CN105952374A - 一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法,包括以下步骤:(1)通过HM‑90型履带式钻车钻具采用三翼合金钻头切削土体;(2)钻进时,配置好的泥浆在注浆泵的压力下,浆液通过中空钻杆从钻头中压出;(3)在钻孔时检查泥浆携带的钻渣判断钻进的土层性质;(4)当钻进到粉质粘土夹粗砂砾层时采用比重为1.2~1.4的泥浆护壁;其它土层采用原土造浆护壁钻进;(5)穿越砂层在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水灰比为1:1~0.5:1水泥浆液;(6)在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整,本发明的优点是有效降低了泥浆在护壁成分中所占的比例,最大程度地较少了锚索孔壁泥皮对锚固力的影响,并且施工周期短,设备、材料资源投入少。
Description
技术领域
本发明涉及一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法,属于自动控制技术领域。
背景技术
土层锚索钻孔因其地质条件复杂,特别是遇到泥砂层或泥砂互层时,更不易成孔,目前,传统的锚索钻孔方法一般采用风动潜孔锤钻进方法及套管跟进钻进方法。而采用套管跟进钻进方法,虽然解决了不易成孔、塌孔的问题,但也存在一些不足,比如对空压机的风量和风压要求高,能耗大,成本高;施工周期较长,在工期紧的工程中影响尤为突出。而采用膨润土循环泥浆护壁工艺,在遇到泥砂层或泥砂互层时,需适当增大泥浆比重,这样就会不可避免的在孔壁上形成泥皮,在锚索注浆时若不能有效去除黏附于孔壁上的泥皮,势必会造成锚固体与周围土体之间形成一层黏土隔离层,降低了锚固体与周围土体之间的摩擦力,从而降低了锚索的抗拔承载力。
申请号为CN200710075830.0的专利公开了一种锚杆施工钻孔方法,采用钻机驱动前端安装有钻头之管状构件回转钻进,在管状构件上设置有引流通道,通过该引流通道向钻头输送液体;所述经引流通道向钻头端输送之液体或高压液体通过该管状构件或钻头上所设与钻孔轴线方向垂直的出水口或喷嘴流出,并作用于锚孔孔壁,清洗或加糙锚孔孔壁并可进行扩孔;一种锚杆施工钻孔用管状构件,用于连接钻头和钻机,并由钻机驱动进行回转钻进,在所述管状构件上,还设置有用以输送钻孔所需液体的引流通道。
申请号为CN201410016099.4的专利公开了一种标准节主弦杆的钻模结构,用于在标准节的主弦杆两端加工形成相互垂直且错开的销孔,该钻模结构包括底座、第一模座、第二模座、端面靠板、第一夹紧组件、及第二夹紧组件;第一模座和第二模座分别设置在底座的第一端和第二端;端面靠板设置在底座的第一端的端部与第一模座之间;每个模座上沿竖向设置有钻套,钻套上设有钻套孔;每个模座上沿横向设置有定位套和与定位套配合的定位销轴,两个模座的钻套之间的距离为L1,每个模座上的钻套与定位套之间相互错开且错开距离为L2;第一夹紧组件用于对主弦杆进行横向夹紧,第二夹紧组件用于对主弦杆进行竖向夹紧。
申请号为CN201310641884.4的专利公开了一种自动输送定位的铝型材钻孔机及钻孔方法,钻孔机包括底座、升降平台、输送机构、夹紧机构和钻孔机构,底座顶部设置升降平台,输送机构和夹紧机构并列设于升降平台上,钻孔机构设于底座一侧;按照铝型材的输送方向,输送机构、夹紧机构和钻孔机构依次连接。钻孔方法是先通过升降平台调整各机构的高度,然后启动输送机构,将铝型材的待打孔端送至钻孔机构上,接着通过夹紧机构夹紧铝型材,最后通过钻孔机构对铝型材端部进行钻孔。
申请号为CN201310496909.6的专利公开了一种高频陶瓷电路板的钻孔方法,首先制作钻孔文件,将孔位要求通过CAM软件转换为PCB钻孔程序,对原孔位对角编排,然后设计钻孔顺序;导入制作的钻孔文件数据到钻机,按钻机作业文件,将钻机钻杆对零位,设定钻机参数,小孔径按正常钻孔,超过4.0mm以上孔径的高频陶瓷电路板先用3.0mm钻咀钻引孔,再直接钻成品孔;按钻孔顺序做好钻孔前的准备工作,首先选取高频陶瓷电路板,然后依次进行叠板、上垫板、上基板、上铝片;按钻机开机程序钻孔;钻孔完毕后下板,磨披峰、吹孔、检查,得到成品。
申请号为CN201310399529.0的专利公开了一种双轴自动钻孔机和钻孔方法,一种双轴自动钻孔机包括对称设置的两台电机,两台电机钻头对置的部位为定位中心,定位中心有用于定位坯料的定位工装;定位工装的两端分别设置用于输送坯料的上料部件和用于卸下坯料的下料部件。一种双轴自动钻孔机的钻孔方法包括:将待加工的坯料置于上料道,坯料传送至上料手,上料手由第一气缸驱动将坯料传送至定位工装定位;在定位中心由对称的电机的钻头对坯料进行钻孔加工,电机退回;第二气缸驱动接料手卸下坯料,并传送至下料道。
申请号为CN200510073219.5的专利公开了一种钻孔方法和一种印刷电路板加工设备,所述方法和设备通过使钻头尖端的偏转量最小化而可以改善例如孔的定位精度以及所加工孔的圆度等之类的加工质量,以及提高加工效率。对应于钻头的类型或使用方式,预先确定在由心轴夹持时钻头伸出心轴的伸出长度。对应于要在印刷电路板中所钻的孔的形状而选择一个钻头,并且致使所述心轴夹持该钻头,使得选定的钻头伸出该心轴的伸出长度对应于该选定的钻头。然后,控制心轴相对于印刷电路板的移动,并由心轴旋转驱动选定的钻头以在印刷电路板上钻孔。
申请号为CN200810242920.9的专利公开了一种高密度、小孔径的多层印刷电路板的机械钻孔方法,通过改进钻孔参数,提高了钻机产量和钻孔质量好。本发明的印刷电路板的小孔径高密度钻孔方法,主要步骤包括:对零位、设钻机参数、钻定位孔、上垫板、上基板、上铝片,钻孔、磨披峰、吹孔、检查,其中钻孔顺序设定为以坐标孔间距≥4mm的跳步方法。将孔位要求通过CAM转换为PCB钻孔程序,对原孔位顺序编排,按坐标孔间距≥4mm的标准设计钻孔顺序。钻机主轴压脚垫片采用软胶塑料压脚垫片;钻嘴采用排屑效果好的UC型钻咀,钻制的基板总厚可达4.5~4.8mm。
综上所述,采用风动潜孔锤钻进方法也存在以下不足之处:1、对空压机的风量和风压要求高,能耗大,成本高。2、适用各类岩层和硬塑~坚硬的粘性土地层。3、在可塑性土层钻进时,冲击器冲击不连续,排粉不干净,钻进效率低,易埋钻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的复杂土层锚索孔钻孔成孔方法;本发明通过采用膨润土循环泥浆护壁工艺和原土造浆护壁工艺相结合的钻孔方法,在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水泥浆,在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整,这样有效降低了泥浆在护壁成分中所占的比例,最大程度地减少了锚索孔壁泥皮对锚固力的影响,这样不仅能保证成孔质量,还能提高锚固力,并且设备材料投入较少,施工周期短、成本较低。
本发明的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法具体包括以下步骤:
(1)通过HM-90型履带式钻车钻具采用三翼合金钻头切削土体;
(2)钻进时,配置好的泥浆在注浆泵的压力下,浆液通过中空钻杆从钻头中压出,在钻头推进力及泥浆的作用下,泥浆携带钻削下的土渣从钻杆与孔壁间的空隙间排出;
(3)在钻孔时检查泥浆携带的钻渣判断钻进的土层性质;
(4)当钻进到粉质粘土夹粗砂砾层时,采用比重为1.2~1.4的泥浆护壁;其它土层采用原土造浆护壁钻进,比重为1.05,并控制泥浆的粘度为16~22s之间,含砂率<5%;
(5)在穿越砂层及泥砂互层时,在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水灰比为1:1~0.5:1的水泥浆液,所述水灰比是指拌制水泥浆液时所用的水和水泥的质量比;
(6)在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整,这样有效降低了泥浆在护壁成分中所占的比例,最大程度地较少了锚索孔壁泥皮对锚固力的影响,并通过提高孔内泥浆压力,发挥其对孔壁挤压及平衡作用,同时放慢钻进速度,并在同一段孔内来回反复抽拔钻具,在孔壁形成泥皮,从而达到护壁效果。
本发明与传统的风动潜孔锤钻进方法、套管跟进钻进方法及膨润土循环泥浆护壁钻进方法相比,本发明所述的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法的优点是通过在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水泥浆,并在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整,这样有效地降低了泥浆在护壁成分中所占的比例,最大程度地较少了锚索孔壁泥皮对锚固力的影响,并且施工周期短,设备、材料资源投入少,能保证成孔质量并能提高锚固力。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行详细描述。本发明所述的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法具体包括以下步骤:
(1)通过HM-90型履带式钻车钻具采用三翼合金钻头切削土体;
(2)钻进时,配置好的泥浆在注浆泵的压力下,浆液通过中空钻杆从钻头中压出,在钻头推进力及泥浆的作用下,泥浆携带钻削下的土渣从钻杆与孔壁间的空隙间排出;
(3)在钻孔时检查泥浆携带的钻渣判断钻进的土层性质;
(4)当钻进到粉质粘土夹粗砂砾层时,采用比重为1.2~1.4的泥浆护壁;其它土层采用原土造浆护壁钻进,比重为1.05,并控制泥浆的粘度为16~22s之间,含砂率<5%;
(5)在穿越砂层及泥砂互层时,在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水灰比为1:1~0.5:1的水泥浆液,所述水灰比是指拌制水泥浆液时所用的水和水泥的质量比;
(6)在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整,这样有效降低了泥浆在护壁成分中所占的比例,最大程度较少了锚索孔壁泥皮对锚固力的影响,并通过提高孔内泥浆压力,发挥其对孔壁挤压及平衡作用,同时放慢钻进速度,并在同一段孔内来回反复抽拔钻具,在孔壁形成泥皮,从而达到护壁效果。
本发明所述的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法以中国深圳地铁7号线西丽湖站基坑支护预应力锚索工程为依托,该工程锚索所处地层自上而下主要为素填土、冲洪积层粉质黏土、砾砂、坡积粉质黏土以及花岗岩残积砾质黏性土,特别是在钻进穿越砾砂层及花岗岩残积砾质粘性土层时,由于该地层土质不均,饱和状态下受扰动后极易软化变形。为保证通基坑开挖安全有序进行。
本发明的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法通过采用膨润土循环泥浆护壁工艺和原土造浆护壁工艺相结合的钻孔方法,并在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水泥浆,在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整。具体步骤如下:
1、钻孔设备采用HM-90型履带钻,该钻机优点是扭矩大,液压推进。钻具采用三翼合金钻头;
2、循环泥浆***供浆设备采用3SNS型注浆泵泵送泥浆,该注浆泵公称流量达100L/min,并能控制供浆压力及流量;
3、根据钻渣判断地层,选择不同比重的泥浆;
当钻进到粉质粘土夹粗砂砾层时,采用比重为1.2~1.4的泥浆护壁,并在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水泥浆,浆液采用水灰比为1:1~0.5:1的水泥浆液,所述水灰比是指拌制水泥浆液时所用的水和水泥的质量比,在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整。其它土层采用原土造浆护壁钻进,比重为1.05,并控制泥浆的粘度为16~22s之间,含砂率<5%。
4、钻孔过程中采取的措施;
在钻孔过程中根据地层条件的不同采用不同的钻进措施,施工时应采取了以下措施:
①在钻孔时检查泥浆携带的钻渣判断钻进的土层性质。
②在不同土层中采用不同的进尺速度,对于粉质粘土夹粗砾砂层的易塌孔、缩孔土层采用慢进尺和高钻速,提高孔内水头压力,并来回反复抽拔划圆,扫孔以保证孔径要求;对于粉质粘土层则采用中等速度,不能太快。
③在锚索自由段适当加快进尺速度,在锚固段适当放慢进尺速度以保证钻孔直径的要求。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内,能够轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)通过HM-90型履带式钻车钻具采用三翼合金钻头切削土体;
(2)钻进时,配置好的泥浆在注浆泵的压力下,浆液通过中空钻杆从钻头中压出,在钻头推进力及泥浆的作用下,泥浆携带钻削下的土渣从钻杆与孔壁间的空隙间排出;
(3)在钻孔时检查泥浆携带的钻渣判断钻进的土层性质;
(4)在钻进过程中根据不同地层对护壁泥浆中水泥添加量进行调整以降低泥浆在护壁成分中所占的比例。
2.根据权利要求1所述的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法,其特征在于,所述步骤(3)中,当钻进到粉质粘土夹粗砂砾层时,采用比重为1.2~1.4的泥浆护壁;其它土层采用原土造浆护壁钻进,比重为1.05,并控制泥浆的粘度为16~22s之间,含砂率<5%。
3.根据权利要求1所述的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法,其特征在于,所述步骤(3)中,在穿越砂层及泥砂互层时,在原来护壁使用的膨润土泥浆中添加水灰比为1:1~0.5:1的水泥浆液,所述水灰比是指拌制水泥浆液时所用的水和水泥的质量比。
4.根据权利要求1所述的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法,其特征在于,所述步骤(4)中,通过提高孔内泥浆压力发挥其对孔壁挤压及平衡作用。
5.根据权利要求1所述的一种复杂土层锚索孔钻孔成孔方法,其特征在于,所述步骤(4)中,同时放慢钻进速度,并在同一段孔内来回反复抽拔钻具,在孔壁形成泥皮以达到护壁效果。
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