[发明专利]在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法。

背景技术

在山区或浅山区，公路桥的钻孔桩井筒首先向下穿过土层，然后才进入岩石部位。在穿过土层部位，井筒用人工开挖，并且自上而下逐层设制钢筋混凝土护壁，以对周围土体进行支护。在岩石部位，井筒的开挖深度为其直径的2.0-2.5倍，以保证钻孔桩获得足够的嵌岩长度。以往岩石部位的井筒都是用爆破法分层向下开挖，所形成的井筒侧壁虽然布满了大大小小的爆破裂纹，但无须设制混凝土护壁。

采用爆破法分层向下开挖井筒，需要进行多个施工程序。每一个施工程序都包括钻孔、爆破和清方等多个工艺。每一个施工程序至少需要一天的时间，但只能向下开挖300-400mm深。在井筒底部用风钻钻制炮孔，操作的难度大，粉尘多。每次爆破时都会产生振动和飞石，需要的防护器材多，且容易引发群体事件。爆破所需要的炸药和雷管都是由振远护卫公司专门运送，每个井筒的每个施工程序都要支付300元以上的炸药和雷管的运送费用。

在钻孔桩井筒的底部如架设一台平面旋转冲击钻，采用环式冲击法进行开挖，则其工效更高、质量更好，便于操作且更为安全。在施工时，平面旋转冲击钻的钻头沿着设定岩石井筒侧壁顺次钻制垂直的冲击孔，首先形成实际岩石井筒侧壁，并使井底的岩体开挖部位仅剩下一个孤岛式的残存体。由于残存体周围的约束被解除，周围的侧压力被撤消，故不难用机械方式将其破碎。被破碎的岩石被及时清出井筒。

本发明就是根据上述的思路，由本发明人精心研制的一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法。

发明内容  

本发明所要解决的问题就是提供一种当钻孔桩井筒的数量既多且集中，在每个钻孔桩井筒底部都出现大范围岩石的情况下，开挖岩石井筒的环式冲击法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，在桥梁工程中，被用于开挖钻孔桩井筒底部的岩石部位；在山区或浅山区，大地表层通常为7-30m厚的土层，在土层之下是大范围的岩石结构；所述的井筒其直径大多为1.2m、1.5m和1.8m，它向下首先穿过土层，然后进入岩石结构中；在穿过土层部位，设有混凝土护壁；在岩石结构中，形成实际岩石井筒侧壁；该实际岩石井筒侧壁用平面旋转冲击钻冲击而成；为了在井底安装平面旋转冲击钻并满足其操作需要，在距岩石结构表面3m高的范围内，所述的混凝土护壁其口径大于井筒的直径240mm；在井筒底部，整个岩石开挖部位呈一个圆柱体，其厚度等于井筒直径的2.0-2.5倍，其直径等于井筒的直径，其侧面与设定岩石井筒侧壁相吻合，其底面与设定岩石井筒底面相吻合；所述的岩石开挖部位可一次开挖完成；本发明的特征在于：

在穿过土层部位，所述的井筒用人工开挖；每向下开挖1000mm深，都制作一层混凝土护壁，其底部三层混凝土护壁的口径皆大于井筒的直径240mm；在井筒底部，用电动切割片对岩石结构的表层进行水平切割，在其表面的正中部位形成一个操作平台；在这个操作平台上，安装一台平面旋转冲击钻；该平面旋转冲击钻可绕其自身的中心主轴作360度的平面转动，其钻头与所述的设定岩石井筒侧壁相切，并以185-190mm的相等环向间距，首先顺次向下钻制垂直的独立冲击孔；然后在每相邻的两个独立冲击孔之间的正中部位，都钻制一个垂直的贯通冲击孔；整个一圈独立冲击孔和贯通冲击孔的孔腔沿着圆周贯通起来，形成一道环状岩石间距；所述的独立冲击孔和贯通冲击孔的口径皆为130mm，它们的孔底都处于同一个标高，且都低于所述的设定岩石井筒底面100-400mm；在所述的环状岩石间距之外，是实际岩石井筒侧壁；在所述的环状岩石间距之内，是岩石开挖部位的残存体；在该残存体的上部和中部，直接用风镐对岩石进行破碎；在该残存体的下部，先在岩石中钻制胀裂孔，再向这些胀裂孔中灌注无声破碎剂浆液对岩石进行胀裂，最后用风镐进行破碎；在该残存体的根部，所剩余的残留岩石仍固定在原处；在所述的井筒的开口处，安装一台卷扬机，利用吊桶吊装，及时将破碎的岩石运出井筒；将钻孔桩的钢筋笼放入井筒中，在该井筒中注满C25混凝土，残留岩石构成了钻孔桩的根部。