[发明专利]一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法

说明书

一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法，其特征在于，设备包括跨度12‑15m的龙门吊，2m直径的内钢筒，6‑8m直径的外钢筒，在钢筒下端嵌有牙轮钻头，2m直径的全回转钻机，6‑8m直径的全回转钻机，1.8m直径的集束潜孔锤钻孔装置，6‑8m直径的反循环扩孔钻机，以及海上作业平台与船吊。与现有冲击钻机成孔相比，具有明显提高成桩速度，及施工成本不高的优点。

技术领域

本发明涉及建筑基础工程领域，尤其涉及一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法。

背景技术

众所周知，在建筑施工地下入岩的钻孔桩的钻孔工艺中，潜孔锤施工比回旋钻孔、冲击钻孔、全套管回旋钻孔的速度要快很多，且无泥浆污染，是各工程设计施工的首选方案，但在深度超四十米，口径6m以上，由于潜孔锤施工风量需求过大，国内外迄今均无施工实例。目前潜孔锤单体直径保持在0.3-0.8m，集束潜孔锤直径1.2-1.5m，均难以满足快速发展的海上风电塔基座基础直径6-8m，入基岩10M的需求。

发明内容

本发明提供一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法，能满足在海上施工风电塔的基础直径6-8m，入基岩10米的成孔要求，还明显提高成桩工效，施工成本较低。

本发明采用的技术方案是：一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法，其特征在于，设备包括跨度12-15m的龙门吊，2m直径的内钢筒，6-8m直径的外钢筒，在钢筒下端嵌有牙轮钻头，2m直径的全回转钻机，6-8m直径的全回转钻机，1.8m直径的集束潜孔锤钻孔装置，6-8m直径的反循环扩孔钻机，以及海上作业平台与船吊。

一种超大口径风电塔基础成孔施工设备的施工步骤包括：

1、在海上风电塔基座位置，搭建海上作业平台，安装跨度12-15m的龙门吊。

2、用船吊吊6-8m直径的全回转钻机及动力站放置作业平台上。

3、用船吊吊6-8m直径的外钢筒从全回转钻机中心沉入海中塔基位置上，全回转钻机的上夹具将外钢筒夹住，龙门吊吊冲抓器将外钢筒内的泥土取出，同时向外钢筒内灌水，全回转钻机上夹具夹住外钢筒向下全回转钻进，外钢筒向下钻进到一次钻进行程后，松开上夹具，下夹具夹紧外钢筒，上夹具上行到行程高处，松开下夹具，上夹具再夹住外钢筒下钻，周而复始，直至外钢筒向下钻进至基岩面，同时，冲抓器将外钢筒内的泥土取至基岩面，并移走冲抓器与6-8m直径的全回转钻机及动力站。

4、在外钢筒内的钻机平台支座上安装筒内钻机平台，用船吊吊2m直径全回转钻机及动力站安置于筒内钻机平台中央，再吊2m直径内钢筒从全回转钻机中心沉入海里，立于基岩面上。

5、龙门吊吊1.8m直径集束潜孔锤装置放入内钢筒中，将潜孔锤头与冲击器下沉至基岩面上，启动潜孔锤动力装置与空压机，压缩空气作用于冲击器，使锤头高频率冲击岩石，击碎岩石的岩渣、岩粉被高压空气从出渣口吹出，潜孔锤头钻进至岩石10m或设计标高，吊走集束潜孔锤，2m直径全回转钻机和内钢筒。

6、船吊吊6-8m直径的反循环扩孔钻机安置于外钢筒内的钻机平台中央，扩孔钻头下沉至基岩面2m径的孔洞上。

7、启动反循环扩孔钻机，扩孔钻头沿着已形成的2m直径的孔洞向下、向外扩孔至6-8m，钻杆内壁设4根高压输气管向钻杆内注高压空气，高压输气管开口比钻杆下沿高1-2m，气体只能在钻杆内快速向上上浮，形成负压，将基岩碎块带出孔口，直至扩孔深度入岩10m或达设计标高，再吊走反循环扩孔钻机。

8、拆卸外钢筒内的钻机平台，即完成本发明的成孔工艺。

9、按现有技术吊钢筋笼于外钢筒内，再灌注泵送混凝土至海面上，完成一座风电塔基座的施工。

本发明与现有冲击钻机成孔相比，具有明显提高成桩速度，及施工成本不高的优点。

附图说明：