一种胀破疏岩斗碎链提岩石捷径成孔方法与流程

文档序号:33184157发布日期:2023-02-04 05:49阅读:50来源:国知局

1.本发明涉及一种岩石钻孔扩孔成孔方法,具体说,涉及一种水域或陆域岩石,先采用潜孔及小型集束潜孔,后采用水胀裂岩及疏岩、碎岩、送岩的扩孔,变成为捷径成孔法,并能使逐够大的基础桩嵌岩,尤其在海洋水域,属于凿岩工程施工领域。


背景技术:

2.按照传统成孔方式,对于具有一定抗压强度的岩石,常采用冲击钻孔或旋挖钻孔方式进行施工;当孔径在合理尺寸或常规尺寸范围时,即小于500mm时具有优势;当孔径较大时或更大时,采用潜孔及集束潜孔或牙轮或铣削破岩成孔;破岩过程耗能大、成孔耗时长、刀具磨损快,机械系统总体质量大受力大,安全也受到严重影响。


技术实现要素:

3.为解决大直径成孔存在的缺陷问题,本发明充分应用和发挥水胀裂岩的优点,机械化完成胀裂破岩;使用一种新的工艺技术路线:包括多类施工平台,支持新工艺的稳管护孔、破岩钻孔、洗孔排渣,胀裂岩石、疏岩翻岩入斗、碎岩换斗、链斗送岩,清底扩孔等工序功能应用,开创桩基嵌岩新方式、新方法,捷径成孔施工方法。
4.本工法的创新点,系列应用系列装备性能,捷径成孔:1、巧妙应用钻机滑架有伸缩功能且能倾斜变角至放倒功能,配套的套管既有变角定位的功能(见zl.2019 2 2233808.5);2、巧妙应用钻机和套管双轨道工作功能,钻机可移动、滑架也可同向轨道远近移动的功能(见zl.2019 2 2233808.5);3、巧妙应用钻机可在平台上旋转变更孔位,稳管滑架也可跟随旋转变更孔位的功能(见zl.2019 2 2233808.5);4、巧妙应用稳管滑架可单独夹持疏岩机具破碎岩石功能(见 zl.2019 2 2233808.5):5、巧妙应用钻机滑架钻岩机组合可摆动凿毛功能,疏岩料斗容纳槽(见zl.2019 2 2233808.5);6、巧妙应用钻机回转机构平移一定距离让出孔位,使胀裂夹持定位装置夹持胀裂棒送入胀裂孔功能;胀裂岩石后夹持装置提升取出胀裂棒功能(见2022 2 0552225.8);7、巧妙应用胀岩裂石机具脱开夹持机构,在水下定位处于等待胀岩组合中,挂于提升吊锚架上吊起(见2022 2 1626422.6);8、巧妙应用胀裂技术使目标岩石容易快速胀破;9、巧妙应用疏岩机具扩破及撞破功能,也具有的翻岩挪位功能 (见2022 2 1140512.4);10、巧妙应用液压破碎斗破碎功能,方便水下进料安装功能,料口容易微调整进料方向;
11、巧妙应用链斗提升石料功能,调整上下导向轮距离相对变换高低尺寸,适应水下岩石深度变化;12、巧妙应用清底钻具功能带动凿毛机变换凿毛位置;均安装受控于平台实现桩孔迅速成孔。
5.工作原理:移动成孔平台,让出护孔套管位置,吊装设计配套尺寸规格套管,用平台夹管钳机构夹紧套管定位;通过安装于平台上的专用机构,用油压或气压和水压动力带动关联机具,在设定施工位,机械化控制方式,完成钻孔、通槽、静态劈裂岩石作业,完成疏岩翻转岩块送入破碎斗破碎,碎石流向出料槽口,装入提升输送机械送入备置容器或海洋;在成孔中嵌桩下笼灌浆固定基础桩。
6.本发明的工艺技术路线:主要是,稳管护孔、破岩钻孔、排渣成孔,胀岩、疏岩、破碎、提升机具入位,胀裂、疏岩、碎岩、提升送岩,扩底、清孔,嵌岩沉桩管。
7.具有水下定位、水上旋转的专用平台,用安装其上的夹管机构夹紧沉管使其定位;通过安装于钻架平台上的升降油缸,带动稳管滑架上的两组套管夹钳,夹持着成孔套管,在预定位上下运动或使稳管摆动油缸摆位到设定位置,抵住岩石后稳管。
8.这种钻孔机械由产生电能、风压能、液压能和水压能的动力机带动回转机构和钻具,使其在推压机构作用下,沿着一定长度的滑架,配合稳管护孔定位,将钻具产生较高频率的震动冲击力和剪切力传递于水下岩石,震动力和剪切力克服岩石抵抗力后,实现使岩石破碎至颗粒,小颗粒岩石粉,在风压力或水压力介质的推动下,移离原来表层位置,实现清渣并形成初始孔洞。
9.在导入孔周边布置胀裂孔,完成胀裂孔钻孔后,钻具挪离孔位,安装配套夹持裂石机具,使伸入孔洞,对目标岩石分时分段进行胀破,控制胀岩工艺过程质量;
10.使用疏岩机械机具碎化已胀破目标岩石,过程中翻转挪移目标孔位岩石,进入破碎机送料口。
11.使用破碎机将较大块状岩石破碎至设定尺寸岩块,从其出料口送入斗链传输机构传输廊料口。
12.传输机构传输廊出料口对准提升输送机构进料斗口,分别装入各料斗,传输中把规格石块借助平台依次输送到抛料场所。
13.用清底钻具安装凿毛机凿毛突出不符岩面,使孔洞符合桩径尺寸。
14.吊放基础桩及灌注桩钢筋笼放入嵌岩孔,调整、检验安装合格后,输送灌注浆液混合物灌注、凝固成型。
15.本技术的优势:设备制造容易,成本低,施工费用低。
16.本技术替代现有技术施工中的对目标岩石抗压强度大于 40mpa的大面积目标体仍然进行大量铣销成孔的习惯;采用小口径钻孔,冲击破岩成孔速度快,能源消耗低;易增长滑架减少接杆卸杆次数,提高作业效率;集束钻具扩孔分属各钻具也属小口径,其集束成较小孔径组合容易实现,且效率相对较高。
17.本技术使用胀裂棒插入成孔中,用内部施力法胀裂岩石,破岩速度快,且实现降低能量消耗达数倍;本项目实施技术环节,钻孔装棒统配机具,胀破岩石序列操控、相关疏岩、碎岩、链提抛岩,机械化控制系统,施工快速度循环流程,实现成孔高效低耗。
18.本技术对现有技术具有替代性的程度范围是:大直径硬岩桩孔近于完全替代,其他视情况。下面结合附图及实施例对本发明发明进一步说明。附图1工艺孔组成结构示意图附图2嵌岩工艺路线图本说明书所附图式,所绘示的结构、比例、大下等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定实施的限定条件。
具体实施方式
实施例1,图1中所示,外圈孔为一种嵌岩桩范围轮廓孔,选用直径115mm(或138mm)规格孔分离(不同)规格桩轮廓,中间孔及各圈孔为按需钻进的破岩及提岩用导入孔,可按照使用所需范围选择直径1200-1800-2400mm等规格,容纳破碎斗或链斗及导向机构,均可一次钻孔到位;在导入孔周边钻凿直径115mm(或138mm)规格胀裂孔若干(为图示清晰图中略去),钻孔深度需要根据地质资料,合理确定,需实战中灵活制定,求得胀裂破岩、疏岩、碎岩、提岩、高速终成孔。
19.平台设计制造要点:按照钻机成孔配套,安装后能使钻机功能合理应用并完成钻孔;稳管装于环形半径内外圆,在安装平台的半径外圆下层平均三等份装可内外移动的动稳管六套,三套在回转轴承内圈、下平台面,三套在外圈上平台面,在安装平台中间平台上面装稳管钳,实现稳管在移动和回转中覆盖各孔位,平台上面三等份三组轨道,使三台钻机沿半径方向移动,三台钻机自身可旋转摆角,分别找到下稳管孔位,从而实现孔位全覆盖。
20.对一种夹持壳柱物件定位导向传动装置,根据施工实际确定合理质量和外形尺寸进行完善制造;
21.对一种机夹胀岩裂石新机夹,根据水深和嵌岩层厚度进行完善制造研究;
22.对一种新式疏岩机械机具根据胀裂岩石厚度,进行工艺优化;根据裂纹尺寸范围进行完善设计和制造研究,破碎斗、链斗传输机结合平台及成孔选型,使系统协调配套安装;
23.重点控制胀破面积与裂岩量与疏岩量对破碎斗供料的合理性,找出比较好的配置参数关系,各项工序智能控制,实现施工快速平稳进展;
24.新技术把水胀裂棒破岩原理与应用实践赋予项目扩孔过程,通过“钻机多形变,工艺颠传统,潜孔小钻头,工序覆全位,胀裂复扩径,破岩守半倍,钻胀碎疏链,扩底除渣岩”新意技术,实现:用冲击钻孔的方法对目标岩石做出临空孔或临空面,按照目前专业市场供求产品功效,选择400mm钻头进行初始成孔作业(潜孔小钻头),用集束钻具扩孔,选择比较常用规格(潜孔小钻头)范围扩孔,容易装入规格液压破碎斗或链斗机构即可,深度比胀裂深度深2m为宜;选择胀裂孔直径115mm(或138mm)规格;布孔疏密有别,为开通大直径的联通槽布孔时密集,其他胀裂孔布孔疏散合适(工序覆全位),采用静态水胀破裂岩方法,对钻出的一定规格的若干孔,按照设定要求装入机夹胀裂棒(胀裂复扩径),装入胀裂棒后不可同时胀裂,应考虑分批分序胀裂(破岩守半倍);应用疏岩机械机具专用技术,对胀裂岩石进行简单碎化中,先重点疏岩槽孔部岩石,使岩石在翻转中装入液压破碎斗碎岩、链斗传输抛岩于设定储存位(钻胀碎疏链);使目标岩石处成孔,为使成孔规格规则进行扩底,用凿毛钻头组
合修整孔洞达到嵌岩桩要求参数(扩底除渣岩),从而降低风电桩或桥墩桩施工难度、降低施工成本、消除安全隐患,颠覆性解决对各类大桩孔的开挖问题。
25.海上作业,海水对产品防腐要求加大,现有陆域产品对水域施工的适用要求需完善处理,选择产品合理材料材质,在保质情况下,研究合理成本降低,克服产品严重影响使用寿命的问题。
26.本技术所述钻机为市场钻机及有关专利的待开发钻机,在此不做更多说明。
27.本技术所述钻具为市场钻机及有关专利的待开发钻具,在此不做更多说明。
28.本技术所述胀裂机具为市场机具及有关专利的待开发胀裂机具,在此不做更多说明。
29.本技术所述疏岩机械机具为市场疏岩机械机具及有关专利的待开发机具,在此不做更多说明。
30.本技术所述破碎机斗为市场破碎机斗及有关专利的待开发机具破碎机斗,在此不做更多说明。
31.本技术所述斗链机械为市场斗链机械及有关专利的待开发斗链机械,在此不做更多说明。
32.本发明液压系统为常规正常系统,在此不做更多说明。
33.本发明特征是:适应各种大直径孔的开挖,颠覆固有嵌岩工艺。
34.本发明机械机具结构简单,便于生产制造、便于使用和维护;可安装于水域钻机,完成水域岩石钻孔成孔疏岩作业;也可应用于大型钻孔设备上完成陆域大直径深孔岩石孔的孔位。
35.本发明的优点是:嵌岩施工成本低,速度加快。
36.对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明内容,在不脱离实际及本发明原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本发明的技术范围内。
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