[发明专利]一种回旋+冲击钻喷一体高喷工艺及装置

说明书

本发明公开了一种回旋+冲击钻喷一体高喷工艺，在钻杆上安装驱动钻杆旋转和下压的驱动机构，并且在钻杆下部腔体内安装脉冲冲击机构，钻杆以花键形式连接钻头，钻头上对称设置高压水泥浆喷口和高压空气喷口，高压水泥浆喷口通过管道连接高压泥浆泵，高压空气喷口连接空压机，钻孔时，通过驱动机构驱动钻杆一边下压一边旋转，同时脉冲冲击机构提供脉冲式冲击力，进行高效钻进，钻至设计深度后，在钻杆缓慢提升并旋转的过程中，通过高压水泥浆喷嘴喷出水泥浆与高压气流共同作用切割地层，形成高喷防渗墙。本发明可以适用于高阻力地层钻喷一体化施工，在钻孔的同时直接喷射水泥浆，并通过高速气流和钻杆的旋转使水泥浆与地层物料搅拌均匀，直接形成高喷桩，施工效率高。

技术领域

本发明涉及高喷灌浆施工设备技术领域，尤其涉及一种回旋+冲击钻喷一体高喷工艺及装置。

背景技术

防渗墙是水利工程中的主体工程，其工程质量至关重要。近年来，各种不同的施工工艺运用于防渗墙施工，常见的工艺主要有液压抓斗法、射水造墙法、高喷法、冲击钻法、深层搅拌法等。其中液压抓斗法、射水造墙法、冲击钻法属于全置换工艺，即须把原始地层中的土砂石等物质置换出地面，然后回灌砼材料成墙；而高喷法和深搅法则不需要全部置换，就地切割、搅拌地层，并充填水泥浆液，固结成墙。高喷法具有地层适用面广、造价低、工艺成熟等优点，在复杂地质条件及施工环境恶劣的堤坝，具有广阔的应用前景。然而，传统的高喷工艺，如遇高阻力地层，钻喷一体设备无法钻进，需要增加引孔工艺，工效较低，造价较高。为了节约成本，提高工效，使钻喷一体高喷工艺能够对高阻力地层和含有粗颗粒漂石地层进行施工，本发明在钻杆下部(腔体内)与钻头之间设置液压潜孔冲击器，可适应于高阻力地层进行钻喷一体化高喷施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回旋+冲击钻喷一体高喷工艺及装置，在钻杆下部腔体内安装有液压潜孔冲击器，使得本装置能够对高阻力地层进行钻喷一体高喷施工，极大提高工效。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种回旋+冲击钻喷一体高喷工艺，在钻杆上安装驱动钻杆旋转和下压的驱动机构，并且在钻杆下部腔体内安装脉冲冲击机构，钻杆以花键形式连接钻头，钻头上对称设置高压水泥浆喷口和高压空气喷口，高压水泥浆喷口通过管道连接高压泥浆泵，高压空气喷口连接空压机，钻孔时，通过驱动机构驱动钻杆一边下压一边旋转，同时脉冲冲击机构提供脉冲式冲击力，进行高效钻进，钻至设计深度后，在钻杆缓慢提升并旋转的过程中，通过高压水泥浆喷嘴喷出水泥浆与高压气流共同作用切割地层，形成高喷防渗墙。

为了实现上述工艺，本发明提供了一种回旋+冲击钻孔装置，包括支撑机构、驱动机构、分流器机构、钻杆、转盘、高喷钻头和液压潜孔冲击器，支撑机构上固定安装有驱动机构，驱动机构上固定安装有分流器机构，分流器机构和钻杆顶端活动连接，钻杆下部贯穿转盘和钻头以花键形式连接，液压潜孔冲击器位于钻杆底部腔体内、钻头顶部。

进一步地，所述支撑机构包括底座、机架和固定横梁，底座顶部一侧固定安装有机架，机架顶部固定设有横梁。

进一步地，所述驱动机构包括转动电机、转动电机变速箱、提升电机变速箱、第一链轮、第一双排链条、第二链轮、第三链轮、第二双排链条、第四链轮、飞轮长轴、飞轮短轴和传动轴，传动轴一端贯穿机架底端，通过锥型齿和转盘转动配合连接，传动轴的另一端和转动电机变速箱的输出轴通过联轴器固定连接，转动电机变速箱的输入轴和转动电机的转轴通过联轴器固定连接，所述转动电机、转动电机变速箱、提升电机变速箱、提升电机和转盘分别固定安装在底座上；所述提升电机变速箱的输入轴和提升电机的转轴通过联轴器固定连接，提升电机变速箱的输出轴通过第二双排链条和第四链轮配合连接，第三链轮和第四链轮通过飞轮短轴安装在机架上，所述第一双排链条安装在第一链轮、第二链轮和第三链轮上，所述第一链轮和第三链轮分别通过飞轮短轴安装在机架上，所述第二链轮通过转轴安装在固定横梁上，固定横梁固定安装在机架顶部。