钻削式快速成孔系统及钻削式快速成孔工艺

摘要

本发明涉及土木工程中的成孔装置及成孔工艺，特别涉及一种钻削式快速成孔系统及钻削式快速成孔工艺。本发明的钻削式快速成孔系统，包括动力装置、空心钻杆、钻头、真空泵和吸泥泵，所述动力装置与所述空心钻杆的后端连接，所述钻头连接在所述空心钻杆的前端，所述空心钻杆分别与所述真空泵和所述吸泥泵连接。与现有技术相比，本发明的钻削式快速成孔系统的成孔速度比常规的成孔速度提高2.5～3倍，可缩短成孔周期，特别适合在要求快速施工或周边环境保护要求高的情况下使用。

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程中的成孔装置及成孔工艺，特别涉及一种钻削式快速 成孔系统及钻削式快速成孔工艺。

背景技术

目前，在桩基施工中，常采用的成孔方法为回转钻机浆泥护壁成孔，回转 钻机适用于软土层。但是，目前的回转钻机浆泥护壁成孔方法存在以下缺陷：

1、成孔速度慢，成孔周期长；

2、成孔整个过程采用泥浆护壁，泥浆排放量较大，对环境造成一定的污染。

发明内容

本发明目的在于提供一种钻削式快速成孔系统，以解决现有技术中的回转钻 机浆泥护壁成孔方法存在的成孔速度慢，成孔周期长的技术性问题。

本发明的另一目的在于提供上述钻削式快速成孔系统的成孔工艺，以解决现 有技术中的回转钻机浆泥护壁成孔方法存在的成孔速度慢，成孔周期长的技术性 问题。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种钻削式快速成孔系统，包括动力装置、空心钻杆、钻头、真空泵和吸 泥泵，所述动力装置与所述空心钻杆的后端连接，所述钻头连接在所述空心钻 杆的前端，所述空心钻杆分别与所述真空泵和所述吸泥泵连接。

优选地，所述动力装置的功率为40-50KW。

优选地，所述空心钻杆的直径为20-25cm。

优选地，所述钻头包括切削式钻头。

优选地，所述空心钻杆包括若干钻杆段，所述钻杆段之间采用螺纹法兰连 接。

优选地，还包括浆渣分离设备，所述浆渣分离设备与所述吸泥泵连接。

优选地，所述浆渣分离设备包括箱体，所述箱体上设有进浆口、出浆口和 土渣出口，所述箱体内设有若干传送带。

优选地，所述传送带的前端低，后端高；所述若干传送带从所述箱体的前 部依次排列至后部，后一传送带的前端设置在前一传送带的后端的下方，最后 部的传送带的后端设置在所述土渣出口处。

优选地，所述传送带包括对称设置的两根链条，所述两根链条通过若干固 定件连接，所述固定件上设有带有通孔的肋板，所述肋板上设有挡板。

优选地，所述传送带的前端靠近箱体底部，箱体底部设有圆弧形挡板，所 述圆弧形挡板靠近所述传送带的前端，所述圆弧形挡板上设有若干通孔。

一种钻削式快速成孔工艺，包括以下步骤：由动力装置驱动空心钻杆转动， 空心钻杆带动钻头旋转，同时，将护壁泥浆沿空心钻杆与孔壁的间隙注入孔中， 利用真空泵在空心钻杆内制造真空，并采用吸泥泵将空心钻杆内的渣土随泥浆 从钻杆内部通道吸升，之后排出。

优选地，所述动力装置的功率为40-50KW。

优选地，所述空心钻杆的直径为20-25cm。

优选地，所述钻头包括切削式钻头。

优选地，还包括以下步骤：将排出的泥浆经浆渣分离设备处理，之后，实 现渣土和泥浆分离，泥浆经回浆管重新注入孔中，形成泥浆循环，分离出的渣 土收集。

优选地，浆渣分离设备的处理步骤包括：将排出的泥浆送至传送带上，传 送带运动，浆、水在重力作用下下落后通过出浆口回收，未掉落的土渣传送至 传送带的末端后通过土渣出口收集。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明的钻削式快速成孔系统的成孔速度比常规的成孔速度提高2.5～3 倍，可缩短成孔周期，特别适合在要求快速施工或周边环境保护要求高的情况 下使用；

2、本发明的浆渣分离设备能使泥浆中的浆水、土渣通过箱体内的传送带提 升，在重力作用下实现浆泥分离，在浆水回收、重复使用的同时，大大减少了 泥浆排放的总量，可降低对环境造成的污染。

附图说明

图1为本发明的钻削式快速成孔系统的原理示意图；

图2为本发明的的浆渣分离设备的结构示意图；

图3为本发明的的浆渣分离设备的传送带的分解示意图；

图4为图2中的c部分结构的放大图。

具体实施方式

以下结合附图，详细说明本发明。

请参阅图1，本发明的钻削式快速成孔系统，包括动力装置2、空心钻杆5、 钻头6、真空泵1和吸泥泵3，动力装置2与空心钻杆5的后端连接，钻头6连 接在空心钻杆5的前端，空心钻杆5分别与真空泵1和吸泥泵3连接。

在本实例中，动力装置的功率为40-50KW，空心钻杆的直径为20-25cm。 采用大直径的空芯钻杆，利用泵吸反循环原理排泥，抽吸能力强，成孔速度快。 钻头为切削式钻头，使切削后的渣土呈条块状，可提高作业效率。在本实例中， 大功率的动力装置、大直径的空心钻杆、真空泵1、吸泥泵3与切削式钻头配合 可使得成孔的速度大大提高，使成孔速度比常规的成孔速度提高2.5～3倍。

在本实例中，空心钻杆5包括若干钻杆段，钻杆段之间采用螺纹法兰连接， 可增强密封性，同时便于装拆，省工省时。

在本实例中，本发明的钻削式快速成孔系统还包括浆渣分离设备4，浆渣分 离设4通过排泥管8与吸泥泵3连接。通过浆渣分离设备4可将渣土和护壁泥 浆分离，利于渣土的外运和泥浆的循环使用，节能环保。

请参阅图2-4，在本实例中，浆渣分离设备包括箱体41，箱体41上设有进 浆口411、出浆口412和土渣出口413，箱体41内设有若干传送带42。其中， 进浆口411可设置在箱体41的侧面或顶部，土渣出口413可设置在箱体41的 侧面，出浆口412设置在箱体41的底部或侧面。在本实例中，进浆口设置在箱 体前端的侧面，土渣出口413设置在箱体后端的侧面，出浆口412设置在箱体 41的最前部的传送带的下方。在本实例中，箱体41的底部为一斜面，斜面的前 部低，后部高，出浆口412也在斜面的前部，可使得浆水汇集在斜面的前部后 便于排出浆水。

为了使浆泥分离得更彻底，可将传送带42设置成前端低，后端高，且多个 传送带42从箱体的前部依次排列至后部，后一传送带的前端设置在前一传送带 的后端的下方，最后部的传送带的后端设置在土渣出口413处。

在本实例中，箱体41内设有用于带动传送带42的主动轮422、从动轮421 和承载轮423，主动轮422、从动轮421和承载轮423的轴承均固定于箱体41 侧面。

请参阅图3，传送带42包括对称设置的两根链条424，两根链条424通过 若干固定件425连接，固定件425上设有带有通孔4261的肋板426。在本实例 中，固定件425包括连接杆，连接杆的两端各与一链条424固定连接，每一连 接杆通过螺栓427与一肋板426连接。其中，连接杆、链条和肋板的材质采用 钢材。肋板间设有间隙，可便于浆水从间隙落下。肋板426上还设有挡板4262， 在传送带运动时，挡板4262可与箱体底部的圆弧形挡板相配合将掉落的土渣再 次刮入传送带。

请参阅图4，在本实例中，传送带42的前端靠近箱体底部，箱体底部设有 圆弧形挡板414，圆弧形挡板414靠近传送带42的前端，在传送带运动时，圆 弧形挡板414可与肋板426的挡板4262相配合将掉落的土渣再次刮入传送带。 圆弧形挡板414上设有若干通孔4141，通过通孔4141能使浆水向下流回箱体前 部。

本发明还提供一种钻削式快速成孔工艺，包括以下步骤：由动力装置驱动 空心钻杆转动，空心钻杆带动钻头旋转，同时，将护壁泥浆沿空心钻杆与孔壁 的间隙注入孔中，利用真空泵在空心钻杆内制造真空，并采用吸泥泵将空心钻 杆内的渣土随泥浆从钻杆内部通道吸升，之后排出。其中，动力装置的功率为 40-50KW，空心钻杆的直径为20-25cm，钻头为切削式钻头。

上述成孔工艺还可包括以下步骤：将排出的泥浆经浆渣分离设备处理，浆 渣分离设备的处理步骤进一步包括：将排出的浆泥通过进浆口411落在最前端 的传送带的前端，传送带运动，土渣随传送带提升，浆水在重力作用下下落， 土渣从末端掉落在后一的传送带的前端，传送带运动，土渣随传送带再次提升， 浆水在重力作用下下落，土渣从末端掉落在后一传送带的前端，可设置多条传 送带，重复上述过程，最后，土渣从传送带末端掉落后经土渣出口413掉入集 土箱中收集，外运，浆水通过出浆口412回收，浆水经回浆管7重新注入孔中， 形成泥浆循环。

本发明的钻削式快速成孔系统的成孔速度比常规的成孔速度提高2.5～3 倍，可缩短成孔周期，特别适合在要求快速施工或周边环境保护要求高的情况 下使用。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何 本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。