一种用于旋挖钻机的气动潜孔锤反循环出渣施工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于旋挖钻机的施工工艺，具体是一种用于旋挖钻机的气动潜孔锤反循环出渣施工工艺，属于旋挖钻机技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，旋挖钻机在进行硬岩地层钻进时，为提高施工效率可在机身上配置气动潜孔锤工作装置，气动潜孔锤主要通过高压空气的余气，将已破碎岩石碎肩吹出孔外进行施工。现有潜孔锤分为正循环潜孔锤和反循环潜孔锤，一般情况下，正循环潜孔锤使用正循环施工工艺，反循环潜孔锤使用反循环施工工艺。其中，正循环施工工艺是指由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，再由泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿钻杆孔壁上升，从孔口溢出流入泥浆池，经沉淀最后返回循环池。而反循环施工工艺是指由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，然后利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆、夹带钻渣由钻杆内腔吸出孔外的成孔方法。
[0003]考虑到旋挖钻机的钻孔直径较大，而目前市场上大直径正循环潜孔锤的直径最大可达2米，反循环潜孔锤的直径最大才0.3米左右，可见，正循环潜孔锤能够满足旋挖钻机对钻孔直径的要求，而反循环潜孔锤并不适用于旋挖钻机，故在与旋挖钻机配合使用时，一般采用正循环潜孔锤较多。然而，若使用正循环潜孔锤，自然而然的会采取正循环施工工艺进行施工，为防止塌孔，必须设置全护筒套管跟进施工，这样不仅增加了成本，而且所排渣不容易收集，环境污染较大。相反地，若利用反循环施工工艺进行排渣时，则可集中收集渣，同时，通过结构设计还可以减少全护筒施工，降低施工成本，可以解决正循环施工工艺所带来的问题，但是目前还没有利用正循环潜孔锤实施反循环施工工艺的先例，因此如何在施工大孔径时通过正循环潜孔锤实现反循环施工工法是粧工行业一直研宄的重大难点。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于旋挖钻机的气动潜孔锤反循环出渣施工工艺，能够利用正循环潜孔锤实施反循环出渣施工工艺，使用泥浆保护孔壁，可大幅降低施工成本，同时降低对环境的污染及破坏。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的一种用于旋挖钻机的气动潜孔锤反循环出渣施工工艺，该施工工艺通过在旋挖钻机上配置正循环潜孔锤，利用泥浆保护孔壁原理，同时在整个传动工作装置内，增加用于排渣、给钻杆及潜孔锤提供气源的水龙头、用于将正循环潜孔锤所钻钻渣用反循环工法排渣的正反循环转换装置，并将水龙头安装在钻杆上端，将正反循环转换装置安装在钻杆和正循环潜孔锤之间，采用反循环施工工艺利用气举抽吸潜孔锤钻渣，并夹带钻渣沿正反循环转换装置内腔、钻杆内腔、水龙头排渣管路排出孔外的出渣工艺。
[0006]一种用于旋挖钻机的气动潜孔锤反循环出渣施工工艺，其具体步骤是:
[0007]a、首先，在旋挖钻机上安装潜孔锤工作装置，所述潜孔锤工作装置包括首尾依次连接的水龙头、穿过动力头的钻杆、正反循环转换装置及正循环潜孔锤，所述水龙头、钻杆及正反循环转换装置上均开有用于提供气源供给潜孔锤工作的潜孔锤供气管路、用于提供气源实现气举排渣的气举反循环供气管路以及用于排出施工中碎石及杂物的排渣管路，所述水龙头与缠绕在旋挖钻机中位于钻桅导轨顶端鹅头上的钢丝绳连接，同时，将水龙头中的潜孔锤供气管、气举反循环供气管、排渣管与气源提供装置、收渣装置连接；
[0008]b、启动旋挖钻机，设置动力头的旋转转速，并下放整个潜孔锤工作装置至潜孔锤锤头接触地面、岩石或钻孔孔底等待钻进区域为止；
[0009]C、开启气源提供装置上反循环阀门，使气体进入水龙头，再经水龙头内气举反循环供气管路、钻杆内气举反循环供气管路至正反循环转换装置出口处正循环潜孔锤的上方，并保持持续注气；
[0010]d、开始向钻孔内注入泥浆，泥浆和/或钻孔内的钻渣经正反循环转换装置底部的进渣口进入正反循环转换装置，并与正反循环转换装置内的气体混合，泥浆与气体混合后密度降低，沿正反循环转换装置、钻杆及水龙头内腔向上喷出；
[0011]e、待水龙头排渣管处有持续的泥浆和/或钻渣排出时，开启气源提供装置上潜孔锤供气阀门，使正循环潜孔锤开始工作，并保持持续注气，所切削的碎渣、杂质将在潜孔锤施工余气的作用下，随着底部的泥浆不断填充到正反循环转换装置内腔，并沿正反循环转换装置内腔、钻杆内腔及水龙头内腔向上排出孔外，
[0012]f、收渣装置对排出来的钻渣和泥浆进行收集，待钻孔深度至2米左右时，泥浆返回孔壁保护孔，防止塌孔；
[0013]g、如此循环钻孔直至钻孔深度达到要求，同时不断将孔底的钻渣排出孔外，最终将孔底钻渣全部排除。
[0014]优选地，所述收渣装置在对钻渣和泥浆收集的同时对收集的钻渣和泥浆进行分离，并将分离出的泥浆排入泥浆池，用于再次填充到钻孔内。
[0015]优选地，所述气源提供装置为空压机，所述收渣装置为集渣车。
[0016]优选地，在启动正循环潜孔锤工作之前，可先利用普通的钻头钻进地层土层表面，待进入岩层时再配置正循环潜孔锤进行破碎或钻进。
[0017]所述水龙头的外部安装有可沿旋挖钻机中钻机桅杆上下移动的随动架。
[0018]与现有技术相比，本发明通过在现有旋挖钻机的基础上配置正循环潜孔锤、增加水龙头及正反循环转换装置，同时改变原有钻杆的内部结构，使其与水龙头、正反循环转换装置一样开有用于提供气源供给潜孔锤工作的潜孔锤供气管路、用于提供气源实现气举排渣的气举反循环供气管路以及用于排出施工中碎石及杂物的排渣管路，从而通过气孔反循环可将钻渣抽出孔外，达到了利用正循环潜孔锤实现反循环出渣施工工艺的目的，而钻孔内注入的泥浆可与钻渣溶于一体，并与钻渣一起排出，避免了粉尘对环境的污染；注入的泥浆可用于保护孔的护壁，与钢护筒护壁相比，大幅度降低了施工成本。而且，可对排出来的泥浆和钻渣进行分离处理，分离后的泥浆可循环使用，泥浆造成的污染较少。最后，该工艺可用于旋挖钻机的大直径施工，提高了工效，降低了施工成本。最终，可利用正循环潜孔锤实现反循环出渣施工工艺，使用泥浆保护孔壁，可大幅降低施工成本，同时降低了对环境的污染及破坏。
【附图说明】
[0019]图1为一种用于实施本发明的旋挖钻机示意图；
[0020]图2为本发明的施工原理图；
[0021]图3为利用普通钻头对土层施工的原理图；
[0022]图4为本发明启动气举反循环供气的原理图；
[0023]图5为本发明开始注浆的原理图；
[0024]图6为本发明排渣的原理图；
[0025]图7为本发明水龙头与其他部件间的连接示意图；
[0026]图8为水龙头的结构示意图；
[0027]图9为水龙头的剖视图；
[0028]图10为水龙头的部分结构示意图；
[0029]图11为正反循环转换装置的结构示意图。
[0030]图12为图10中A-A处的剖视图；
[0031]图13为钻杆的结构示意图；
[0032]图14为图13中A-A处的剖视图；
[0033]图15为图13中B-B处的剖视图。
[0034]图中:1、集渣车，2、空压机，3、排渣管，4、进气管，5、气举进气管，6、钢丝绳，7、