成果名称: 深厚松散填石边坡偏心潜孔锤及全套管跟管综合成锚施工技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司
主要人员: 李凯,雷斌,林强有,王健,姚泽熙,沙桢晖,刘彪,王涛
介绍:

    1.课题来源与背:景 在狭窄的深厚松散填石高边坡上进行锚索钻进施工时,通常采用履带式锚索钻机,其重量大,适合较为宽阔的作业面,当施工区域有限时,需要在普通脚手架上作业,此时工作平台难以满足履带式钻机的作业面需求。而采用一般的勘察钻机,面对填石分布多、块度大、硬度高,其钻进能力有限,破岩效率低、钻进速度慢、综合成本高。另外,普通的锚索钻机无法进行全套管跟管施工,而在松散填土的边坡钻进时容易发生塌孔,极大地影响成孔和锚体质量。 面对有限的施工空间、硬度大且易塌孔的松散填石地层,如何选用合适的锚索钻机、采用高效的钻进方法、如何实现利用轻型钻机进行全套管跟管施工,以确保在填石松散边坡中保证钻孔效率和成孔质量,急需在现有施工方法中进行改进创新,从施工工艺、技术措施等方面寻找突破口,并利用新型工艺的推广,使施工决策更科学有效,进一步推动技术进步。

    2. 技术原理及性能指标: 2.1 潜孔锤是以压缩空气作为动力,压缩空气由空气压缩机提供,经钻机、钻杆进入潜孔冲击器,推动潜孔锤工作,利用潜孔锤对钻头的往复冲击作用,以达到破岩的目的;通过钻机和钻杆的回转驱动,形成对岩石的连续破碎,被破碎的岩屑随潜孔锤高风压携带出孔;潜孔锤钻进时,由于冲击频率高(可达60Hz)、冲程低,破碎的岩屑颗粒小,便于压缩空气携带,孔底清洁,岩屑在钻杆与套管间的间隙中上升过程中不容易形成堵塞,整体工作效率高。 2.2 在采用普通潜孔锤破除挡墙后,为防止松散填土地层钻进过程中塌孔,保证锚索成孔和注浆效果,本技术采用偏心潜孔锤全套管跟管钻进成孔,通过锤体的偏心旋转,在护壁套管前钻出大于套管外径的孔,为套管跟进提供了空间。 套管跟管钻进通过专门设计的管靴凸出结构,与偏心潜孔锤钻头的凸出结构相配合来实现。跟管套管外径与管靴一致,之间通过丝扣连接合为一体,偏心潜孔锤钻进过程中,通过钻头上的凸出结构向管靴的凸出结构传递冲击力,使钻头在钻进过程中保持管靴同步,从而实现全套管与偏心潜孔锤同步跟管钻进。

    3. 技术的创造性与先进性: 3.1 潜孔锤钻进方法 潜孔锤冲击器以压缩空气为动力,对填石进行高频往复冲击,利用钻机、钻杆的回转 驱动,对岩石进行连续破碎,破岩效率高,并由高风压携带钻渣出孔,避免重复破碎,钻进速度快,相对传统的回转钻进方法大大提高了施工工效。 3.2 偏心潜孔锤跟管钻进 采用偏心潜孔锤全套管跟管钻进施工,用偏心潜孔锤在套管前钻出比套管外径大的孔 以便千跟管, 套管对孔壁形成支撑, 在提升破岩效率的同时, 有效防止了松散填土成孔过程中的塌孔, 并在一次注浆后拔除护壁套管,防止注浆过程中孔壁周围的渣土和石块混入浆体,确保了锚固体的质量。 3.3 专用拔管机拔除套管 采用全套管跟管钻进完成退出钻具后,套管留在孔内护壁,一次注浆完成后采用专用拔管机逐节拔除护壁套管。拔管机采用液压控制,拔管功率大、拔除速度快。

    4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性: 2020年6月至2021年5月,研发小组进入成果总结阶段,将各项目施工中的试验情况、数据资料、检测报告、工程验收情况等进行收集、整理、分析、总结,编制本科研技术报告和技术,并于2021年5月完成。经过实践检验,安全性良好。 适用范围: (1)适用于施工场地狭小、在普通脚手架平台上实施的高边坡锚孔钻进施工。 (2)适用于穿越砌石挡墙、松散填石或硬岩地层的锚孔钻进施工。 (3)适用于钻孔深度不大于40m(跟管套管长度不大于40m)、孔径不大于300mm的锚孔施工。

    5. 应用情况及存在的问题: 本技术已经应用在“盐田区资源化利用环境园边坡支护工程”和“平湖街道芙蓉采石场边坡整治工程”等项目中。 存在的问题: 钻进过程中潜孔锤钻头和管靴磨损较大,需要经常更换,下一步将针对该情况考虑采 取一定措施减少锤头和管靴的损耗。

    6.历年获奖情况: 无。

批准登记号:
登记日期: 2023-06-08
研究起止时间: 2018-06-30至2021-07-26
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省地质学会
评价日期: 2021-07-28