[发明专利]一种用于岩溶地质桩基钻孔的设备及其施工的灌浆方法

说明书

本发明属于桩基冲击钻领域，尤其涉及一种用于岩溶地质桩基钻孔的设备及其施工的灌浆方法，它包括冲击钻机构、限摆机构、灌浆辅助机构，其中冲击钻机构吊挂在冲击钻探机的钢丝绳A上，冲击钻机构在钢丝绳A的往复牵引下对岩层进行往复冲击破碎，进而在岩层上形成冲击钻孔；本发明通过限摆机构与冲击钻机构的有效配合对竖直连续分布若干溶洞的地质进行有效的冲击钻孔作业，限摆机构根据所遇溶洞底部斜坡的陡峭程度对冲击钻机构进行适当的摆动限制。

技术领域

本发明属于桩基冲击钻领域，尤其涉及一种用于岩溶地质桩基钻孔的设备及其施工的灌浆方法。

背景技术

重力冲击钻探是利用冲击锥在自重作用下的动能产生冲击作用，破碎岩层实现钻进的一种钻探方法。重力冲击钻探是利用钻头凿刃，周期性地对孔底岩石进行冲击，使岩石受到突然的集中冲击载荷而破碎，如此反复地进行冲击钻凿，以加深钻孔。

在岩溶地质的桩基建设过程中，一般使用重力冲击钻探进行钻孔。在钻孔之前会对钻孔部位的地下溶洞分布进行探测，在钻孔过程中也会进行钻头位置探测。在选取成桩位置时，需尽量避开地下溶洞，但有时在桩基必经之路上不可避免地出现溶洞。在钻孔的冲击钻遇到地下溶洞时，冲击锥的继续冲击会因其与溶洞底部斜坡相互作用而导致冲击锥偏移形成斜孔。

目前，避免冲击锥与溶洞底部斜坡相互作用形成斜孔的处理方式是在探测到冲击锥达到溶洞后向溶洞内填加大量的片石和其他颗粒对溶洞形成填充，然后再进行带动冲击锥进行小行程冲击，知道在溶洞底部冲击出直上直下的钻孔为止，但这种方式存在以下问题：

首先，需要提前准备大量片石，在对溶洞填充过程中可能出现片石因其量不足而导致钻孔中用来保护孔壁和排屑的泥浆经溶洞大量流失。

其次，片石向溶洞内的投放需要足够的经验积累，投放不合理或投放位置不准确无法发挥作用。

最后，向溶洞内投放片石，导致钻孔的施工时间较长，工作效率较低。

所以，设计一种无需片石就可以在溶洞底部斜坡上冲击出不偏斜钻孔的冲击钻孔设备很有必要。

本发明设计一种用于岩溶地质桩基钻孔的设备及其施工的灌浆方法解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种用于岩溶地质桩基钻孔的设备及其施工的灌浆方法，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种用于岩溶地质桩基钻孔的设备，它包括冲击钻机构、限摆机构、灌浆辅助机构，其中冲击钻机构吊挂在冲击钻探机的钢丝绳A上，冲击钻机构在钢丝绳A的往复牵引下对岩层进行往复冲击破碎，进而在岩层上形成冲击钻孔；当冲击钻机构遇到并到达溶洞底部的陡峭斜坡时，通过钢丝绳A往复牵引冲击钻机构，冲击钻机构绕其与溶洞底部斜坡的接触点产生小角度往复摆动，冲击钻机构自带的撞击块在冲击钻机构绕其与溶洞底部斜铺的接触点回摆时对冲击钻机构形成撞击，受到撞击块撞击的冲击钻机构对其与溶洞底部斜铺的接触点处进行冲击并最终在溶洞底部斜坡上形成一个限制冲击钻机构摆动的平台，冲击钻机构在此平台上进行直上直下的冲击钻孔作业。

冲击钻机构配套有与钻孔孔壁配合的限摆机构，与冲击钻机构配合的限摆机构适用于竖直连续分布多个溶洞的岩层冲击钻孔作业；限摆机构阻止到达溶洞底部平缓斜坡的冲击钻机构产生摆动，冲击钻机构在限摆机构的配合下对溶洞底部平缓斜坡进行小幅度的往复竖直冲击并最终在溶洞底部平缓斜坡上形成竖直的冲击钻孔，有效减小撞击块对冲击钻机构的撞击频率；当遇到底部斜坡陡峭的溶洞时，解除限摆机构对冲击钻机构的摆动限制。