喷技术领域，尤其涉及一种旋喷钻机及其钻进深度检测系统、方法。

背景技术

高压旋喷桩已经广泛应用于各种地基工程，如建筑地基、基坑围护、盾构进、出洞口加固、堤坝防渗、既有建筑物地基加固、边坡加固、隧道超前支护等等。

旋喷钻机是高压旋喷桩的关键施工设备，利用高压喷射注浆技术进行堤坝防渗、地基加固、基坑围护，与高压泥浆泵、高压水泵或空压机配合完成高压旋喷注浆施工。高压喷射注浆技术是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液、水或空气成为20～50MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度旋转并逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体，即旋喷桩，可以起到加固地基或止水防渗的作用。

由于旋喷桩属于隐蔽工程，质量验收存在较大难度，故施工过程中的成桩参数监测、记录尤为重要。目前，对工程质量要求较严格的防渗类工程，如水利水电工程涉及的高压旋喷桩施工，例如堤坝、港口、航道堤岸加固防渗等，均要求旋喷钻机配备参数监测系统，保证在施工过程中实时监测各项作业参数。因而，在旋喷施工工程中，旋喷参数监测系统也越来越受到用户的重视。

在旋喷施工过程中，钻进深度是关键参数之一。钻进深度最大值决定了旋喷桩最后成桩长度；目前，国内绝大多数旋喷钻机深度检测均为记录当前添加的钻杆数量，结合每个钻杆长度，人工计算出注浆管喷嘴钻入到地下的深度。

但是方法过于简单，人工测量准确度较差，无法使操作者实时掌握施工进度，且测量过程繁琐，而且此方法要求操作者在操作钻机的过程中手动记录添加钻杆的数量，容易造成差错，造成测量结果出现偏差。

发明内容

本发明的目的是提出一种旋喷钻机及其钻进深度检测系统、方法，能够更加准确地检测旋喷钻机的作业深度。

根据本发明的一方面，提出一种旋喷钻机钻进深度检测方法，包括：

检测动力头中吊卡和夹持器的工作状态；

检测动力头在作业过程中的位移；

将动力头在吊卡夹紧钻杆且夹持器松开钻杆状态下的位移确定为有效位移，以累计获得动力头的作业深度位置。

进一步地，作业过程中包括多个运动循环，检测方法还包括：

在吊卡由夹紧状态转换为松开状态，或者夹持器由松开状态转换为夹紧状态的情况下，判断出动力头到达单个运动循环的行程极限位置。

进一步地，作业过程中包括多个运动循环，在钻进工况下，单个运动循环包括动力头从桅杆上端推进至行程最低处，再提升至桅杆上端；或者

在提升工况下，单个运动循环包括动力头从桅杆下端提升至行程最高处，再下降至桅杆下端。

进一步地，动力头从桅杆上端推进至行程最低处之后，再提升至桅杆上端的步骤具体包括：

在无需加杆时，使动力头空载提升至桅杆上端；

在需要加杆时，使吊卡夹紧新增的钻杆提升至桅杆上端。