一种岩心钻探多功能旋喷注浆器的制作方法

本发明涉及混凝土浇筑中灌注桩制作的技术领域，尤其是涉及一种岩心钻探多功能旋喷注浆器。

背景技术：

近年来随着资源需求量加大，小口径岩心钻探不断向深部、复杂地层发展，深孔钻探对钻探技术的要求也越来越高，用于深孔钻探的装置就是旋喷注浆器。

由于不同地质土层深浅强硬不同，需要配备不同的钻头进行注浆操作，现有的注浆器钻头单一，同时现有的注浆器不具备有效的替水功能，使得注浆稀释，造成工程质量低，且施工人员使用注浆器时，需要双手环抱注浆器，受力点不佳，给施工人员的工作带来一定的负担。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种岩心钻探多功能旋喷注浆器，该岩心钻探多功能旋喷注浆器具有优异的替水功能，能够将浇筑区的水抽出后再进行注浆，提高浇筑质量。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种岩心钻探多功能旋喷注浆器，包括注浆器主体，还包括设在注浆器主体上的灌浆装置；

所述灌浆装置包括设在注浆器主体内的工作腔；

所述注浆器主体的外表面分为抽水段和注浆段，所述抽水段和注浆段自下而上顺序设置，所述抽水段的长度小于注浆段的长度；

所述抽水段上设有与工作腔相连的抽水喷头；

所述注浆段上均布有与工作腔相连的浆液喷头；

所述注浆器主体的底面上设有旋转柱，所述旋转柱上设有用于破碎岩石的多用途钻头。

通过采用上述技术方案，工作过程中多用途钻头在岩石上钻出浇筑孔后，抽水喷头开始抽水，将浇筑孔内的水抽出，抽水完成后，向工作腔内注入浆液。工作腔内的浆液从浆液喷头中喷出，该过程中注浆器主体带动浆液喷头转动，将浆液均匀的喷到浇筑孔内。这样能够保证浆液不被稀释，避免形成的灌注桩中出现中空、塌陷和局部强度低的情况，提高灌注桩的质量。

本发明进一步设置为：所述注浆器主体的外表面分为抽水段、注浆段和检测段，所述抽水段、注浆段和检测段自下而上顺序设置；

还包括报警装置，所述报警装置包括设在检测段上的警示灯和设在检测段上的电源模块；

所述警示灯的输入端/输出端插入到工作腔内，所述警示灯的另一端与电源模块的输入端/输出端连接，所述电源模块的另一端插入到工作腔内。

通过采用上述技术方案，钻孔过程中，工作腔内的水量逐渐增加，当水面没过警示灯和电源模块与工作腔连接的一端时，电路接通，警示灯进入工作状态。这样工作人员不需要额外观察对工作腔内的水，只需要在警示灯变亮后进行抽取或者进行记录即可，这样在后续的灌浆过程中，可以根据抽出的水量计算灌浆量，能够有效提高灌浆量的准确性，避免出现灌浆量不足的情况。

本发明进一步设置为：所述警示灯的数量为两个以上，两个以上所述警示灯沿注浆器主体的轴线在检测段上间隔设置。

通过采用上述技术方案，多个报警灯更加可靠，其中某个报警灯失效后不会影响工作，同时多个报警灯对应多个水量，能够使工作人员更加准确的确定工作腔内的存水量，进一步提高灌浆精度。

本发明进一步设置为：所述注浆器主体的外表面上设有受力把手。

通过采用上述技术方案，使用时工作人员可以通过受力把手提起注浆器主体进行安装、搬运和拆卸，使用更加方便。

本发明进一步设置为：所述工作腔内设有用于计量工作腔内存水重量的水量剂量承重板，所述注浆器主体的外壁上设有显示屏；

所述水量剂量承重板与所述显示屏电连接；

所述水量剂量承重板位于所述抽水段与所述注浆段之间。

通过采用上述技术方案，工作过程中，工作腔内的水会对水量剂量承重板施加一个压力，该压力经过转换后就是此时工作腔内的水的重量，该数值显示在显示屏上，通过读取显示屏上的数值就能够得到工作腔内水的重量。灌浆过程中能够通过重量对灌浆量进行校正，能够进一步提高灌浆的准确度。

本发明进一步设置为：所述水量剂量承重板包括固定在工作腔内壁上的底板、设在底板上的防水式压力传感器、设在防水式压力传感器上的承压板和安装在显示屏背面的控制部分；

所述底板上设有透水孔；

所述底板位于所述抽水段与所述注浆段之间；

所述控制部分包括顺序连接的放大器、ad转换器和微处理器，所述防水式压力传感器的输出端与放大器的输入端连接，所述显示屏的输入端与微处理器的输出端连接。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种水量剂量承重板的具体结构，工作过程中工作腔中的水通过承压板向防水式压力传感器施加一个压力，防水式压力传感器将该压力值发送给控制部分，经过放大和转换后变为数值信号并显示在显示屏上。

本发明进一步设置为：所述底板的侧壁上开有螺纹孔，所述注浆器主体的侧壁上设有顶紧螺栓，所述顶紧螺栓的螺杆拧入到所述底板侧壁上的螺纹孔内。

通过采用上述技术方案，水量剂量承重板通过顶紧螺栓固定在注浆器主体的内壁上，使用完成后可以及时拆卸下来进行清洗，能够避免浆液附着在底板、防水式压力传感器和承压板等的表面上凝固造成的机械损坏。

本发明进一步设置为：所述多用途钻头包括与旋转柱可拆卸连接的主钻头、固定在旋转柱上的定位板、设在定位板上的副钻头和设在主钻头上的插入限位板；

所述副钻头围绕定位板的轴线圆形阵列；

所述副钻头自上而下穿过插入限位板。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种多用途钻头的结构，多用途钻头由一个主钻头和多个副钻头组成，和单一的大型钻头相比，体积小，重量轻，安装更加方便。针对于不同的地质层，可以通过更换不同的主钻头来实现钻探，尤其是在磨损后可以单独更换其中的某个钻头而不需要全部更换，使用成本更低。

本发明进一步设置为：所述副钻头与所述定位板可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，钻探之前可以针对地质层将不同的副钻头安装在定位板上，钻探过程中遇到不同的地质层后直接将合适的副钻头直接更换到主钻头的位置上，这样能够节约掉寻找钻头的步骤，有钻探效率更高。

本发明进一步设置为：所述注浆器主体的外壁上设有保护壳；

所述显示屏位于所述注浆器主体外壁与所述保护壳形成的密闭空间内。

通过采用上述技术方案，保护壳能够起到优异的保护作用，避免钻探和灌浆过程中产生的碎石、溅射和泥浆等损坏显示屏。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.工作过程中多用途钻头在岩石上钻出浇筑孔后，抽水喷头开始抽水，将浇筑孔内的水抽出，抽水完成后，向工作腔内注入浆液。工作腔内的浆液从浆液喷头中喷出，该过程中注浆器主体带动浆液喷头转动，将浆液均匀的喷到浇筑孔内。这样能够保证浆液不被稀释，避免形成的灌注桩中出现中空、塌陷和局部强度低的情况，能够有效提高灌注桩的质量。

2.钻探过程中地质层的水通过抽水喷头进入工作腔，工作腔内的水面逐渐升高，该过程中，注浆器主体表面上的警示灯逐渐亮起。工作人员可以通过警示灯亮起的数量迅速确定工作腔内的水量，不需要进行额外的测量工作，既能够减少操作步骤，降低操作难度，还能够给工作人员提供参考，使其能够迅速确定灌浆量。

3.本发明在工作腔内安装了水量剂量承重板，水量剂量承重板能够给出工作腔内水的重量，这样工作人员可以通过体积和重量两个参数确定灌浆量，精确程度更高，能够进一步提高灌浆质量，从而确保最后混凝土柱的质量。

4.本发明中的多功能钻头通过一个主钻头和多个副钻头组合，和单一的大型钻头相比，体积小，重量轻，安装更加方便。针对于不同的地质层，可以通过更换不同的主钻头来实现钻探，尤其是在磨损后可以单独更换其中的某个钻头而不需要全部更换，使用成本更低。对于较为复杂的地质层，可以提前准备多个相应的钻头并安装到副钻头的位置上，然后随时进行更换，这样既能够保证钻探速度，还可以在更换时将需要的钻头迅速更换到主钻头的位置上。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图。

图2是警示灯和电源模块与注浆器主体的连接示意图。

图3是本发明的中控制部分的结构框图。

图中，11、注浆器主体；21、工作腔；22、抽水段；23、注浆段；24、抽水喷头；25、浆液喷头；26、检测段；31、旋转柱；31、警示灯；32、电源模块；4、受力把手；52、显示屏；61、底板；62、防水式压力传感器；63、承压板；64、放大器；65、ad转换器；66、微处理器；67、透水孔；7、顶紧螺栓；81、主钻头；82、定位板；83、副钻头；84、插入限位板；9、保护壳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图3，为本发明公开的一种岩心钻探多功能旋喷注浆器，包括注浆器主体11、灌浆装置、多用途钻头、报警装置、控制部分和重量检测部分等组成。

注浆器主体11与钻探设备连接，负责将钻探设备输出的动力传递给多功能钻头并将浆液注入到浇筑孔内。注浆器主体11的底面上固定有一根旋转柱31，侧边上固定安装有一个受力把手4。

灌浆装置由开在注浆器主体11内的工作腔21等组成，工作腔21的上端为开放端。

注浆器主体11的外表面自下而上分为抽水段22、注浆段23和检测段26，其中抽水段22的长度小于注浆段23的长度，抽水段22上均布有抽水喷头24，注浆段23上均布有浆液喷头25，抽水喷头24和浆液喷头25均与工作腔21连通。因为抽水时只需要少量的抽水喷头24就能够完成工作，而注浆时需要的大量的浆液喷头25同时工作，将足量的浆液在短时间内注入到浇筑孔内，因此抽水段22的长度远小于注浆段23的长度。

多用途钻头由主钻头81、定位板82、副钻头83和插入限位板84等组成，主钻头81的上开有一个多边形孔，相应的旋转柱31为与主钻头81上多边形孔相匹配的多边形柱，多边形柱与多边形孔过盈配合。多边形孔和多边形柱为正四边形或者正六边形。

定位板82固定在旋转柱31上，其上局部有多根与旋转柱31尺寸相同的连接柱，每一根连接柱上连接有一个副钻头83，副钻头83与连接方式与主钻头81和旋转柱31的连接方式相同，此处不再赘述。插入限位板84螺纹连接在主钻头81上，其上开有多个孔，每一个副钻头83插入到与其相对应的孔内，副钻头83与插入限位板84上的孔过渡配合。这样主钻头81和副钻头83的尾部和中间部分都被固定，工作过程中受到的力共同分担。

水量剂量承重板由固定在工作腔21内壁上的底板61、设在底板61上的防水式压力传感器62、设在防水式压力传感器62上的承压板63、与防水式压力传感器62连接的放大器64、与放大器64连接的ad转换器65、与ad转换器65连接的微处理器66和与微处理器66连接的显示屏52组成。

底板61的侧壁上开有螺纹孔，注浆器主体11的侧壁上开有通孔，通孔内安装有顶紧螺栓7，顶紧螺栓7的螺杆拧入到底板61上的螺纹孔内，将底板61固定在工作腔21的内壁上。底板61位于抽水段22和注浆段23之间，将两个段隔开。底板61上开有多个透水孔7，能够将底板61下方的水导入到底板上方的空间内。

保护壳9安装在注浆器主体11的检测段26上，显示屏52安装在注浆器主体11的检测段26上并位于保护壳9内。放大器64、ad转换器6和微处理器66安装在显示屏52的背面，同样位于保护壳9内。

参照图1和图2，报警装置由警示灯31和电源模块32组成，每一个警示灯31配备一个电源模块32。注浆器主体11的检测段26上安装有多个报警装置，报警装置沿工作腔21的轴线间隔设置，相邻报警装置之间的距离相等。警示灯31和电源模块32的一端穿过注浆器主体11插入到工作腔21内，二者另外的一端连接在一起。当工作腔21内的水没过报警装置时，电路接通，该警示灯31变为工作状态。

本实施例的实施原理为：

将本发明安装到钻探设备上，然后开始根据钻探规划开始进行钻探。

主钻头81首先与地面接触，旋转过程中，副钻头83顺序参与工作，浇筑孔逐渐成型。该过程中，根据提前的地质采样更换合适的主钻头81，当主钻头81与副钻头83的直径不一致时，则需要在较细的副钻头83上增加隔套，隔套的外径需与主钻头81的外径相同。

钻探过程中，浇筑孔内的水通过抽水喷头24进入到注浆器主体11内的工作腔21内，工作腔21内的水面随着钻探过程的进行逐渐升高。钻到指定深度后，注浆器主体11停止转动。该过程中，工作腔21内的水面没过承压板63后，会通过承压板63向防水式压力传感器62施加一个压力，防水式压力传感器62受到压力后输出一个电信号，电信号经过放大器64的放大处理后进入ad转换器65进行转换，电信号转化为数字信号，转化后的数字信号经过微处理器66后输入到显示屏52，在显示屏52上显示。

岩层中的水较多时，钻探过程中工作腔21内的水面会没过警示灯31和电源模块32插入到工作腔21内的连接端，此时需要记录下是哪个警示灯31亮起和此时显示屏52上显示的数值，最后将全部的数据累加。

岩层中的水较少时，警示灯31不会工作，此时仅记录下显示屏52上显示的数值。

将工作腔21内的水抽取完成后，开始进行注浆，此时将足量的浆液注入到注浆器主体11的工作腔21内，该过程中注浆器主体11转动，工作腔21内的浆液通过浆液喷头25连续不断的喷射到浇筑孔内。注浆器主体11在旋转的过程中同时缓慢从浇筑孔中退出，注浆器主体11完全退出后将浇筑孔封堵。遇到特殊情况需要注浆器主体11停留在浇筑孔内时，注浆器主体11仅转动不移动，注浆完成后将工作腔21封堵。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。