一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备以及施工方法与流程

本发明涉及岩溶地质下的桩基溶洞处理，尤其是一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备以及施工方法。

背景技术：

1、在岩溶发育地区开展大型工程多采用钻孔灌注桩基础，而钻孔内部溶洞的存在可能造成塌孔、埋钻、漏浆等事故，给在建工程和周围建筑造成重大影响。由于钻孔灌注桩需要泥浆护壁，现行的物探方法很难在钻孔灌注桩的泥浆内对溶洞进行有效勘查处理。

2、因此市面上出现了一些依靠溶洞声呐探测法，但是目前的声呐处理方式只是一种探测手段，依旧无法对底部或者内壁上出现的溶洞进行有效处理，整体施工难度很大。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种改进的用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备以及施工方法，目前的声呐处理方式只是一种探测手段，依旧无法对底部或者内壁上出现的溶洞进行有效处理，整体施工难度很大的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，包括护筒、顶置升降电机、与监测单元通过通信电缆相连接的声呐探测探头、调节电机和用于输送回填粉料的外部输送管，所述的护筒外侧面上开设有纵置升降口，所述纵置升降口内部固定装配有纵置导轨，所述护筒外侧面上通过纵置导轨套接有由顶置升降电机控制的组合式环形检测控制框，所述调节电机安装在组合式环形检测控制框外侧，所述外部输送管下端通过插入组合式环形检测控制框与组合式环形检测控制框内部相连通，所述组合式环形检测控制框外侧面上安装有用于装配声呐探测探头的上置检测支架、外部安装侧向抹料组件的中置支撑架和外部安装电控撑杆的下置安装支架。

3、所述的纵置导轨内部两侧活动装配有由顶置升降电机控制侧向调节丝杆，所述纵置导轨内部位于侧向调节丝杆之间设置有中置螺纹升降座，所述中置螺纹升降座通过两侧内螺纹调节槽套在侧向调节丝杆外侧与侧向调节丝杆螺纹装配。

4、所述组合式环形检测控制框包括固定安装在中置螺纹升降座外侧面上的环形外部导轨、活动插接在环形外部导轨外侧开口内部的环形内部罩壳、固定在环形内部罩壳外侧面上的外部闭合罩、固定在环形外部导轨外侧面上的侧向安装底座和开设在环形内部罩壳装配面侧壁上的环形调节齿槽。

5、所述调节电机通过插入侧向安装底座内部与侧向安装底座固定装配，所述调节电机下端的调节轴上轴向安装有与环形调节齿槽相啮合的调节齿轮。

6、所述上置检测支架和中置支撑架均固定安装在外部闭合罩外侧面上，所述下置安装支架外侧端具有用于安装电控撑杆的一体结构中置装配座。

7、所述侧向抹料组件包括活动安装在中置支撑架内部的内侧调节撑杆、翻转抹料刮板和固定在翻转抹料刮板侧壁上的外部出料嘴，所述内侧调节撑杆外侧伸缩端与翻转抹料刮板侧壁活动装配。

8、所述环形内部罩壳内侧面上具有用于提升内部混合物活性的一体结构搅拌叶片。

9、一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工方法，包括放置探头、孔壁探测、软件分析；

10、放置探头：通过通信电缆利用孔口支架将声呐探测探头安装于上置检测支架一端，并通过通信电缆与现场主机连接；当遇到人工挖孔桩桩底没有泥浆液或水时需灌入10-20cm的水，以便保证声呐探测探头的声呐发射器和声呐传感器能与水接触，进而使声呐应力波能与孔壁界面耦合；

11、孔壁探测：当声呐探测探头放置好后，现场主机通过通信电缆控制声呐发射驱动模块和声呐发射器发射声呐应力波，控制声呐信号处理模块接收声纳信号，并将接收声呐数字化的数据经单片机的通信口由通信电缆传送到现场主机显示和处理；

12、软件分析：利用pbca溶洞声呐探测仪分析软件，将所有探测的声呐接收信号按声呐接收传感器的方位顺序排列生成探测声呐应力波剖面图并进行综合处理分析，得到内溶洞的发育情况。

13、通过在声呐探测探头对行进过程中探测溶洞，然后利用外部输送管向下输送混合填充料，采用回填片石黏土法施工，通过抛填片石、粉质黏土填筑挤密溶洞，然后再利用转动带动翻转抹料刮板对孔壁进行刮料，从而形成护壁。

14、本发明的有益效果是：

15、(1)本发明的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备以及施工方法通过充分利用了钻孔灌注桩的泥浆条件，可以在成孔过程中跟踪探测桩底10m内溶洞发育情况，具有成本低、速度快、精度高等优点；

16、(2)通过采用升降随动操作方式，可以对整个钻孔内壁进行声呐探测和处理，不仅可以处理桩底，还可以对孔壁进行操作，探测范围和处理范围更加广泛；

17、(3)利用侧向抹料组件和电控撑杆相结合设计，可以在不影响垂直升降的同时，对设备进行支撑限位，提升施工过程中的整体稳定性，同时可以进行涂料和刮料操作，操作更加方便；

18、(4)通过采用组合式环形检测控制框设计，可以保证垂直升降的同时进行同步转动，同时利用内置式输送原料设计，保证原料输送的稳定性和准确性，同时保持原料内部活性；

19、(5)使得探测完成后快速进行近距离施工，无需人工操作，安全性大大提升，施工成本也更加低廉。

技术特征：

1.一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，包括护筒(1)、顶置升降电机(2)、与监测单元通过通信电缆相连接的声呐探测探头(3)、调节电机(4)和用于输送回填粉料的外部输送管(5)，其特征是：所述的护筒(1)外侧面上开设有纵置升降口，所述纵置升降口内部固定装配有纵置导轨(6)，所述护筒(1)外侧面上通过纵置导轨(6)套接有由顶置升降电机(2)控制的组合式环形检测控制框，所述调节电机(4)安装在组合式环形检测控制框外侧，所述外部输送管(5)下端通过插入组合式环形检测控制框与组合式环形检测控制框内部相连通，所述组合式环形检测控制框外侧面上安装有用于装配声呐探测探头(3)的上置检测支架(7)、外部安装侧向抹料组件的中置支撑架(8)和外部安装电控撑杆(9)的下置安装支架(10)。

2.根据权利要求1所述的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，其特征是：所述的纵置导轨(6)内部两侧活动装配有由顶置升降电机(2)控制侧向调节丝杆(11)，所述纵置导轨(6)内部位于侧向调节丝杆(11)之间设置有中置螺纹升降座(12)，所述中置螺纹升降座(12)通过两侧内螺纹调节槽套在侧向调节丝杆(11)外侧与侧向调节丝杆(11)螺纹装配。

3.根据权利要求2所述的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，其特征是：所述组合式环形检测控制框包括固定安装在中置螺纹升降座(12)外侧面上的环形外部导轨(13)、活动插接在环形外部导轨(13)外侧开口内部的环形内部罩壳(14)、固定在环形内部罩壳(14)外侧面上的外部闭合罩(15)、固定在环形外部导轨(13)外侧面上的侧向安装底座(16)和开设在环形内部罩壳(14)装配面侧壁上的环形调节齿槽(17)。

4.根据权利要求3所述的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，其特征是：所述调节电机(4)通过插入侧向安装底座(16)内部与侧向安装底座(16)固定装配，所述调节电机(4)下端的调节轴上轴向安装有与环形调节齿槽(17)相啮合的调节齿轮。

5.根据权利要求4所述的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，其特征是：所述上置检测支架(7)和中置支撑架(8)均固定安装在外部闭合罩(15)外侧面上，所述下置安装支架(10)外侧端具有用于安装电控撑杆(9)的一体结构中置装配座(177)。

6.根据权利要求4所述的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，其特征是：所述侧向抹料组件包括活动安装在中置支撑架(8)内部的内侧调节撑杆(18)、翻转抹料刮板(19)和固定在翻转抹料刮板(19)侧壁上的外部出料嘴(20)，所述内侧调节撑杆(18)外侧伸缩端与翻转抹料刮板(19)侧壁活动装配。

7.根据权利要求4所述的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备，其特征是：所述环形内部罩壳(14)内侧面上具有用于提升内部混合物活性的一体结构搅拌叶片(21)。

8.一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工方法，其特征在于：包括放置探头、孔壁探测、软件分析；

9.根据权利要求8所述的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工方法，其特征在于：通过在声呐探测探头(3)对行进过程中探测溶洞，然后利用外部输送管向下输送混合填充料，采用回填片石黏土法施工，通过抛填片石、粉质黏土填筑挤密溶洞，然后再利用转动带动翻转抹料刮板(19)对孔壁进行刮料，从而形成护壁。

技术总结
本发明涉及岩溶地质下的桩基溶洞处理技术领域，尤其是一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备以及施工方法，包括护筒、顶置升降电机、与监测单元通过通信电缆相连接的声呐探测探头、调节电机和用于输送回填粉料的外部输送管。本发明的一种用于岩溶地质下的桩基溶洞施工设备以及施工方法通过充分利用了钻孔灌注桩的泥浆条件，可以在成孔过程中跟踪探测桩底10m内溶洞发育情况，具有成本低、速度快、精度高等优点；通过采用升降随动操作方式，可以对整个钻孔内壁进行声呐探测和处理，不仅可以处理桩底，还可以对孔壁进行操作，探测范围和处理范围更加广泛。

技术研发人员：王惠鸿,黄国忠,万昕,杨双弟,李枢,曹玉红
受保护的技术使用者：中交四航局第一工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13