专利名称：在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法。
背景技术：
在山区或浅山区，公路桥的钻孔桩井筒首先向下穿过土层，然后才进入岩石部位。在穿过土层部位，井筒用人工开挖，并且自上而下逐层设制钢筋混凝土护壁，以对周围土体进行支护。在岩石部位，井筒的开挖深度为其直径的2.0-2.5倍，以保证钻孔桩获得足够的嵌岩长度。以往岩石部位的井筒都是用爆破法分层向下开挖，所形成的井筒侧壁虽然布满了大大小小的爆破裂纹，但无须设制混凝土护壁。采用爆破法分层向下开挖井筒，需要进行多个施工程序。每一个施工程序都包括钻孔、爆破和清方等多个工艺。每一个施工程序至少需要一天的时间，但只能向下开挖300-400mm深。在井筒底部用风钻钻制炮孔，操作的难度大，粉尘多。每次爆破时都会产生振动和飞石，需要的防护器材多，且容易引发群体事件。爆破所需要的炸药和雷管都是由振远护卫公司专门运送，每个井筒的每个施工程序都要支付300元以上的炸药和雷管的运送费用。在钻孔桩井筒的底部如架设一台平面旋转冲击钻，采用环式冲击法进行开挖，则其工效更高、质量更好，便于操作且更为安全。在施工时，平面旋转冲击钻的钻头沿着设定岩石井筒侧壁顺次钻制垂直的冲击孔，首先形成实际岩石井筒侧壁，并使井底的岩体开挖部位仅剩下一个孤岛式的残存体。由于残存体周围的约束被解除，周围的侧压力被撤消，故不难用机械方式将其破碎。被破碎的岩石被及时清出井筒。本发明就是根据上述的思路，由本发明人精心研制的一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法。
发明内容
本发明所要解决的问题就是提供一种当钻孔桩井筒的数量既多且集中，在每个钻孔桩井筒底部都出现大范围岩石的情况下，开挖岩石井筒的环式冲击法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，在桥梁工程中，被用于开挖钻孔桩井筒底部的岩石部位；在山区或浅山区，大地表层通常为7-30m厚的土层，在土层之下是大范围的岩石结构；所述的井筒其直径大多为1.2m、1.5m和1.Sm，它向下首先穿过土层，然后进入岩石结构中；在穿过土层部位，设有混凝土护壁；在岩石结构中，形成实际岩石井筒侧壁；该实际岩石井筒侧壁用平面旋转冲击钻冲击而成；为了在井底安装平面旋转冲击钻并满足其操作需要，在距岩石结构表面3m高的范围内，所述的混凝土护壁其口径大于井筒的直径240mm ;在井筒底部，整个岩石开挖部位呈一个圆柱体，其厚度等于井筒直径的
2.0-2.5倍，其直径等于井筒的直径，其侧面与设定岩石井筒侧壁相吻合，其底面与设定岩石井筒底面相吻合；所述的岩石开挖部位可一次开挖完成；本发明的特征在于:
在穿过土层部位，所述的井筒用人工开挖；每向下开挖IOOOmm深，都制作一层混凝土护壁，其底部三层混凝土护壁的口径皆大于井筒的直径240mm ;在井筒底部，用电动切割片对岩石结构的表层进行水平切割，在其表面的正中部位形成ー个操作平台；在这个操作平台上，安装一台平面旋转冲击钻；该平面旋转冲击钻可绕其自身的中心主轴作360度的平面转动，其钻头与所述的设定岩石井筒侧壁相切，并以185-190mm的相等环向间距，首先顺次向下钻制垂直的独立冲击孔；然后在每相邻的两个独立冲击孔之间的正中部位，都钻制ー个垂直的贯通冲击孔；整个ー圈独立冲击孔和贯通冲击孔的孔腔沿着圆周贯通起来，形成一道环状岩石间距；所述的独立冲击孔和贯通冲击孔的口径皆为130mm，它们的孔底都处于同一个标高，且都低于所述的设定岩石井筒底面100-400mm;在所述的环状岩石间距之外，是实际岩石井筒侧壁；在所述的环状岩石间距之内，是岩石开挖部位的残存体；在该残存体的上部和中部，直接用风镐对岩石进行破碎；在该残存体的下部，先在岩石中钻制胀裂孔，再向这些胀裂孔中灌注无声破碎剂浆液对岩石进行胀裂，最后用风镐进行破碎；在该残存体的根部，所剰余的残留岩石仍固定在原处；在所述的井筒的开ロ处，安装一台卷扬机，利用吊桶吊装，及时将破碎的岩石运出井筒；将钻孔桩的钢筋笼放入井筒中，在该井筒中注满C25混凝土，残留岩石构成了钻孔桩的根部。所述的混凝土护壁为IOOmm厚的钢筋混凝土壳体结构，自上而下分层浇注而成；其顶层混凝土护壁的顶面与井筒的开ロ相持平，其底层混凝土护壁的底面与岩石结构的表面相衔接；整个混凝土护壁支护着土层，使之无法坍塌；每ー层混凝土护壁的高度都是1050mm，其顶端都向上插入上ー层混凝土护壁的底部50mm深；每ー层混凝土护壁的顶面和底面各为ー个水平的圆环面，其内侧面和外侧面各为ー个圆台体侧面；每ー层混凝土护壁其内侧面顶端的口径即为该层混凝土护壁的ロ径。在所述的井筒内，从岩石结构的表面向上:第一层至第三层混凝土护壁为扩大口径护壁，其口径都等于井筒的直径加240mm;第五层至顶层混凝土护壁为标准口径护壁，其口径都等于井筒的直径；第四层混凝土护壁为变化口径护壁，其内侧面顶端的口径等于井筒的直径，其底部与第三层混凝土护壁相顺接；所述的平面旋转冲击钻其高度不超过2500mm,它完全处于底部三层扩大口径护壁的范围内。所述的平面旋转冲击钻由一台气压为0.7MPa、供气量为12立方米的空压机带动；在井筒底部的操作平台上，其固定基座通过垂直向下打入的四根螺纹锚杆与岩石相固定；其回转器至井筒竖向中轴线的最大之距大于井筒的半径61.5mm,但比扩大口径护壁的二分之一 口径小58.5mm ;其钻杆垂直而立,与井筒的竖向中轴线之距小于井筒的半径63.5mm ；其钻头的直径为127_ ;所述的螺纹锚杆其直径为20_，其打入岩石的长度为600_。所述的环状岩石间距，其深度等于独立冲击孔和贯通冲击孔的深度，其最宽处为130_，其最窄处不小于70_ ;所述的实际岩石井筒侧壁和残存体的高度都等于环状岩石间距的深度；该实际岩石井筒侧壁和残存体的侧面都是由多个垂直的圆弧曲面衔接而成，其每ー个圆弧曲面都是ー个独立冲击孔孔壁或一个贯通冲击孔孔壁的一部分。所述的残存体呈ー个孤岛状，其根部仍与岩石结构相连接；所述的环状岩石间距解除了残存体周围的约束，撤消了其周围的侧压力，并为其创造了ー个可扩张的空间；在残存体内部，原有的裂纹和裂缝明显扩大，其扩大的程度自下而上逐步増大；在残存体的上部和中部，利用其中已扩大的裂纹和裂缝，利用其周围新形成的临空面，用风镐就能将该部位的岩石破碎。
在所述的残存体的下部，从其顶面向下以250_350mm为间距按方阵钻制胀裂孔；该胀裂孔用风钻钻制，其口径为36-38mm，其孔底皆低于所述的残存体的根部IOOmm ;在这些胀裂孔中都注满无声破碎剂浆液，该无声破碎剂浆液在凝固过程中产生膨胀力，将岩石中原有的裂纹和裂缝扩大，并在岩石中形成新的裂纹和裂缝；最后用风镐对该部位的岩石进行破碎。所述的残留岩石呈中间高、周围低的态势，它分布于所述的设定岩石井筒底面的所在处，其顶面高于所述的环状岩石间距的底面0-300mm ;该残留岩石越坚硬，其中的裂纹和裂缝越少，其各部位的厚度就越大；在残留岩石的内部，分布着各胀裂孔的残留段；在这些胀裂孔的残留段，清除无声破碎剂浆液凝固后所形成的颗粒物，并注满水泥砂浆，该水泥砂浆的抗压强度不小于C30混凝土的抗压强度。所述的独立冲击孔和贯通冲击孔其孔底都要低于设定岩石井筒底面100-400mm，所述的岩石结构越坚硬，其孔底低于设定岩石井筒底面的数值就越大；所述的环状岩石间距其底面由各独立冲击孔和贯通冲击孔的孔底构成；随着环状岩石间距其底面的降低，所述的残留岩石其顶面亦相应降低；在所述的井筒内，钻孔桩的钢筋笼其底端不高于设定岩石井筒底面的标高，并直接与残留岩石的表面相接触。本发明的优点是:平面旋转冲击钻的构造简单，便于安装和拆卸，易于操作，机动性强，功率大，施工的速度快，整个岩石开挖部位可一次进行开挖。它可以连续作业，不受外界各种因素干扰。所形成的岩石井筒侧壁规则，且井壁岩石完好无损。与爆破开挖方法相比，其施工速度可提高一倍，其施工费用可减少一半。
图1是井筒沿其竖向中轴线的剖面图。图2是井筒底部沿其竖向中轴线的剖面图。图3是在岩石开挖部位表层形成操作平台后沿井筒竖向中轴线的剖面图。图4是平面旋转冲击钻在钻制岩石开挖部位右侧独立冲击孔时沿其对称面的剖面图。图5是平面旋转冲击钻在钻制岩石开挖部位左侧独立冲击孔时沿其对称面的剖面图。图6是岩石开挖部位环状岩石间距其最宽处的竖向剖面图。图7是岩石开挖部位环状岩石间距其最窄处的竖向剖面图。图8是在岩石开挖部位残存体底部设制胀裂孔后沿井筒竖向中轴线的剖面图。图9是在残存体底部的胀裂孔中注满无声破碎剂浆液后沿井筒竖向中轴线的剖面图。图10是岩石开挖部位残留岩石沿井筒竖向中轴线的剖面图。图11是钢筋笼的侧面图。图12是钢筋笼在井筒中就位后沿其竖向中轴线的剖面图。图13是钻孔桩沿其竖向中轴线的剖面图。图14是设定岩石井筒侧壁的水平横断面图。图15是设定岩石井筒侧壁内独立冲击孔分布的水平横断面图。
图16是设定岩石井筒侧壁内独立冲击孔和贯通冲击孔分布的水平横断面图。图17是岩石开挖部位环状岩石间距的水平横断面图。图18是钢筋笼在井筒内就位后位于岩石开挖部位的水平横断面图。图19是钻孔桩位于岩石开挖部位的水平横断面图。图20是平面旋转冲击钻沿其对称面的剖面图。下面结合图1至图20详细说明根据本发明所提出的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法。附图标记· 1井筒，2混凝土护壁，3岩石结构，4设定岩石井筒侧壁，5设定岩石井筒底面，6实际岩石井筒侧壁，7岩石开挖部位，8平面旋转冲击钻，9螺纹锚杆，10独立冲击孔，11贯通冲击孔，12胀裂孔，13无声破碎剂浆液，14钢筋笼，15 C25混凝土，2-1标准ロ径护壁，2-2变化口径护壁，2-3扩大口径护壁，7-1操作平台，7-2残存体，7_3残留岩石，
7-4环状岩石间距，8-1固定基座，8-2钻杆，8-3钻头，8_4回转器。
具体实施例方式在山区或浅山区，大地的表层通常为7_30m厚的土层，在土层之下是大范围的岩石结构3。钻孔桩的井筒I其直径大多为1.2m、1.5m和1.8m,它向下首先穿过土层，然后进入岩石结构3中。在穿过土层部位，设有混凝土护壁2。在岩石结构3中，形成实际岩石井筒侧壁6。在井筒I底部，整个岩石开挖部位7呈ー个圆柱体，其厚度等于井筒I直径的
2.0-2.5倍，其直径等于井筒I的直径，其侧面与设定岩石井筒侧壁4相吻合，其底面与设定岩石井筒底面5相吻合，整个岩石开挖部位7可一次开挖完成。在穿过土层部位，井筒I用人工开挖。每向下开挖IOOOmm深，都制作ー层混凝土护壁2。混凝土护壁2为IOOmm厚的钢筋混凝土壳体结构，自上而下分层浇注而成。其顶层混凝土护壁2的顶面与井筒I的开ロ相持平，其底层混凝土护壁2的底面与岩石结构3的表面相衔接。整个混凝土护壁2支护着土层，使之无法坍塌。每ー层混凝土护壁2的高度都是1050mm，其顶端都向上插入上ー层混凝土护壁2的底部50mm深。每ー层混凝土护壁2的顶面和底面各为ー个水平的圆环面，其内侧面和外侧面各为ー个圆台体侧面。每ー层混凝土护壁2其内侧面顶端的口径即为该层混凝土护壁2的口径。在井筒1内，用电动切割片对岩石结构3的表层进行水平切割，在其表面的正中部位形成ー个操作平台7-1。实际岩石井筒侧壁6用平面旋转冲击钻8冲击而成，它由一台气压为0.7MPa、供气量为12立方米的空压机带动。在操作平台7-1上，其固定基座8-1通过垂直向下打入的四根螺纹锚杆9与岩石相固定；其高度不超过2500_ ;其回转器8-4至井筒I竖向中轴线的最大之距大于井筒1的半径61.5mm;其钻杆8-2垂直而立，与井筒I的竖向中轴线之距小于井筒I的半径63.5mm ;其钻头8_3的直径为127_。垂直向下打入岩石的螺纹锚杆9其直径为20mm，其打入岩石的长度为600mm。为了在井筒底部安装平面旋转冲击钻8并满足其操作需要，从岩石结构3的表面向上:第一层至第三层混凝土护壁2为扩大口径护壁2-3，其口径都等于井筒I的直径加240mm ;第五层至顶层混凝土护壁2为标准口径护壁2_1，其口径都等于井筒I的直径；第四层混凝土护壁2为变化口径护壁2-2，其内侧面顶端的口径等于井筒I的直径，其底部与第三层混凝土护壁2相顺接。安装就位的平面旋转冲击钻8，其回转器8-4至井筒I竖向中轴线的最大之距比扩大口径护壁2的二分之一 口径小58.5mm。平面旋转冲击钻8可绕其自身的中心主轴作360度的平面转动，其钻头8-3与设定岩石井筒侧壁4相切。首先以185-190mm的相等环向间距，顺次向下钻制垂直的独立冲击孔10。然后在每相邻的两个独立冲击孔10之间的正中部位，都钻制一个垂直的贯通冲击孔11。整个一圈独立冲击孔10和贯通冲击孔11的孔腔沿着圆周贯通起来，形成一道环状岩石间距7-4。独立冲击孔10和贯通冲击孔11的口径皆为130mm，它们的孔底都处于同一个标高，且都比设定岩石井筒底面5低100-400mm。环状岩石间距7_4的深度等于独立冲击孔10和贯通冲击孔11的深度，其最宽处为130mm，其最窄处不小于70mm。在环状岩石间距7-4之外，是实际岩石井筒侧壁6 ;在环状岩石间距7-4之内，是岩石开挖部位7的残存体7-2。实际岩石井筒侧壁6和残存体7-2的高度都等于环状岩石间距7-4的深度。实际岩石井筒侧壁6和残存体7-2的侧面都是由多个垂直的圆弧曲面衔接而成，其每一个圆弧曲面都是一个独立冲击孔10孔壁或一个贯通冲击孔11孔壁的一部分。残存体7-2呈一个孤岛状，其根部仍与岩石结构3连接。环状岩石间距7-4解除了残存体7-2周围的约束，撤消了其周围的侧压力，并为其创造了一个可扩张的空间。在残存体7-2的内部，原有的裂纹和裂缝明显扩大，其扩大的程度自下而上逐步增大。在残存体
7-2的上部和中部，利用其中已扩大的裂纹和裂缝，利用其周围新形成的临空面，用风镐就能将该部位的岩石破碎。在残存体7-2的下部，从其顶面向下以250_350mm为间距按方阵钻制胀裂孔12。该胀裂孔12用风钻钻制，其口径为36-38mm，其孔底皆低于残存体7_2的根部100mm。在这些胀裂孔12中都注满无声破碎剂浆液13，该无声破碎剂浆液13在凝固过程中产生膨胀力，将岩石中原有的裂纹和裂缝扩大，并在岩石中形成新的裂纹和裂缝。最后用风镐对该部位的岩石进行破碎。在井筒I的开口处，安装一台卷扬机，利用吊桶吊装，及时将破碎的岩石运出井筒I。在残存体7-2的根部还会剩余一些残留岩石7-3。该残留岩石7-3呈中间高、周围低的态势，它分布于设定岩石井筒底面5的所在处，其顶面高于环状岩石间距7-4的底面0-350_。该残留岩石7-3越坚硬，其中的裂缝和裂纹越少，其各部位的厚度就越大。在残留岩石7-3内部，分布着各胀裂孔12的残留段。在这些胀裂孔12的残留段，清除无声破碎剂浆液13凝固后所形成的颗粒物，并注满水泥砂浆，该水泥砂浆的抗压强度不小于C30混凝土的抗压强度。所钻制的独立冲击孔10和贯通冲击孔11其孔底都要比设定岩石井筒底面5低100-400_，岩石结构3越坚硬，其孔底低于设定岩石井筒底面5的数值就越大。环状岩石间距7-4的底面由各独立冲击孔10和贯通冲击孔11的孔底构成。随着环状岩石间距7-4其底面的降低，残留岩石7-3其顶面亦相应降低。在井筒I内，钻孔桩的钢筋笼14其底端不高于设定岩石井筒底面5的标高，并直接与残留岩石7-3的表面相接触，当井筒中注满C25混凝土 15后，该残留岩石7-3构成了钻孔桩的根部。
权利要求
1.一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，在桥梁工程中，被用于开挖钻孔桩井筒〔I〕底部的岩石部位；在山区或浅山区，大地表层通常为7-30m厚的土层，在土层之下是大范围的岩石结构〔3〕;所述的井筒〔I〕其直径大多为1.2m、l.5m和1.8m，它向下首先穿过土层，然后进入岩石结构〔3〕中；在穿过土层部位，设有混凝土护壁〔2〕；在岩石结构〔3〕中，形成实际岩石井筒侧壁〔6〕;该实际岩石井筒侧壁〔6〕用平面旋转冲击钻〔8〕冲击而成；为了在井筒〔I〕底部安装平面旋转冲击钻〔8〕，并满足其操作需要，在距岩石结构〔3〕表面3m高的范围内，所述的混凝土护壁〔2〕其口径大于井筒〔I〕的直径240mm;在井筒〔I〕底部，整个岩石开挖部位〔7〕呈一个圆柱体，其厚度等于井筒〔I〕直径的2.0-2.5倍，其直径等于井筒〔I〕的直径，其侧面与设定岩石井筒侧壁〔4〕相吻合，其底面与设定岩石井筒底面〔5〕相吻合；所述的岩石开挖部位〔7〕可一次开挖完成；本发明的特征在于: 在穿过土层部位，所述的井筒〔I〕用人工开挖；每向下开挖IOOOmm深，都制作一层混凝土护壁〔2〕，其底部三层混凝土护壁〔2〕的口径皆大于井筒〔I〕的直径240mm;在井筒〔I〕底部，用电动切割片对岩石结构〔3〕的表层进行水平切割，在其表面的正中部位形成一个操作平台〔7-1〕；在这个操作平台〔7-1〕上，安装一台平面旋转冲击钻〔8〕；该平面旋转冲击钻〔8〕可绕其自身的中心主轴作360度的平面转动，其钻头〔8-3〕与所述的设定岩石井筒侧壁〔4〕相切，并以185-190mm的相等环向间距，首先顺次向下钻制垂直的独立冲击孔〔10〕；然后在每相邻的两个独立冲击孔〔10〕之间的正中部位，都钻制一个垂直的贯通冲击孔〔11〕；整个一圈独立冲击孔〔10〕和贯通冲击孔〔11〕的孔腔沿着圆周贯通起来，形成一道环状岩石间距〔7-4〕；所述的独立冲击孔〔10〕和贯通冲击孔〔11〕的口径皆为130mm，它们的孔底都处于同一个标高，且都低于所述的设定岩石井筒底面〔5〕100-400_ ;在所述的环状岩石间距〔7-4〕之外，是实际岩石井筒侧壁〔6〕;在所述的环状岩石间距〔7-4〕之内，是岩石开挖部位〔7〕的残存体〔7-2〕；在该残存体〔7-2〕的上部和中部，直接用风镐对岩石进行破碎；在该残存体〔7-2〕的下部，先在岩石中钻制胀裂孔〔12〕，再向这些胀裂孔〔12〕中灌注无声破碎剂浆液〔13〕对岩石进行胀裂，最后用风镐进行破碎；在该残存体〔7-2〕的根部，所剩余的残留岩石〔7-3〕仍固定在原处；在所述的 井筒〔I〕的开口处，安装一台卷扬机，利用吊桶吊装，及时将破碎的岩石运出井筒〔I〕；将钻孔粧的钢筋笼〔14〕放入井筒〔I〕中，在该井筒〔I〕中注满C25混凝土〔15〕，残留岩石〔7-3〕构成了钻孔桩的根部。
2.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:所述的混凝土护壁〔2〕为IOOmm厚的钢筋混凝土壳体结构，自上而下分层浇注而成；其顶层混凝土护壁〔2〕的顶面与井筒〔I〕的开口相持平，其底层混凝土护壁〔2〕的底面与岩石结构〔3〕的表面相衔接；整个混凝土护壁〔2〕支护着土层，使之无法坍塌；每一层混凝土护壁〔2〕的高度都是1050mm，其顶端都向上插入上一层混凝土护壁〔2〕的底部50mm深；每一层混凝土护壁〔2〕的顶面和底面各为一个水平的圆环面，其内侧面和外侧面各为一个圆台体侧面；每一层混凝土护壁〔2〕其内侧面顶端的口径即为该层混凝土护壁〔2〕的口径。
3.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:在所述的井筒〔I〕内，从岩石结构〔3〕的表面向上:第一层至第三层混凝土护壁〔2〕为扩大口径护壁〔2-3〕，其口径都等于井筒〔I〕的直径加240mm ;第五层至顶层混凝土护壁〔2〕为标准口径护壁〔2-1〕，其口径都等于井筒〔I〕的直径；第四层混凝土护壁〔2〕为变化口径护壁〔2-2〕，其内侧面顶端的口径等于井筒〔I〕的直径，其底部与第三层混凝土护壁〔2〕相顺接；所述的平面旋转冲击钻〔8〕其高度不超过2500mm，它完全处于底部三层扩大口径护壁〔2_3〕的范围内。
4.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:所述的平面旋转冲击钻〔8〕由一台气压为0.7MPa、供气量为12立方米的空压机带动；在井筒〔I〕底部的操作平台〔7-1〕上，其固定基座〔8-1〕通过垂直向下打入的四根螺纹锚杆〔9〕与岩石相固定；其回转器〔8-4〕至井筒〔I〕竖向中轴线的最大之距大于井筒〔I〕的半径61.5mm，但比扩大口径护壁〔2-3〕的二分之一口径小58.5mm ;其钻杆〔8-2〕垂直而立，与井筒〔I〕的竖向中 轴线之距小于井筒〔I〕的半径63.5_;其钻头〔8-3〕的直径为127_;所述的螺纹锚杆〔9〕其直径为20_，其打入岩石的长度为600_。
5.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:所述的环状岩石间距〔7-4〕，其深度等于独立冲击孔〔10〕和贯通冲击孔〔11〕的深度，其最宽处为130mm，其最窄处不小于70mm ;所述的实际岩石井筒侧壁〔6〕和残存体〔7_2〕的高度都等于环状岩石间距〔7-4〕的深度；该实际岩石井筒侧壁〔6〕和残存体〔7-2〕的侧面都是由多个垂直的圆弧曲面衔接而成，其每ー个圆弧曲面都是ー个独立冲击孔〔10〕孔壁或ー个贯通冲击孔〔11〕孔壁的一部分。
6.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:所述的残存体〔7-2〕呈ー个孤岛状，其根部仍与岩石结构〔3〕相连接；所述的环状岩石间距〔7-4〕解除了残存体〔7-2〕周围的约束，撤消了其周围的侧压力，并为其创造了ー个可扩张的空间；在残存体〔7-2〕内部，原有的裂纹和裂缝明显扩大，其扩大的程度自下而上逐步增大；在残存体〔7-2〕的上部和中部，利用其中已扩大的裂纹和裂缝，利用其周围新形成的临空面，用风镐就能将该部位的岩石破碎。
7.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:在所述的残存体〔7-2〕的下部，从其顶面向下以250-350mm为间距按方阵钻制胀裂孔〔12〕；该胀裂孔〔12〕用风钻钻制，其口径为36-38mm，其孔底皆低于所述的残存体〔7_2〕的根部IOOmm ;在这些胀裂孔〔12〕中都注满无声破碎剂浆液〔13〕，该无声破碎剂浆液〔13〕在凝固过程中产生膨胀力，将岩石中原有的裂纹和裂缝扩大，并在岩石中形成新的裂纹和裂縫；最后用风镐对该部位的岩石进行破碎。
8.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:所述的残留岩石〔7-3〕呈中间高、周围低的态势，它分布于所述的设定岩石井筒底面〔5〕的所在处，其顶面高于所述的环状岩石间距〔7-4〕的底面0-300mm;该残留岩石〔7_3〕越坚硬，其中的裂纹和裂缝越少，其各部位的厚度就越大；在残留岩石〔7-3〕的内部，分布着各胀裂孔〔12〕的残留段；在这些胀裂孔〔12〕的残留段，清除无声破碎剂浆液〔13〕凝固后所形成的颗粒物，并注满水泥砂浆，该水泥砂浆的抗压强度不小于C30混凝土的抗压强度。
9.根据权利要求1所述的在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，其特征在于:所述的独立冲击孔〔10〕和贯通冲击孔〔11〕其孔底都要低于设定岩石井筒底面〔5〕100-400_，所述的岩石结构〔3〕越坚硬，其孔底低于设定岩石井筒底面〔5〕的数值就越大；所述的环状岩石间距〔7-4〕其底面由各独立冲击孔〔10〕和贯通冲击孔〔11〕的孔底构成；随着环状岩石间距〔7-4〕其底面的降低，所述的残留岩石〔7-3〕其顶面亦相应降低；在所述的井筒〔I〕内，钻孔桩的钢筋笼〔14〕其底端不高于设定岩石井筒底面〔5〕的标高，并直接与残留岩石〔7-3〕的表面相接触。
全文摘要
本发明涉及一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法。在井筒底部，整个岩石开挖部位的轮廓为一个圆柱体，其厚度等于井筒直径的2.0-2.5倍，其直径等于井筒的直径。在岩石开挖部位的操作平台上，架设一台平面旋转冲击钻，其钻头与设定岩石井筒侧壁相切，并以相等的环向间距，顺次钻制独立冲击孔和贯通冲击孔。首先形成实际岩石井筒侧壁，并使岩体开挖部位仅存一个孤岛状的残存体。该残存体周围的约束被解除，周围的侧压力被撤消，故可用机械方式将其破碎。本发明所使用的机械简单，易于安装和操作，并可一次开挖成形。所形成的岩石井筒侧壁规则，且井壁岩石完好无损。与爆破开挖方法相比，其施工速度可提高一倍，其施工费用可减少一半。
文档编号E02D17/08GK103088832SQ20131005542
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者杨宏量 申请人:北京鑫实路桥建设有限公司