一种仰斜自进式边坡排水钢管结构及施工方法与流程

本发明涉及边坡防护、滑坡治理、深基坑支护等排水支护技术领域，具体涉及一种仰斜自进式边坡排水钢管。

背景技术：

仰斜式排水管是采用小直径的排水管在边坡体内排除深层地下水的一种有效方法，它可以快速疏干地下水，提高岩土体抗剪强度，防止边坡失稳，可以有效减少工程支护措施的工程量从而降低工程造价。目前的仰斜式排水管主要为带孔的pvc塑料管，以往工程实例显示pvc塑料管强度低、耐久性较差，老化较快，同时施工时需要先采用钻机钻孔，退出钻杆后再放置仰斜式排水管，富水边坡通常岩土体力学性质较差，退出钻杆后容易塌孔，需要多次钻进清孔后才能完成仰斜式排水管的施工，对于一些土体粘结性较差的砂质土富水边坡，孔壁自稳性极差，退出钻杆孔壁就会坍塌，无法正常完成仰斜式排水管的施工。

技术实现要素：

为了解决现有仰斜式排水管强度低、耐久性差、成孔率低、施工繁琐等问题，提高仰斜式排水管的施工效率，本发明的目的是提出一种自进式边坡排水钢管及其施工方法，排水钢管即是钻杆，一次钻进即完成排水管的施工，同时排水管采用钢管、强度耐久性均更优。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种仰斜自进式边坡排水钢管结构，包含排水钢管主体，排水钢管主体与水平方向夹角为10°，排水钢管主体包含截水段钢管体和排水段钢管体；截水段钢管体开设排水孔；排水钢管主体通过接长套管接长；截水段钢管体和排水段钢管体中心为中心注水管，排水钢管主体前端为三叶合金钻头。本发明采用空心钢管，将钢管分为排水段和截水段、截水段钢管管壁梅花形布置汇水孔。排水钢管作为钻杆使用，钢管两端采用标准波形螺纹可通过相匹配的连接套管进行加长，排水管中心设置中心注水管，注水管两端同样设置螺纹，通过排水钢管的连接套管中心的连接管进行加长连接，排水钢管前端设置一次性高强合金三叶钻头，叶片内设置中空射水孔通道与注水管连接，钻进时钻头叶片高速切削土体的同时钻头叶片上的射水孔高压射水让前端切削松散的土体变成泥浆，泥浆在自重作用下通过仰斜式排水钢管通道自然流出孔外，实现高效排渣效果，减小钻进过程中钻杆与孔壁的围压力，可使钻孔效率大大增加，增加钻孔深度，有利于实现边坡深部排水。自进仰斜式排水钢管既是边坡永久排水通道，也是排水钢管主体体钻进施工过程中的排渣通道。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

1、由于采用排水钢管主体作为钻杆，通过一次钻进操作即可将排水管主体置入到坡体的目标位置，无需先钻孔再退钻然后安装排水管，工艺简单，施工方便，有效提高了排水管的安装效率，缩短施工工期，节约施工成本；

2、排水钢管可接长，自进仰斜式排水钢管可预制成1m、2m、4m规格，钻进时钻入一段接长一段，拆装方便。

2、由于在排水钢管前端连接了一次性高强合金三叶钻头，在钻进过程中钻头高速切削破碎土体，破坏土体的结构，可以提高钻进速度。

3、由于排水钢管主体中心连接注水管，注水管在钻进过程中提供一定压力的水通过钻头的射水孔辅助切割土体，前端土体在钻头的旋转搅拌下形成泥浆，通过仰斜式排水钢管主体通道自流出孔外，使得排水钢管主体实现了施工钻进中排渣，后期排水的功能。该种排渣的钻进方式钻杆与孔壁围压较小，可以提高钻孔深度，实现更深部的排水。

4、排水钢管采用通长中空设计，便于与回转器主轴为通孔式结构的轻型钻机配套使用，如ky-300钻机。

附图说明

图1是自进仰斜式排水钢管示意图；

图2是三叶合金钻头结构示意图；

图3是接长套管结构示意图。

附图标记说明：1-排水钢管主体，2-截水段钢管体，3-排水段钢管体，4-排水孔，5-接长套管，51-钢管体，52-标准内螺纹，53-注水管连接管，54-中心注水管固定轴，6-中心注水管，7-三叶合金钻头，71-合金叶片，72-主杆钢管，73-焊接加强区，74-波形螺纹，75-射水孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，排水钢管主体1包括：截水段钢管体2和排水段钢管体3，截水段钢管体2开设排水孔4。排水钢管主体1可通过接长套管5接长。截水段钢管体2和排水段钢管体3的中心为中心注水管6，排水钢管主体1前端为一次性高强度的三叶合金钻头7。

参见图2，三叶合金钻头7采用高强度的合金叶片71与主杆钢管72焊接，焊接处采用焊接加强区73圆顺包裹。合金叶片71内有射水孔75与中心注水管6相连通。三叶合金钻头7底部设置标准波形螺纹74与接长套管5相连。

参见图3，排水钢管主体1采用接长套管5接长，接长套管5主体为钢管体51，两端设置标准内螺纹52与排水钢管主体1连接。中心为注水管连接管53。注水管连接管53通过中心注水管固定轴54固定于接长套管5中。

如图1、2、3所示，本发明的仰斜自进式边坡排水钢管结构，包含自进式边坡的排水钢管主体1，排水钢管主体1与水平方向夹角为10°，排水钢管主体1包含截水段钢管体2和排水段钢管体3。截水段钢管体2开设排水孔4。排水钢管主体1可通过接长套管5接长。水段钢管体2和排水段钢管体3中心为中心注水管6，排水钢管主体1前端为一次性高强度三叶合金钻头7，采用高强度合金叶片71与主杆钢管72焊接，焊接处采用焊接加强区73圆顺包裹。叶片内有射水孔75与中心注水管6相连通。三叶合金钻头7底部设置标准波形螺纹74与接长套管5相连。排水钢管采用接长套管5接长，接长套管5主体为钢管体51，两端设置标准内螺纹52与排水钢管主体1连接。中心为注水管连接管53。注水管连接管53通过中心注水管固定轴54固定于接长套管5中。

采用本技术方案，由于采用排水钢管主体1作为钻杆，通过一次钻进操作即可将排水管主体置入到坡体的目标位置，无需先钻孔再退钻然后安装排水管，工艺简单，施工方便，有效提高了排水管的安装效率，缩短施工工期，节约施工成本；同时排水钢管可接长，自进仰斜式排水钢管可预制成1m、2m、4m规格，钻进时钻入一段接长一段，拆装方便。排水钢管前端连接的一次性高强合金三叶钻头7，在钻进过程中钻头高速切削破碎土体，破坏土体的结构，可以提高钻进速度。另排水钢管主体1中心连接注水管，注水管在钻进过程中提供一定压力的水通过钻头的射水孔75辅助切割土体，前端土体在钻头的旋转搅拌下形成泥浆，通过仰斜式排水钢管主体1通道自流出孔外，使得排水钢管主体1实现了施工钻进中排渣，后期排水的功能。该种排渣的钻进方式钻杆与孔壁围压较小，可以提高钻孔深度，实现更深部的排水。排水钢管采用通长中空设计，便于与回转器主轴为通孔式结构的轻型钻机配套使用，如ky-300钻机。

本发明比传统的仰斜式pvc排水管工艺施工更简单方便、钻进速度快，且可以增加钻进深度尤其适用于规模较大的边坡及滑坡的深层排水，通过该技术方案可有效排出坡体内的地下水、提高岩土体力学强度、利于坡体稳定，可减少相应的防护工程量、节约工程造价，具有较高的经济和社会效益。

下面结合附图1、2、3说明本发明的施工方法：

本发明在实施时，主要按照如下步骤进行：

1、平整场地，钻机进场，连接水管路和电线。

2、现场测量放样，确定排水管坡面钻进点和入射角度。

3、连接钻头与排水钢管，作为第一节钻杆。

4、预钻进50cm，确定注水管注水压力与钻孔速度匹配，保证钻孔过程中的泥浆能自然流出，排渣顺畅。

5、保持注水压力和钻孔速度钻进。

6、采用连接套管接长下一节排水钢管。

7、排水钢管持续钻进至目标位置。

8、拆除尾部一节钢管、清理场地、钻机离场。

当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。