CN206352481U - 跟管钻进系统及钢花管防塌孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了跟管钻进系统及钢花管防塌孔装置，涉及边坡加固技术领域，以解决现有技术中存在的钢花管注浆产生塌孔的技术问题。涉及跟管钻进系统，包括管靴、套管和气动推进装置，管靴与套管由左及右同轴固定设置，套管和管靴内均设置有钻孔容腔，气动推进装置设置在钻孔容腔内；跟管钻进系统整体是钻入土坡中使用。还涉及钢花管防塌孔装置，包括上述跟管钻进系统，还包括钢花管，跟管钻进系统钻入土坡的预设位置后，气动推进装置拔出钻孔容腔，钢花管穿过钻孔容腔插设在土坡中，钢花管的头部为锥尖形结构。采用本实用新型的跟管钻进系统及钢花管防塌孔装置，能够有效解决钢花管注浆中钻孔容易塌孔的问题。

Description

跟管钻进系统及钢花管防塌孔装置

技术领域

本实用新型涉及边坡加固的技术领域，尤其是涉及跟管钻进系统及钢花管防塌孔装置。

背景技术

松散土体如果不加以处理，随着大气环境的不断变化，土体会随风飘散成灰尘污染环境，或者土体凝结成不规则的形状占用多余空间成为障碍物；工程建设、基坑围护中经常需要进行边坡处理，现有的边坡处理方法主要有两大类：一是坡面防护，常用的措施有灰浆或三合土等抹面、喷浆、喷混凝土、浆砌片石护墙、锚喷护坡、锚喷网护坡等。此类措施主要用以防护开挖陡边坡坡面的岩石风化剥落、碎落以及少量落石掉块等现象。二是支挡结构，常用的措施有挡土墙、锚杆挡墙、抗滑桩等。此类措施既有防护作用，又有加固坡体的作用。

为了处理松散土体，目前最常用的具体方式就是采用钢花管注浆，钢花管注浆是加固松散土体的一种新型方法，现有钢花管注浆的主要工序为钻孔、埋设钢花管、注浆。现有的第一种方案为采用钻机或风镐钻孔，然后拔出钻杆，在孔中打入钢花管然后注浆。第二种方案为采用潜孔钻跟管钻进法，套管的跟进是通过潜孔锤锤击连接在套管上的管靴，同步跟进。即分别采用钢花管注浆或套管加固的方式进行松散土体的加固。上述的两种方式分别采用不同的加固装置，在实际使用过程中，分别产生了如下的技术问题：

(1)在较松散的土体或砂砾土层中，钻杆拔出后极易发生塌孔，导致无法打入钢花管，需要重新钻孔，影响施工进度、增加施工成本。

(2)因钢花管注浆地质条件为强度低、可压缩性高的潮湿、粘性岩土体，潜孔钻跟管钻进法钻孔时，岩粉以泥团的形式夹在上返气流中，由于这些泥团的粘性和上返气流流速的改变，泥团会附着于钻具、套管壁和钻杆上，形成泥环，致使排渣很不通畅，严重的甚至于堵塞风路中断气流循环，导致冲击器不能正常工作。

为了解决上述技术问题，急需一种新型钢花管防塌孔装置。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种跟管钻进系统，以解决现有技术中存在的采用现有的钢花管注浆装置会出现塌孔，形成泥环，致使排渣很不通畅，甚至堵塞风路中断气流循环，导致冲击器不能正常工作的技术问题。

本实用新型的第二目的在于提供一种钢花管防塌孔装置，以解决现有技术中存在的采用现有的钢花管注浆装置会出现塌孔，形成泥环，致使排渣很不通畅，甚至堵塞风路中断气流循环，导致冲击器不能正常工作的技术问题。

本实用新型提供的一种跟管钻进系统，包括管靴、套管和气动推进装置，所述管靴与所述套管由左及右同轴固定设置，所述套管和所述管靴内均设置有钻孔容腔，气动推进装置设置在所述钻孔容腔内；

所述气动推进装置由左及右依次同轴设置有钻头、导正器、气动冲击器和钻杆，所述导正器的头部穿入所述钻头的内部，并与所述钻头固定连接，所述导正器的尾部穿入所述气动冲击器内部，并与所述气动冲击器固定连接，所述导正器的中部外侧螺纹连接有所述管靴，所述导正器通过所述管靴带动所述套管旋入到土坡中，所述钻杆穿过所述气动冲击器与所述导正器固定连接。

需要说明的是，所述钻头可以为尖头钻、麻花钻或者扁钻，根据实际使用的需求可以做多种方式的选用。

还需要说明的是，所述管靴为塑料管靴或刚性件，所述管靴的内壁上设置有螺纹。

还需要说明的是，所述导正器的头部结构尺寸小于所述钻头的尾部尺寸，所述导正器的尾部结构尺寸小于所述气动冲击器的头部的尺寸。

进一步地，所述套管与土坡的斜面垂直设置。

进一步地，所述套管与所述导正器之间留有间隙。

进一步地，所述套管与所述导正器之间的间隙距离范围为3mm-5mm。

进一步地，所述套管包括标准节和调整节，所述标准节和所述调整节之间采用螺纹连接，并且所述套管的尾端设置有螺纹。

进一步地，所述气动冲击器的动力来源为空压机。

进一步地，所述钻杆的动力来源为钻机旋转设备。

本实用新型提供的一种钢花管防塌孔装置，包括上述的跟管钻进系统，还包括钢花管，跟管钻进系统钻入土坡的预设位置后，气动推进装置拔出所述钻孔容腔，所述钢花管穿过所述钻孔容腔插设在土坡中，所述钢花管的头部为锥尖形结构。

进一步地，所述钢花管包括头部和尾部，所述钢花管的尾部为管壁贯穿设置有多个管孔的钢管，所述钢花管的头部和所述钢花管的尾部之间采用焊接连接。

进一步地，所述钢花管的头部为三角锥形、圆锥形或多边锥形结构。

本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型的跟管钻进系统及钢花管防塌孔装置，主要为了解决现有技术中边坡加固过程中容易出现塌孔的技术问题，采用本技术方案的钢花管防塌孔装置，首先将管靴和套管套设在气动推进装置的外侧，其中，管靴与导正器螺纹连接，套管与导正器间留有间隙，具体工作过程如下：第一步，钻头旋转垂直挤压入土坡并钻进；第二步，气动冲击器冲击管靴带动套管钻进土坡；第三步，钻头继续旋转钻进至预设距离的位置；第四步，将套管的尾部加长套管，主要采用螺纹加长连接的方式，使套管和加长套管依次钻进直至所需深度；第五步，达到钻孔所需深度后，拔出钻头，只留下管靴和套管；第六步，在钻孔容腔内插入钢花管，将钢花管的头部插入钻进后的土坡内；第七步，拔出套管，周围的土层通过钢花管的管孔渗入钢花管并穿过钢花管与土坡混为一体，实现钢花管防塌孔的效果，从而解决现有装置容易形成塌孔、会形成泥环，致使排渣很不通畅，甚至堵塞风路中断气流循环，导致冲击器不能正常工作的问题，很大程度上节省了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的实施例1的跟管钻进系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的实施例2的钢花管与管靴和套管的结构示意图；

图3本实用新型提供的实施例1的跟管钻进系统的使用结构示意图；

图4为本实用新型提供的实施例2的钢花管的使用结构示意图；

图5为本实用新型提供的防塌孔装置的最终结构示意图。

附图标记：

1-钻杆；2-套管；3-气动冲击器；4-管靴；5-导正器；6-钻头；7-钢花管；8-管孔；9-钻孔容腔；10-土坡。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图5详细描述本实施例的跟管钻进系统及钢花管防塌孔装置。

其中，图1为跟管钻进系统的结构示意图；图2为钢花管与管靴和套管的结构示意图；图3为跟管钻进系统的使用结构示意图；图4为钢花管的使用结构示意图；图5为防塌孔装置的最终结构示意图。具体序号的结构名称为，1-钻杆；2-套管；3-气动冲击器；4-管靴；5-导正器；6-钻头；7-钢花管；8-管孔；9-钻孔容腔；10-土坡。

实施例1

本实施例的具体实施方式如下：

如图1和2所示，本实施例提供的一种跟管钻进系统，包括管靴4、套管2和气动推进装置，管靴4与套管2由左及右同轴固定设置，套管2和管靴4内均设置有钻孔容腔9，气动推进装置设置在钻孔容腔9内；

气动推进装置由左及右依次同轴设置有钻头6、导正器5、气动冲击器3和钻杆1，导正器5的头部穿入钻头6的内部，并与钻头6固定连接，导正器5的尾部穿入气动冲击器3内部，并与气动冲击器3固定连接，导正器5的中部外侧螺纹连接有管靴4，导正器5通过管靴4带动套管2旋入到土坡10中，钻杆1穿过气动冲击器3与导正器5固定连接。

需要说明的是，钻头6可以为尖头钻、麻花钻或者扁钻，根据实际使用的需求可以做多种方式的选用。

还需要说明的是，管靴4为塑料管靴4或刚性件，管靴4的内壁上设置有螺纹。

还需要说明的是，导正器5的头部结构尺寸小于钻头6的尾部尺寸，导正器5的尾部结构尺寸小于气动冲击器3的头部的尺寸。

具体的，套管2与土坡10的斜面垂直设置。

需要说明的是，采用上述的结构设置将气动推进器及跟管钻进系统安装好后，并确保套管2沿与土坡10的斜面垂直插入的方式插入土坡10中。

具体的，套管2与导正器5之间留有间隙。

本实施例的可选方案为，套管2与导正器5之间的间隙距离范围为3mm-5mm。

优选的，套管2与导正器5之间的间隙距离为4mm。

本实施例的可选方案为，套管2包括标准节和调整节，标准节和调整节之间采用螺纹连接，并且套管2的尾端设置有螺纹。

需要说明的是，根据土坡10松散程度的不同，采用本实施例的跟管钻进系统时，当土坡10松散程度较高时，跟管钻进系统需要钻入土坡10的较深的位置，因此在钻进过程中，套管2需要在尾端连接加长套管2，为了使加长套管2能够与套管2稳固连接，采用了螺纹连接的方式，方便使用，还会避免加长套管2脱离原套管2的位置。

具体的，气动冲击器3的动力来源为空压机。

具体的，钻杆1的动力来源为钻机旋转设备。

需要说明的是，实际工作过程中，空压机为气动冲击器3提供动力，钻机旋转设备为钻杆1提供动力，气动冲击器3主要用于本实施例的跟管推进系统的推进力，钻机旋转设备主要用于本实施例的钻杆1提供挤压旋入土坡10的力。两台设备分别提供动力源后，气动冲击器3带动导正器5和管靴4旋转推进，从而带动套管2旋转推进至土坡10内，此时，钻机旋转设备带动钻头6旋转压入土坡10内，使气动冲击器3能够方便推进。

采用本实施例的跟管钻进系统，采用钻头6在头部旋转压入土坡10，又利用气动冲击器3使本系统加快旋入土坡10中，能够避免跟管钻进系统压入土坡10时出现松塌的现象发生，结构简单，使用方便，生产成本较低。

实施例2

如图1-5所示，本实施例提供的一种钢花管7防塌孔装置，包括上述实施例1的全部技术特征，还包括钢花管7，跟管钻进系统钻入土坡10的预设位置后，气动推进装置拔出钻孔容腔9，钢花管7穿过钻孔容腔9插设在土坡10中，钢花管7的头部为锥尖形结构。

其中，跟管钻进系统包括管靴4、套管2和气动推进装置，管靴4与套管2由左及右同轴固定设置，套管2和管靴4内均设置有钻孔容腔9，气动推进装置设置在钻孔容腔9内；

气动推进装置由左及右依次同轴设置有钻头6、导正器5、气动冲击器3和钻杆1，导正器5的头部穿入钻头6的内部，并与钻头6固定连接，导正器5的尾部穿入气动冲击器3内部，并与气动冲击器3固定连接，导正器5的中部外侧螺纹连接有管靴4，导正器5通过管靴4带动套管2旋入到土坡10中，钻杆1穿过气动冲击器3与导正器5固定连接。

具体的，套管2与土坡10的斜面垂直设置。

需要说明的是，如果套管2与土坡10是斜插入的设置方式，即跟管推进系统整体为斜插入的方式插入土坡10，在实际应用中，由于土层主要受重力作用，所以套管2外侧的土层很容易相对跟管推进系统向下滑，这样是不利于边坡防塌孔的实现的。

具体的，套管2与导正器5之间留有间隙。

需要说明的是，根据土坡10松散程度的不同，采用本实施例的跟管钻进系统时，当土坡10松散程度较高时，跟管钻进系统需要钻入土坡10的较深的位置，因此在钻进过程中，套管2需要在尾端连接加长套管2，为了使加长套管2能够与套管2稳固连接，采用了螺纹连接的方式，方便使用，还会避免加长套管2脱离原套管2的位置。

具体的，气动冲击器3的动力来源为空压机。

具体的，钻杆1的动力来源为钻机旋转设备。

需要说明的是，实际工作过程中，空压机为气动冲击器3提供动力，钻机旋转设备为钻杆1提供动力，气动冲击器3主要用于本实施例的跟管推进系统的推进力，钻机旋转设备主要用于本实施例的钻杆1提供挤压旋入土坡10的力。两台设备分别提供动力源后，气动冲击器3带动导正器5和管靴4旋转推进，从而带动套管2旋转推进至土坡10内，此时，钻机旋转设备带动钻头6旋转压入土坡10内，使气动冲击器3能够方便推进。

具体的，钢花管7包括头部和尾部，钢花管7的尾部为管壁贯穿设置有多个管孔8的钢管，钢花管7的头部和钢花管7的尾部之间采用焊接连接。

本实施例的可选方案为，钢花管7的头部为三角锥形、圆锥形或多边锥形结构。

需要说明的是，将上述跟管推进系统压入适当位置后，抽出气动推进装置，将钢花管7插入到套管2内的钻孔容腔9内，并旋入土坡10，确保旋入位置固定后，用手扶住钢花管7，将管靴4和套管2抽出，此时，土坡10的土通过钢花管7的管孔8灌满钢花管7，这样土坡10就不会随意塌陷。

采用本实施例的钢花管7防塌孔装置，在钻孔作业时，钻杆1回转推动钻头6，钻头6切削挤压岩土体并钻进同时，气动冲击器3与空压机连接，冲击管靴4从而带动套管2推进，管靴4和套管2的作用类似于护壁，护壁防止塌孔。当每一节套管2推进后，用管端自带的螺纹连接另一节套管2继续钻进，即加长套管2。钻进深度达到所需要求后，停止钻进并拔出钻杆1和钻头6，即拔出气动推进装置，套管2和管靴4暂时留在孔洞中，然后在套管2中插入钢花管7。最后用拔管设备拔出套管2和管靴4，实现边坡加固。具体过程如下：第一步，钻头6旋转垂直挤压入土坡10并钻进；第二步，气动冲击器3冲击管靴4带动套管2钻进土坡10；第三步，钻头6继续旋转钻进至预设距离的位置；第四步，将套管2的尾部加长套管2，主要采用螺纹加长连接的方式，使套管2和加长套管2依次钻进直至所需深度；第五步，达到钻孔所需深度后，拔出钻头6，只留下管靴4和套管2；第六步，在钻孔容腔9内插入钢花管7，将钢花管7的头部插入钻进后的土坡10内；第七步，拔出套管2，周围的土层通过钢花管7的管孔8渗入钢花管7并穿过钢花管7与土坡10混为一体，实现钢花管7防塌孔的效果，从而解决现有装置容易形成塌孔、会形成泥环，致使排渣很不通畅，甚至堵塞风路中断气流循环，导致冲击器不能正常工作的问题，很大程度上节省了成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种跟管钻进系统，其特征在于，包括管靴、套管和气动推进装置，所述管靴与所述套管由左及右同轴固定设置，所述套管和所述管靴内均设置有钻孔容腔，气动推进装置设置在所述钻孔容腔内；

所述气动推进装置由左及右依次同轴设置有钻头、导正器、气动冲击器和钻杆，所述导正器的头部穿入所述钻头的内部，并与所述钻头固定连接，所述导正器的尾部穿入所述气动冲击器内部，并与所述气动冲击器固定连接，所述导正器的中部外侧螺纹连接有所述管靴，所述导正器通过所述管靴带动所述套管旋入到土坡中，所述钻杆穿过所述气动冲击器与所述导正器固定连接。

2.根据权利要求1所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述套管与土坡的斜面垂直设置。

3.根据权利要求1所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述套管与所述导正器之间留有间隙。

4.根据权利要求3所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述套管与所述导正器之间的间隙距离范围为3mm-5mm。

5.根据权利要求3所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述套管包括标准节和调整节，所述标准节和所述调整节之间采用螺纹连接，并且所述套管的尾端设置有螺纹。

6.根据权利要求1-5任一项所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述气动冲击器的动力来源为空压机。

7.根据权利要求6所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述钻杆的动力来源为钻机旋转设备。

8.一种钢花管防塌孔装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的跟管钻进系统，还包括钢花管，跟管钻进系统钻入土坡的预设位置后，气动推进装置拔出所述钻孔容腔，所述钢花管穿过所述钻孔容腔插设在土坡中，所述钢花管的头部为锥尖形结构。

9.根据权利要求8所述的钢花管防塌孔装置，其特征在于，所述钢花管包括头部和尾部，所述钢花管的尾部为管壁贯穿设置有多个管孔的钢管，所述钢花管的头部和所述钢花管的尾部之间采用焊接连接。

10.根据权利要求8所述的钢花管防塌孔装置，其特征在于，所述钢花管的头部为三角锥形、圆锥形或多边锥形结构。