一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头的制作方法

本实用新型属于建筑施工技术领域，具体涉及一种结构简单、可供RJP工艺与MJS工艺通用的钻头。

背景技术：

RJP工艺（Rodin Tet Pile工艺）的基本原理与其他高压旋喷注浆一样，均以超高压喷射流体的动能，将土层的组织结构破环，被其破坏了的土粒与浆液混合搅拌，凝固后便在地层中形成固结体。但RJP工艺的加固机理与众不同，主要是进行两次切削破坏土层，即上段采用高压水进行一次切削，下段采用超高压水泥浆辅以同轴压缩空气进行二次切削，并将水泥浆与土体混合，从而在较短时间里形成大直径的水泥土加固体。

MJS工艺（Metro Tet Syetem工艺）又称全方位高压喷射工法，在原高压喷射注浆法的基础上，通过地内压力监测装置，采用独特的多输送孔道钻具和钻头前端强制吸泥装置，实现孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆量来控制地内压力，降低地表变形的可能性，减小施工对周边环境的影响，进一步保证了成桩直径。

常规的RJP工艺与MJS工艺根据所述的工艺特性，分别使用各自独立的钻头、钻具，即增加了设备器具的采购成本，又加大了设备器具的数量、运输、场地堆放等各方面的影响。

技术实现要素：

针对现有设备、技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可供RJP工艺与MJS工艺通用的钻头钻具。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于包括依次连接的排气工作段、上切削水工作段、泥浆倒吸工作段、连接段、压力感应工作段、喷浆工作段及下切削水工作段，钻头中设有上切削水输送孔道、倒吸空气输送孔道、下切削水输送孔道、监测数据线孔道、喷浆液输送孔道、倒吸水输送孔道、主气输送孔道及倒吸泥输送孔道，每个孔道出口位于排气工作段端面上；

所述排气工作段上设有倒吸气口和第一工艺孔，倒吸气口和倒吸空气输送孔道相通，第一工艺孔实现倒吸气从倒吸空气输送孔道改道至倒吸泥输送孔道；

所述上切削水工作段上设有上切削水口，上切削水口与上切削水输送孔道连通，实现超高压水构筑导轨切削，保证最终的成桩直径；

所述泥浆倒吸工作段上设有倒吸泥口、倒吸水喷嘴和第二工艺孔，倒吸泥口上设有倒吸泥口封板，倒吸泥口与倒吸泥输送孔道连接，倒吸水喷嘴安装于倒吸泥输送孔道底端；倒吸水喷嘴与倒吸水输送孔道相通，倒吸水喷嘴外侧上设有倒吸水喷嘴安装封板，第二工艺孔能实现将倒吸水输送孔道与倒吸水喷嘴连通，第一工艺孔、第二工艺孔上设有螺栓，对工艺孔进行密封；

所述压力感应工作段上设有地内压传感器、地内压传感器注液孔及地内压检测膜；地内压传感器通过数据线连接控制台，数据线安装在监测数据线孔道内；

所述喷浆工作段设有喷嘴及安装、检修工作仓，喷嘴通过喷嘴固定螺栓固定在喷浆工作段的喷嘴安装孔上；安装、检修工作仓用于将喷嘴与喷浆液输送孔道、主气输送孔道连接，且由后盖板密封；

所述下切削水工作段上设有下切削水口，下切削水口与下切削水输送孔道连通。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于喷嘴由喷浆口喷嘴和主气口环形喷嘴组装而成，喷浆口喷嘴和主气口环形喷嘴上分别设有螺纹，先通过喷嘴固定螺栓将喷浆口喷嘴安装在喷嘴安装孔上，再将主气口环形喷嘴套在喷浆口喷嘴外，安装、检修工作仓实现喷浆液输送孔道与喷浆口喷嘴单独连接、主气输送孔道和主气口环形喷嘴连接贯通。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于连接段用于调节倒吸泥口与喷浆口喷嘴之间距离，防止距离过小导致从喷浆口喷嘴喷出的大量有效固化浆液被倒吸废弃。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于倒吸泥口与喷浆口喷嘴的距离为1000-1200 mm，优选为1100mm。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于排气工作段端面上设有螺栓安装孔，钻头与钻杆由螺栓穿过螺栓安装孔固定连接；下切削水工作段端部设有引孔钻具固定螺栓口，钻具由螺栓穿过引孔钻具固定螺栓口固定在钻头上。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于倒吸泥口封板包括用于MJS工艺的带开孔倒吸泥口封板或用于RJP工艺的全密封倒吸泥口封板。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于地内压传感器注液孔为两个，分别注入润滑液与防冻液，保证地内压传感器的正常工作。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，其特征在于排气工作段、上切削水工作段、泥浆倒吸工作段、连接段、压力感应工作段、喷浆工作段及下切削水工作段上分别设有四个螺栓连接仓，各工作段之间均通过四个螺栓连接仓采用连接螺栓进行连接。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头的MJS施工工艺，其特征在于包括如下步骤：

倒吸泥口封板选用用于MJS工艺的带开孔倒吸泥口封板并安装，同时通过连接段调节倒吸泥口与喷浆口喷嘴之间的距离；高压水进入上切削水输送孔道经上切削水口喷射出高压水，对需加固土体进行一次切削，同时水泥浆液进入喷浆液输送孔道经喷浆口喷嘴喷射出超高压水泥浆液，辅以从主气输送孔道经主气口环形喷嘴的同轴压缩空气进行二次切削，使水泥浆液与土体混合，在较短时间内形成大直径的水泥土加固体；利用地内压检测膜及地内压传感器，通过数据线将施工部位的地内压力数据传送至控制后台；根据监测的地内压力数据，通过倒吸空气输送孔道及倒吸气口将压缩空气输送至倒吸泥输送孔道形成压差，将喷浆范围内的部分水泥浆与土体的混合液通过倒吸泥口吸入倒吸泥输送孔道内，再排放至地表废浆收集箱，实现孔内强制排浆和地内压力控制；辅以倒吸水喷嘴喷射的高压水对吸入倒吸泥输送孔道⑧的浆液进行稀释，更有利于废浆的倒吸、排放；实现常规MJS工艺钻具的成桩功能。

所述的一种RJP工艺与MJS工艺通用的钻头的RJP施工工艺，其特征在于包括如下步骤：

将用于MJS工艺的带开孔倒吸泥口封板换成用于RJP工艺的全密封倒吸泥口封板，同时关闭倒吸空气和倒吸水；通过上切削水口喷射的高压水进行一次切削，同时利用喷浆口喷嘴喷射的超高压水泥浆液辅以主气口环形喷嘴的同轴压缩空气进行二次切削，使水泥浆液与土体混合，在较短时间内形成大直径的水泥土加固体；施工范围内多余的废浆，通过Φ142mm钻具与Φ250mm~Φ300mm孔径地层之间的环状空隙，自溢排出至地表，实现常规RJP工艺钻具的成桩功能；同时，利用所述的地内压检测膜及地内压传感器，通过数据线将施工部位的地内压力数据传送至控制后台，实现了常规RJP工艺钻具无地内压力监测的功能。

通过采用上述钻头钻具，与现有RJP工艺与MJS工艺的钻头钻具相比，本实用新型的有益效果如下：

1）该钻头具有广阔的开发利用前景，通过简单的更换倒吸泥口封板及控制地面后台倒吸气空压机和倒吸水泵的使用，可以通用于RJP工艺与MJS工艺上。区别于现有的RJP工艺与MJS工艺常规钻头，本实用新型所述的一种RJP与MJS工艺通用钻头，在用于RJP工艺时，增加了地内压力监测功能；在用于MJS工艺时，增加了上切削高压水的引导切削功能，更有利于保证成桩直径及加固体的均匀性；

2）本实用新型通过增加连接段的，连接段在钻头组装时通过连接螺栓与倒吸泥工作段和压力感应工作段连接，在用于MJS工艺时满足倒吸泥口与喷浆口喷嘴间的距离，防止距离过小导致从喷浆口喷嘴喷出的大量有效固化浆液被倒吸废弃；在用于RJP工艺时无倒吸泥功能，可保留在钻头上，亦可将连接段拆除，使泥浆倒吸工作段与压力感应工作段直接连接；

3）本实用新型的该钻头、钻具有助于降低常规MJS工艺钻头、钻具的生产成本；避免两套设备器具的采购费用，以及因为两套钻具而导致的设备器具的数量、运输、堆放场地增加等方面的影响，实现了成本降低、经济节约目的。

附图说明

图1为本实用新型钻头的主视结构示意图；

图2为本实用新型钻头的俯视结构示意图；

图3为图1的左视结构示意图；

图4为图1的右端面俯视图；

图5为RJP倒吸泥口封板结构示意图。

图中：A-排气工作段，B-上切削水工作段，C-泥浆倒吸工作段，D-连接段，E-压力感应工作段，F-喷浆工作段，G-下切削水工作段；

1-倒吸气口，2-第一工艺孔， 3-连接螺栓，4-螺栓连接仓，5-上切削水口，6-倒吸泥口，7-带开孔倒吸泥口封板，8-倒吸水喷嘴，9-倒吸水喷嘴安装封板，10-地内压传感器，11-地内压传感器注液孔，12-喷浆口喷嘴，13-主气口环形喷嘴，14-钻头固定螺栓口，15-下切削水口，16-喷嘴固定螺栓，17-后盖板，18-地内压检测膜，19-第二工艺孔，20-全封闭倒吸泥口封板，21-螺栓安装孔，22-倒吸水口；

a-上切削水输送孔道，b-倒吸空气输送孔道，c-下切削水输送孔道，d-监测数据线孔道，e-喷浆液输送孔道，f-倒吸水输送孔道，g-主气输送孔道，h-倒吸泥输送孔道。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：

如图1-5所示，本实用新型的一种RJP工艺与MJS工艺通用钻头，包括依次连接的排气工作段A、上切削水工作段B、泥浆倒吸工作段C、连接段D、压力感应工作段E、喷浆工作段F及下切削水工作段G，钻头中设有上切削水输送孔道a、倒吸空气输送孔道b、下切削水输送孔道c、监测数据线孔道d、喷浆液输送孔道e、倒吸水输送孔道f、主气输送孔道g及倒吸泥输送孔道h，每个孔道出口位于排气工作段A端面上；

所述排气工作段A上设有倒吸气口1和第一工艺孔2，倒吸气口1和倒吸空气输送孔道b相通，第一工艺孔2实现倒吸气从倒吸空气输送孔道b改道至倒吸泥输送孔道h，排气工作段A端面上设有螺栓安装孔21，钻头与钻杆由螺栓穿过螺栓安装孔21固定连接；下切削水工作段G端部设有引孔钻具固定螺栓口14，钻具由螺栓穿过引孔钻具固定螺栓口14固定在钻头上；

所述上切削水工作段B上设有上切削水口3，上切削水口3与上切削水输送孔道a连通，实现超高压水构筑导轨切削，保证最终的成桩直径；

所述泥浆倒吸工作段C上设有倒吸泥口6、倒吸水喷嘴8和第二工艺孔19，倒吸泥口6上设有倒吸泥口封板，倒吸泥口封板包括用于MJS工艺的带开孔倒吸泥口封板7或用于RJP工艺的全密封倒吸泥口封板20，可以根据实际施工需要，进行替换；倒吸泥口6与倒吸泥输送孔道h连接，倒吸水喷嘴8安装于倒吸泥输送孔道h底端，倒吸水喷嘴8与倒吸水口22连接，倒吸水口22设置在倒吸泥输送孔道h出口端；倒吸水喷嘴8与倒吸水输送孔道f相通，倒吸水喷嘴8外侧上设有倒吸水喷嘴安装封板9，第二工艺孔19能实现将倒吸水输送孔道f与倒吸水喷嘴8连通，第一工艺孔2、第二工艺孔19上设有螺栓，对工艺孔进行密封；

所述压力感应工作段E上设有地内压传感器10、地内压传感器注液孔11及地内压检测膜18；地内压传感器10通过数据线连接控制台，数据线安装在监测数据线孔道d内，地内压传感器注液孔11为两个，分别注入润滑液与防冻液，保证地内压传感器10的正常工作；

所述喷浆工作段F设有喷嘴及安装、检修工作仓，喷嘴通过喷嘴固定螺栓16固定在喷浆工作段F的喷嘴安装孔上，所述喷嘴由喷浆口喷嘴12和主气口环形喷嘴13组装而成，喷浆口喷嘴12和主气口环形喷嘴13上分别设有螺纹，先安装带螺纹的喷浆口喷嘴12，再于其外安装带螺纹的主气口环形喷嘴13，安装、检修工作仓用于将喷嘴与喷浆液输送孔道e、主气输送孔道g连接，且由后盖板17密封；

本实用新型为了防止距离过小导致从喷浆口喷嘴12喷出的大量有效固化浆液被倒吸废弃，在倒吸泥工作段C和压力感应工作段E之间设置连接段D，该连接段D用于调节倒吸泥口6与喷浆口喷嘴12之间距离，连接段D在钻头组装时通过连接螺栓5与倒吸泥工作段C和压力感应工作段E连接，在用于MJS工艺时满足倒吸泥口6与喷浆口喷嘴12间的距离；在用于RJP工艺时无倒吸泥功能，可保留在钻头上，亦可将连接段D拆除，使泥浆倒吸工作段C与压力感应工作段E直接连接。

所述下切削水工作段G上设有下切削水口15，下切削水口15与下切削水输送孔道c连通。

本实用新型为了同时能适用RJP与MJS工艺，在钻头中间设置连接段D，用于调节倒吸泥口6与喷浆口喷嘴12之间距离，使倒吸泥口6与喷浆口喷嘴12的距离为1000-1200 mm，优选为1100mm；防止距离过小导致从喷浆口喷嘴12喷出的大量有效固化浆液被倒吸废弃。

本实用新型为了连接方便，在排气工作段A、上切削水工作段B、泥浆倒吸工作段C、连接段D、压力感应工作段E、喷浆工作段F及下切削水工作段G上分别设有四个螺栓连接仓4，各工作段之间均通过四个螺栓连接仓4采用连接螺栓5进行连接。

本实用新型将RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，用于MJS施工工艺，包括如下步骤：

倒吸泥口封板选用用于MJS工艺的带开孔倒吸泥口封板7并安装，同时通过连接段D调节倒吸泥口6与喷浆口喷嘴12之间的距离在1100mm左右，即1000-1200之间即可，保证废弃浆液的倒吸，及防止过多的水泥浆液当作废浆排放而影响加固的桩体质量；高压水进入上切削水输送孔道a经上切削水口3喷射出高压水，对需加固土体进行一次切削，同时水泥浆液进入喷浆液输送孔道e经喷浆口喷嘴12喷射出超高压水泥浆液，辅以从主气输送孔道g经主气口环形喷嘴13的同轴压缩空气进行二次切削，使水泥浆液与土体混合，在短时间内形成大直径的水泥土加固体；利用地内压检测膜18及地内压传感器10，通过数据线将施工部位的地内压力数据传送至控制后台；根据监测的地内压力数据，通过倒吸空气输送孔道b及倒吸气口1将压缩空气输送至倒吸泥输送孔道h形成压差，将喷浆范围内的部分水泥浆与土体的混合液通过倒吸泥口6吸入倒吸泥输送孔道h内，再排放至地表废浆收集箱，实现孔内强制排浆和地内压力控制；辅以倒吸水喷嘴8喷射的高压水对吸入倒吸泥输送孔道h的浆液进行稀释，更有利于废浆的倒吸、排放；根据监测的地内压力数据，通过调整倒吸空气压力形成的压力差，可调整、控制倒吸泥浆量，控制地内压力，降低地表变形的可能性，减少施工对周边环境的影响，进一步保证成桩直径，实现常规MJS工艺钻具的成桩功能。

本实用新型将RJP工艺与MJS工艺通用的钻头，用于RJP施工工艺，包括如下步骤：

将用于MJS工艺的带开孔倒吸泥口封板7换成用于RJP工艺的全密封倒吸泥口封板20，同时关闭倒吸空气和倒吸水；通过上切削水口3喷射的高压水进行一次切削，同时利用喷浆口喷嘴12喷射的超高压水泥浆液辅以主气口环形喷嘴13的同轴压缩空气进行二次切削，使水泥浆液与土体混合，在较短时间内形成大直径的水泥土加固体；施工范围内多余的废浆，通过Φ142mm钻具与Φ250mm~Φ300mm孔径地层之间的环状空隙，自溢排出至地表，实现常规RJP工艺钻具的成桩功能；同时，利用所述的地内压检测膜18及地内压传感器10，通过数据线将施工部位的地内压力数据传送至控制后台，实现了常规RJP工艺钻具无地内压力监测的功能。