专利名称：小口径钻具切割深埋结构物的施工方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及切割深埋结构物的施工领域，特别是一种小口径钻具切割深埋结构物
的施工方法及设备。
背景技术：
目前在地下工程项目施工，原有建筑物的桩基础、废旧的地下管线、发生破坏的地 下结构等拆迁改造，以及新工程建设中遇到地下构造物的处理问题中。浅层障碍物可以采 取开挖清理，或从地面进行引拔，对于埋深较大的地下构造物则需特殊施工方法进行处理。 要切割地下构造物，采用开挖的方法施工量巨大，而且施工成本太高，而采用小口径钻具切 割存在切割过程中容易偏斜的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种切割深埋结构物的施工方法和设备，可以 采用小口径钻具切割深埋结构物，并且保证切割精度，加快施工进度。 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种小口径钻具切割深埋结 构物的施工方法，包括以下步骤 1)测量放样和导墙施工，在地表上，按照深埋结构物行测量放样，导墙为钢筋混凝 土结构，标识出深埋结构物的轴线和宽度，通过注浆孔对深埋结构物内部及周围进行注浆 充填并检测； 2)在深埋结构物顶部上方开挖切割槽，在切割槽底部浇筑底板混凝土 ；
3)在切割槽内安装定位架； 4)在定位架上安装钻机对深埋结构物进行切割，钻孔过程中采用间隔施工，减压
慢速钻进，优先对钢结构体所在的孔位施工； 通过上述步骤实现了对深埋结构物的切割。 —种钻杆定位架，在机架两侧设有多根导向杆，多根导向杆在每一侧排列为两行， 相邻的四根导向杆内接圆的直径略大于钻杆钻具的直径，相邻两列导向杆的间距小于钻杆 钻具的直径，机架上设有轨道。 本发明所提供的一种小口径钻具切割深埋结构物的施工方法及设备，通过在深埋 结构物内填充浇筑混凝土，在深埋结构物上方开挖切割槽，在切割槽内浇筑底板混凝土，并 采用定位架给钻杆定位的方法，实现了采用小口径钻具精确切割深埋结构物，降低了施工 成本，加快了施工工期。开挖切割槽减少了钻孔的长度，避免了深埋结构物上方的填充土石 影响钻孔精度；浇筑底板混凝土可以给钻杆提供导向作用，而且可以避免在切割弧形面时 引起偏斜，在深埋结构物内及上方填充灌浆浇筑，可以避免因材质的软硬不均或切割物的 外形而产生钻孔时偏斜，高精度的定位架保证了钻杆运行处于设计要求的位置，使钻杆只 能在相邻的四根导向杆之间运行，从而避免了偏斜；在定位架机架两侧都设置导向杆，可以 便于切割物的取出和后期施工。施工时在定位孔内采用间隔施工，即先钻第1、3、5个定位
3孔，后钻第2、4、6个定位孔，也是避免因孔壁受力不均而产生偏斜。优先对深埋结构物钢结 构体所在的位置进行施工可以避免后施工时钢结构产生震荡、变形或滑移，降低后期的施 工难度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明方法的工艺流程图；
图2是本发明方法中施工整体结构的主视图；
图3是本发明方法中切割槽和定位架的俯视图；
图4是本发明中定位架的整体结构俯视图。
具体实施例方式
在本实施例中，深埋结构物6为一段因坍塌而损坏的隧道，两端封闭，距地面约30 米，隧道内存在钢轨、钢管等刚性结构体，隧道上方土质为粉细砂层，具有中等_弱等透水 性，且与外江连通，施工难度较大。
具体施工步骤如下 在深埋结构物6地表上，按照深埋结构物6轴线进行测量放样，标识出轴线和宽度。 切割槽段导墙为钢筋混凝土结构，导墙深1. 8m，宽0. 8m，净距160cm，导墙长 383cm，方便定位架2下设，在导墙施工同时，对竖井周围进行了场地硬化，硬化部分混凝土 与导墙同时浇筑，使导墙与硬化地面连成一体。 深埋结构物6脱空勘察、注桨充填和注桨后检查。导墙施工完成后，对隧道脱空情 况进行了检查，发现隧道底部为lm淤砂，上部为水。对深埋结构物6通过注浆孔7进行了 纯水泥浆液和膏状浆液灌注方式。注浆完成后进行了注浆检查，检查结果深埋结构物6内 浆液充填充分，灌浆结块4有一定的强度。 隧道切割模拟试验和设备选择。正式切割前，在场外模拟隧道管片、隧道内管材 进行了现场试验。模拟试验对钻机性能、钻具结构、金刚石钻头形式、泥浆性能和切割管片 情况、切割钢轨情况进行了试验，根据试验结果，选择小口径钻具切割深层隧道方法是可行 的。 深埋结构物6上方的切割槽3成槽施工，切割部位上方首先成槽，因为本例中后期 要进行竖井施工，所以开挖槽3的深度一直到接近深埋结构物6的顶部，成槽后采用定位架 同位器进行检测，符合要求后浇筑底板混凝土 5。 定位架2采用悬挂式钢结构，垂直的导向杆22采用小48mm钢管制作，长度为28m， 导向杆22在每一侧排列为两行，列间距17cm，相邻的四根导向杆内接圆的直径为小227mm， 钻具直径为小219mm，钻杆直径小76mm，这样可以保证相邻的孔位互相交叉，从而实现切 割；机架21上设有轨道23，轨道23便于钻具的安装和移动。定位架2的机架21采用6. 3mm 槽钢制作，定位架2距槽壁5cm。定位架2制作过程中严格控制制作精度，制作完成后，采用 同孔器进行全数检查。定位架2采用四点起吊法，安装完成后，槽口进行防护。
深埋结构物6切割
1)深埋结构物6切割过程泥浆泥浆控制，新鲜泥浆控制粘度26 28S，比重1. 06为宜。 2)深埋结构物6切割 ①切割钻孔采用回转式钻机和金刚石钻头钻进，钻具直径小219mm，长度8. 5 11. 5m ;钻杆直径小76mm。 ②孔位，钻机孔位准确无误，钻具顺垂直导向杆自然下落，无障碍，以保证孔底定 位的准确性。 切割孔布置切割圆即相邻的四根导向杆22内接圆，相邻间距17cm，直径 小227mm，套接厚度15cm。特别注意深埋结构物6内钢结构体所在孔的施工应优先进行。
③钻孔过程中采取减压慢速钻进。
3)切割施工 深埋结构物6的一侧切割槽3的切割于2009年1月6日开始至1月12日结束， 历时7天，二台钻机，累计完成切割钻孔42个，定位钻孔4个，切断钢轨二根(四节)(规格 22kg/m)、小89X3空气钢管二根、小108X3水管二根、小114X3排污管一根、小219X8泥 浆管二根以及隧道内灌浆填充结石等。平均每台钻机每天完成切割孔3. 3个；钢轨切断平 均耗时100 120min，管材耗时60 80min。 另一侧切割槽3的切割于2009年2月7日开始至2月14日结束，历时8天，二 台钻机，累计完成切割钻孔42个，定位钻孔4个，切断钢轨二根(四节)(规格22kg/m)、 小89X3空气钢管二根、小108X3水管二根、小114X3排污管一根、小219X8泥桨管二根以 及隧道内灌浆填充结石等。平均每台钻机每天完成切割孔2. 9个；钢轨切断平均耗时80 100min，管材耗时50 60min。
(3)切割效果 a、选用直径小219mm的钻具对深埋结构物6进行切割，通过套接布孔形成连续的 切割断面，套接区最小宽度1246mm，满足厚度1200mm地连墙的成槽施工要求；切割长度为 3. 627m，满足隧道管片直径3. 54m的切断要求。 b、隧道切割完成后，对切割弧面进行了全断面检测，切断充分。 c、通过对竖井隧道开挖观察，隧道管片及其内部各类钢轨和管材全部被切断，切
割断面呈直线形。 d、隧道切割项目原计划45天完成，实际工期15天，由于方法得当，提前完成。
权利要求
一种小口径钻具切割深埋结构物的施工方法，其特征在于包括以下步骤1)测量放样和导墙施工，在地表上，按照深埋结构物进行测量放样，标识出深埋结构物(6)的轴线和宽度，导墙为钢筋混凝土结构，通过注浆孔(7)对深埋结构物(6)内部及周围进行注浆充填并检测；2)在深埋结构物(6)顶部上方开挖切割槽(3)，在切割槽(3)底部浇筑底板混凝土(5)；3)在切割槽(3)内安装定位架(2)；4)在定位架(2)上安装钻机对深埋结构物(6)进行切割，钻孔过程中采用间隔施工，减压慢速钻进，优先对钢结构体所在的孔位施工；通过上述步骤实现了对深埋结构物(6)的切割。
2. —种钻杆定位架，其特征在于在机架(21)两侧设有多根导向杆(22)，多根导向杆(22)在每一侧排列为两行，相邻的四根导向杆(22)内接圆的直径略大于钻杆钻具(1)的直径，相邻两列导向杆(22)的间距小于钻杆钻具(1)的直径，机架(21)上设有轨道(23)。
全文摘要
本发明公开了一种小口径钻具切割深埋结构物的施工方法及设备，涉及切割深埋结构物的施工领域，通过在深埋结构物内填充浇筑混凝土，在深埋结构物上方开挖切割槽，在切割槽内浇筑底板混凝土，并采用定位架给钻杆定位的方法，实现了采用小口径钻具精确切割深埋结构物，降低了施工成本，加快了施工工期。高精度的定位架保证了钻杆运行处于设计要求的位置，使钻杆只能在相邻的四根导向杆之间运行，从而避免了偏斜；在定位架机架两侧都设置导向杆，可以提高切割施工的成功率。
文档编号E21D9/10GK101696633SQ20091027247
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月21日 优先权日2009年10月21日
发明者宋玉才, 张新军, 张玉莉, 焦家训, 王昇 申请人:葛洲坝集团基础工程有限公司;