专利名称：岩石锚杆的二重管削孔方法以及削孔二重管的结构的制作方法
技术领域：
这项发明主要是有关于通过采用内部和外部组合的削孔二重管，配合具有回转功能和打击功能的钻孔机，采用岩石锚杆的二重管削孔的工法；以及削孔二重管的结造。
背景技术：
岩石锚杆的施工方法是针对钻孔后的孔壁其自立性较差和地质条件较为软弱的地基。比如，在自钻式锚杆的外周采用保护管进行钻孔的工法，就是所谓的二重管削孔工法。
作为岩石锚杆的二重管削孔的工法已向世人公开了。如在日本特开2002-129899号公报上所公布了有关内容。
在这个众所周知的削孔工法中，根据以往的做法，是利用中空的自钻式锚杆进行钻孔的这个岩石锚杆作为钻杆来使用的。而且在自钻式锚杆的端部安装的钻头，通过自钻式锚杆进行回转和打击来进行钻孔，在进行钻孔的同时，并安装上保护管。这就是以往众所周知的二重管削孔工法。
但是，在这样的情况下，在对中空的自钻式锚杆施加回转力和打击力的时候，要求这个中空自钻式锚杆要有足够强度。因此，为了保证其受力强度，必须通过增加其壁厚的方法才能达到其要求。
但是这么一来，只要增大壁厚，就会使得锚杆的直径增大；这样就不可避免地使得周围保护管的直径也随之增大。也就是说。利用这种二重管进行削孔的话，很容易使得挖掘的削孔的直径增大。这是无法避免的问题。
但是用这种削孔方法进行削孔时候，削孔的直径是与挖掘时间成正比例的。因此，削孔直径越小，挖掘同一深度的削孔所用的时间就越短。
换一句话说，采用这种自钻式锚杆进行二重管削孔的话，需要考虑花费的更多的挖掘时间。
在这里，对于采用二重管进行削孔的时候，是要求从孔底把泥渣往外进行排出；如果是利用中空的自穿孔岩石锚杆的话，是可以利用中空的部分把流体，例如空气、水等送入孔内。也就是说、如果把钻干由自穿式锚杆换成其他的部材的话，就有必须考虑送入流体以及排出泥渣的情况。因此不能简单地用其他部材来代替。
发明内容本发明的目的是提出一种岩石锚杆的二重管的削孔方法以及削孔二重管的结构，在这项发明中，不但没有螺栓强度上的问题，而且削孔直径也可以减少，同时还能确保流体的流畅地通过和可以圆滑地排出泥渣，还能确保岩石锚杆的二重孔削孔方法以及这种削孔二重管构造的的目的所在。
为了达到这个目的，根据本发明中有关的岩石锚杆的二重管削孔方法，在顶端安装有一次性使用的钻头的实心岩石锚杆作为钻孔机的回转和打击用的钻干来使用。
也就是说，在这项发明中岩石锚杆的二重管削孔工法，就是利用由在端部安装的一次性使用的钻头的岩石锚杆，和以一定的间隔包裹着钻干全长的保护管所组成的削孔二重管来进行的二重管削孔工法。具体地说，作为钻孔机的回转/打击驱动装置，也就是可进退移动的悬浮驱动轴与流体旋轴的中空回转体旋紧固定，这个中空回转体通过沿着轴线方向贯通流路的连接器旋紧固定岩石锚杆，这样，由回转驱动轴获得驱动力的岩石锚杆就可以作为钻杆使用，同时岩石锚杆是通过保护管连接器与流体旋轴的外接口相连接的，这个保护管连接器是一个可以密封的开启式的连接套，在岩石锚杆在进行掘削的时候，需要同时在削孔内插入的保护管，与流体旋轴的外接口相连接。在掘削的时，保护管是与钻干是同时并进的，这样在掘削过程中，流体就可以通过流体旋转轴并从连接器的贯通流路流入保护管内，最后这些流体从保护管的孔内顶端向管外排出，使掘削过程中产生在保护管外周面的泥渣可以向孔外排出。以上就是具体化的二重管削孔工法。
另外，当挖掘到要求的深度后，要把在削孔内的保护管、岩石锚杆以及连接它们的保护器和接合器等等从流体旋轴那里，分别地从孔内取出的同时，要注意的是把接合器取出后，中空回转体是可以直接与保护管相连接的。这时，就可以通过保护管向削孔内进行灌浆。这是方法的具体化方面的操作。
再次，在灌入浆体的同时，需要把保护管向上回抽，以及一系拆卸的操作。
本发明中的削孔二重管结构包括在削孔二重管的顶端安装有一次性使用的钻头的岩石锚杆，和以一定的距离在全岩石锚杆的全长包围着保护管，所述的岩石锚杆和其保护管构成了具有具有回转功能和打击功能的钻孔机的内管和外管，即二重管结构；中空回转体的流体旋转轴，与作为钻孔机的回转/打击驱动装置的能够自由进退移动的悬浮驱动轴相连接；连接器，作为中空回转体和岩石锚杆之间的连接部材，与中空回转体的流体旋转轴拧紧连接，而且拥有在轴线方向连通中空回转体的贯通流路，这些贯通流路分布在跟岩石锚杆相吻合的螺旋帽凹部部位的周围；保护管连接器，作为连接包裹着岩石锚杆的流体旋轴和保护管之间的连接部材，流体旋转轴的外连接口以及保护管后端都形成了可拧紧嵌入的相互吻合的螺旋帽部位，这些螺旋帽部分分别位于其管状体的前端和中空后端部位，而且在其周面的部分位置，形成可开放或封闭式的开口窗保护套，这个保护套可以相对于管状本体前后地滑动；把实心的岩石锚杆通过流体旋轴的中空回转体以及连接器安装在钻孔机的悬浮驱动轴上构成一体，使岩石锚杆具有钻杆的功能的同时，并使得流体从旋转轴开始灌入，通过连接器的贯通流路，向保护管内流入流体，最终从孔底的出口把掘削过程中产生在保护管外周面的泥渣往外排出到孔外。这就是这项发明的削孔二重管的构造组成。
其次，在这项发明中所述的保护管的连接器、它是作为管状本体的内管、和对于这个内管能沿轴线方向滑动的、并在这个内管的外周配置的作为套管体的外管构成了二重管的结构。这个二重管的结构已具体化了。而且，在该内管形成的开口窗插入扳手等工具，就可以把保护管的连接内的岩石锚杆拆卸，或者也可以在连接的时候固定和安装岩石锚杆。这个保护管的套管已具体化了。
最后，在这项发明中所述的保护管的外螺纹部分是完全可以与配合流体旋轴的内螺纹相配合的。
图1为与本发明中有关的削孔二重管结构。包括削孔二重管、以及钻孔机、及部分断面图。
图2(A)和(B)分别为保护管连接器的开口窗封闭时，和开放时的，削孔二重管结造的側面概略图。
图3为削孔二重管结构的部分分解斜视图。
图4为接合器，及一部分侧断面概略图。
具体实施方式下面，一边参照设计图案，一边对发明的实施形态作详细的说明。
如图1、图2所示的那样，与这项发明中相关的削孔二重管构造10是这样一种结构在实心的岩石锚杆(也称作异形钢筋)的端部安装上一次性使用的钻头、和保护管(也称作套管)16以一定的间隔把岩石锚杆14几乎全长包裹起来；这两者组成削孔二重管18的内管和外管。
如图1所示，在这项发明中，岩石锚杆14是作为钻干使用；它作为具有回转和打击功能的钻孔机20的二重管削孔来使用，削孔二重管18已具体化了。
钻孔机20的概略在下面进行说明。
这种钻孔机20，带有回转功能和打击功能的悬浮驱动轴(回转/打击驱动装置)22，例如顶部锤式的可变速的钻机。这种可变速的钻孔，悬浮驱动轴可以在导轨4上是自由进退地移动。
这种钻孔机(可变速的钻机)20自身，已经是众所周知的。而它的构造在本发明中没有很大的意义，所以在这里就省略对这钻孔机作详细的说明。
参照图1看图2，大家就很清楚地知道，这项发明的削孔二重管构造10中，流体旋转轴28的中空回转体30是利用后端的螺纹部与来跟悬浮驱动器22的驱动轴26相连接的。而该流体旋轴28的中空回转体30是可以让空气、水等流体流动通过的。而如图3所示，在本发明中，作为内管的岩石锚杆14是通过连接器32，与流体旋轴的中空回转体30相连接形成一体来转动的。
通过图3来看图4就会清楚地知道，这个连接器32的后端是设有与中空的螺纹36，而对应于这个螺纹36，流体旋转轴的中空回转体30的前端也设有同样规格的内螺纹34，两者可紧密地配合。同时如图所示，在连接器32的前端位置是设有与岩石锚杆14的嵌入的凹部螺纹38。这样，连接器就可以作为中空回转体和岩石锚杆之间的连接构件来使用。其次，这个连合器32构成了，在外螺纹36的中空部位36a设有连通的流通孔40，如它们以复数个形式分布在内螺纹的周边位置，从流体旋转轴28流入的流体，经过流通孔，可以从岩石锚杆锚杆周围流出。
综上所述的，这个连接器32，是有带有中空部36a和流通孔40所构成的连通流路的中空体。
这样，在本发明中，带有一次性使用钻头12的实心岩石锚杆14是通过连接器和流体旋转轴的回转中空体30与悬浮驱动器22的驱动轴26连成一体的。因此驱动轴的回转驱动和打击驱动就可以把驱动力传给岩石锚杆14，或者说传达给端部的一次性使用钻头12。这样的话，岩石锚杆1在这个削孔二重管中起着钻干的作用。
另外，对于这个一次性使用的的钻头12，可以使用市面上销售掘削钻头来代替的。因此在这里对这个钻头12不作详细的说明。
同时，以一定的距离包围着这根岩石锚杆的保护管16，通过保护管的连接头42与流体旋转軸28的外接接口44相连接(图1以及图3)。
参照图2和图3可知，在这本发明中保护管的连接器42带有管状本体46的。而在实际的结构上，这个管状本体46也是构成二重管构造的内管。
保护管连接器42的一端与流体旋的軸的外部连接口44以嵌入的形式连接后，构成环状体46内管的连接部的后端。同时它与保护管16内的外螺纹部16a相吻合的螺纹部50构成了前端。因此，根据这些规定，在岩石锚杆周围的的流体旋轴28，作为保护管间的连接部材之用。
在这本发明中，这个内管(管状本体)46的周面，也按一定规格，开设部分的开口窗52。
这个开口窗52是作为一个操作时使用的窗口，比如，通过利用一些例如扳手之类的作业工具插入其中，就可以对位于内管46内部的岩石锚杆14，甚至对连接器32进行安装、固定、分离等操作。换句话说，就是为了操作方便而开设的。
这个开口窗52，一般开口角度定为180°。
可是，对于这个保护管连接器42，我们要求它必须保障来自流体旋轴28的流体都不能有渗漏地顺利地流通的要求。因此，在实施的形态上，是利用与内管周面相匹配的外管来达到密封这个开口窗52的功能。
这个外管54，在内管46的周面，可以沿着这个轴线方向与内管46相对移动。因此，可以使开口窗52进行开启和密封的切换操作。(参照图2(A)、(B))例如，如图2(A)所示，向前端方向(图中左方)移动外管54时，内管的开口窗52就与外管形成密闭状态。反之，向后端方向(图中右方)移动外管54时，开口窗52就处于如图2(B)所示的开启的状态。
在这里，这个保护管连接器42，在后端位置(即密闭位置)上配置外管54时，要求对内管的开口窗52进行密封。这是为了防止从流体旋轴28流入的流体，不会从开口窗产生渗漏的现象。通常的情况下，为了达到这个目的，在内管外周面和外管内周面涂上润滑材料以确保其密封的作用。同时，必要时，在内管的环形沟56上加入O形环状圈等密封材料58，这样能确保更高的密封性能。
另外，考虑到外管54在封闭开窗口时的活动，会对内管46产生过剩的冲击力，特别地在封闭口区域要使外管确切地停止下来等等。因此，我们在内管46的环形沟60上安装了弹性挡圈系绳环62等。
接下来，如图2和图3所示，通常，流体旋轴28沿半径方向上会设有一个突出的连接口64。因此，对于这样的一般形状的流体旋轴28来说，在外管54向设有这样一个突出的连接口的方向上相对地滑动时，会受到阻碍的。因此，如图2(B)、以及图3所示，在实施形态上，为避免连接口产生的阻碍，一般的情况下，在外管的后端部位开设多个配合连接口的缺口的。
有了这些配合连接口64的缺口66，外管54就可以很方便容易地完成向上运动。
同时，在实施形态上，这些缺口66设计成与外管54等的轴线成倾斜的方向。这样的设计是有利于提高作业性，也就是外管与内管相对运动时也会作旋扭式运动，这样，对设有安装O形环状圈时，其损耗也可能降低。
如上述所说的具有二重管构造10的削孔二重管18，具体的二重管削孔方法在下面进行说明。
构成这个削孔二重管18的岩石锚杆14和保护管16，各自的规格大约是1.0～1.5m。而削孔的深度也与之相应。通常，岩石锚杆14通过连接头68进行连接。(参照图1)如图1所示，在本项发明的二重管削孔方法中，在端部安装有一次性使用钻头12的岩石锚杆14，它是由钻孔的悬浮驱动器22来回转和打击驱动的，作为钻孔机的钻干来使用。根据削孔的深度的要求，依次地连接上岩石锚杆14和保护管16。
这里，利用岩石锚杆14进行掘削的时候，所产生的泥渣会残积在孔底里。而在采用这种二重管削孔方法的时候，与流体旋转轴的连接口64相连接的流体供给源(没给出图示)送进的流体，会从流体旋转轴28流进保护管16内部，最后由保护管顶端向管外排出，这样就可以确保残渣能沿保护管排出孔外。
总之，在孔底残积的泥渣，通过向保护管16内灌进流体，就可以把本来残积的泥渣沿着保护管的外周往孔外排出。这就有效地防止了掘削时产生的泥渣残积在孔底里。
在利用实心岩石锚杆14作为钻干来使用的时候，要向保护管16内部灌进流体的话，是通过介于岩石锚杆14和流体旋转轴的中空回转体30之间的，连通流路的接合器32来实现的。
再次，在保护管连接器42上开设可密闭式开口窗52，可以方便地在保护管连接器42内进行岩石锚杆14的卸和安装的作业。或者，它还保障了不让流经保护管的流体从该开口窗漏出。
而且，利用岩石锚杆14进行掘削，以及对岩石锚杆，保护管16进行的连接，就可以掘削孔70达到予期的深度。
在完成削孔70的掘削工作后，还要对削孔实施灌浆工作。
对削孔70内进行灌浆是在削孔内灌入水泥浆。在这项发明中的二重管削孔方法中，是利用保护管16来进行灌浆的。
在利用岩石锚杆14削孔70的操作后，这个用于掘削的削孔二重管18的保护管16，以及岩石锚杆14，还有连接器32，和保护管连接器42等都要从流体旋轴28拆卸下来的。但是把保护管连接器32卸下后的中空回转体的内螺纹34，是可以与保护管的外螺纹16a相吻合的。这时，把两者直接旋紧连接，然后就可以把灌体通过流体旋转轴注入，流经保护管，到达削孔70内部。(参照图3)另外，在通过保护管16注入灌浆材的同时，需要把保护管向上提和把保护管卸下。这2个作业是交替地进行的。
如上所述的，在这项发明中的二重管削孔方法，在端部安装上一次性钻头12的实心的岩石锚杆14，由悬浮驱动器22的回转力和打击力作为动力进行削孔，它是作为钻干来使用的。
现在使用的这种实心岩石锚杆14，其直径虽前比中空的自钻式锚杆要小，但是它能确保具有同等的刚性。这样的话，岩石锚杆14，也就是削孔二重管18的内管，它的直径越小，作为外管的保护管16的直径就可以越小。这样就可以使削孔的直径小，有利于施行。
总之，利用实心的岩石锚杆14作为钻杆来使用的二重管削孔方法，可以减少削孔的直径。换言之，削孔直径减少小，使得削孔的时间大大缩短。提高了施行的効率。
而且，这种岩石锚杆14有很多符合规格的产品。而且在削孔过程中产生的过剩冲击力是绝对不会带给保护管16的，这样，孔壁就可以受到最大限度的保护了。这样的话，就可以降低成本，使得工程费用也相应地降低了。
另外，在这项发明中，流体是可以利用接合器32的连通流路，从流体旋转轴流入保护管16内，灌满岩石锚杆14的四周，最后从保护管顶端往外排出。这样的话，就能确保把掘削过程中产生在保护外周泥渣，沿保护管外周往外排出了。
其次，在这项发明中，保护管16是可以和流体旋轴28直接相连接的，它可以作为灌浆的注入管来使用的。这种结构组成，就可以避免了更换其他的注入管时带来的麻烦。例如没有必要使用灌浆阀等等，更大大地提高効率。
如果利用本发明的削孔二重管构造10的话，只要通过保护管连接器的开口窗52，就可以很容易地对内部的岩石锚杆14的进行装拆等的操作。而通过外管54把这个开口窗封闭后，也可以确保流体的顺利地流通。所以上述的二重管削孔方法是很适合这种削孔二重管构造的。
这项发明的实施形态，保护管连接器具有二重管的结造，利用外管54可把内管的开口窗52密封。这个可密闭的开口窗是可以插入扳手等工具的。例如，对应形状的封套体可以螺釘，对开口窗进行封闭的等的不同的结构；这种结构也可以用在保护管连接器上。
但是，就如实际的形态，以二重管的外管54作为封套来使用的话，构成不复杂的开启、密闭式作业的保护管连接器52，是很容易确保其操作的性能的。
上述的这项的实施形态是为了说明该项发明的。这项发明是不限程度的，有关本发明的技术范围内的变形、改造等等，毫无疑问都应该全部包含在这项发明内。
本发明的技术效果如下如上所述，与这项发明有关的岩石锚杆的二重管削孔方法，是利用端部安装有一次性使用的钻头的岩石锚杆作为钻干来实现的；它的优点在于既没有降低钻干刚性的前提下，又能使削孔的直径减少。而且，由于削孔的直径减少，使得削孔时间也大大地缩短了；有効地提高了作业性能。
而且，这种岩石锚杆有很多符合规格的产品。而且在削孔过程中产生的过剩冲击力是绝对不会带给保护管的，这样，孔壁就可以受到最大限度的保护了。这样的话，就可以降低成本，使得工程费用也相应地降低了。
另外，在这项发明中，流体是可以利用接合器的连通流路，从流体旋转轴流入保护管内，灌满岩石锚杆的四周，最后从保护管顶端往外排出。这样的话，就能确保把掘削过程中产生在保护外周泥渣，沿保护管外周往外排出了。
再次，在这项发明上，保护管是可以和流体旋轴直接相连接后，就可以作为灌浆的注入管使用。这种结构组成，就可以免除更换其他的注入管的麻烦了，更大地提高作业性能。
还有，如果利用这项发明中的削孔二重管构造的话，只要通过保护管连接器的开口窗，就可以很容易地进行对内部的岩石锚杆进行装卸等操作。而通过外管把这个开口窗封闭后，也可以确保流体的顺利流通。上述的二重管削孔方法是很适合这种削孔二重管构造的。
这项发明的实施形态上，保护管连接器具有二重管构造，利用外管可把内管的开口窗密封。这个可密闭的开口窗是可以插入扳手等工具的。例如，对应形状的封套体可以螺釘，对开口窗进行封闭的等的不同的结构；这种结构也可以用在保护管连接器上。
另外，保护管的外螺纹部是与流体旋转轴的内螺纹部位相吻合的。这样，保护管和流体旋轴的连接就更加圆滑地连接了。
权利要求
1.岩石锚杆的二重管削孔方法，其特征在于利用由在端部安装的一次性使用的钻头的岩石锚杆，和以一定的间隔包裹着钻干全长的保护管所组成的削孔二重管来进行钻孔施工，具体地说，作为钻孔机的回转/打击驱动装置，也就是可进退移动的悬浮驱动轴与流体旋轴的中空回转体旋紧固定，这个中空回转体通过沿着轴线方向贯通流路的连接器旋紧固定岩石锚杆，这样，由回转驱动轴获得驱动力的岩石锚杆就可以作为钻杆使用，同时岩石锚杆是通过保护管连接器与流体旋轴的外接口相连接的，这个保护管连接器是一个可以密封的开启式的连接套，在岩石锚杆在进行掘削的时候，需要同时在削孔内插入的保护管，与流体旋轴的外接口相连接，这样在掘削过程中，流体就可以通过流体旋转轴并从连接器的贯通流路流入保护管内，最后这些流体从保护管的孔内顶端向管外排出，使掘削过程中产生在保护管外周面的泥渣可以向孔外排出。
2.根据权利要求1所述的岩石锚杆的二重管削孔方法，其特征在于当挖掘到预定的深度后，要把削孔内的保护管、岩石锚杆以及与它们连接的保护管连接器，从流体旋转轴一件一件地卸下后从孔内取出；卸下连接器取出后的中空回转体，可以直接与保护管相连接的同时，也可以通过保护管向削孔内注入灌浆。
3.根据权利要求2所述的岩石锚杆的二重管削孔方法，其特征在于在进行灌浆的同时，需要把保护管向上回抽和卸下保护管。
4.一种削孔二重管结构，其特征在于包括在削孔二重管的顶端安装有一次性使用的钻头的岩石锚杆(14)，和以一定的距离在全岩石锚杆的全长包围着保护管(16)，所述的岩石锚杆和其保护管构成了具有回转功能和打击功能的钻孔机的内管和外管，即二重管结构；中空回转体(30)的流体旋轴(28)，与作为钻孔机的回转/打击驱动装置的能够自由进退移动的悬浮驱动轴(22)相连接；连接器(32)，作为中空回转体和岩石锚杆之间的连接部材，与中空回转体的流体旋转轴拧紧连接，而且拥有在轴线方向连通中空回转体的贯通流路，这些贯通流路分布在跟岩石锚杆相吻合的螺旋帽凹部部位的周围；保护管连接器(42)，作为连接包裹着岩石锚杆的流体旋轴和保护管之间的连接部材，流体旋转轴的外连接口以及保护管后端都形成了可拧紧嵌入的相互吻合的螺旋帽部位，这些螺旋帽部分分别位于其管状体的前端和中空后端部位，而且在其周面的部分位置，形成可开放或封闭式的开口窗保护套，这个保护套可以相对于管状本体前后地滑动；把实心的岩石锚杆通过流体旋轴的中空回转体以及连接器安装在钻孔机的悬浮驱动轴上构成一体，使岩石锚杆具有钻杆的功能的同时，并使得流体从旋转轴开始灌入，通过连接器的贯通流路，向保护管内流入流体，最终从孔底的出口把掘削过程中产生在保护管外周面的泥渣往外排出到孔外。
5.根据权利要求4所述的削孔二重管结构，其特征在于所述的保护管连接器(42)，是由一个管状本体的内管，和可以沿着该内管轴线的方向滑动的，并在这个内管的外周配置的作为管体外管的二重管结构，所述的管状本体的内管的周面开设有开口窗(52)，通过该内管的开口位置插入扳手等工具，就可以把保护管连接器内的岩石锚杆进行拆卸操作，或者在进行安装部件的时候固定和安装岩石锚杆的操作。
6.根据权利要求4或5所述的削孔二重管结构，其特征在于所述的保护管的外螺紋部分是完全地可以与流体旋转轴的内螺紋紧密地连接的。
全文摘要
本发明提供一种岩石锚杆的二重管削孔方法以及削孔二重管的结构，在本发明中，利用由在端部安装的一次性使用的钻头的岩石锚杆，和以一定的间隔包裹着钻干全长的保护管所组成的削孔二重管来进行钻孔施工，具体地说，作为钻孔机的回转/打击驱动装置、能够自由进退移动的悬浮驱动轴，把流体旋转轴的中空回转体拧紧接合在一起，而这个中空回转体又通过轴线方向的贯通流路的接合器，把岩石锚杆拧紧固定，同时，通过密封的开口窗的保护管耦合器作为连接部材，这样在掘削过程中，流体就可以通过流体旋转轴并从连接器的贯通流路流入保护管内，最后这些流体从保护管的孔内顶端向管外排出，使掘削过程中产生在保护管外周面的泥渣可以向孔外排出。
文档编号E02D5/76GK1546803SQ20031011622
公开日2004年11月17日 申请日期2003年11月12日 优先权日2003年11月12日
发明者木内和夫, 前田和德, 古屋义二郎, 稻田正幸, 深井正良, 中村实, 二郎, 幸, 德, 良 申请人:广州极思意环境技术有限公司, 株式会社第四纪地质研究所, 国土防灾技术株式会社