一种用于嵌岩桩软硬不均地层的气压控制式切岩装置制造方法及图纸

一种用于嵌岩桩软硬不均地层的气压控制式切岩装置，能够满足嵌岩桩施工过程中遇软硬不均匀分布地层的精确钻进要求，保证钻孔质量符合设计标准。包括切岩护筒、锥形切削刀具系统、齿形切削刀具系统、振动传感系统、气压传感系统、气压囊系统、高压水管、多径接驳器、隔振弹簧、钻杆、气压控制器、振动控制器、高压水泵、电缆线、强力胶粘剂、气压流量控制器、气压稳固螺栓、橡胶减震垫、隔振紧固螺栓、固位销钉。优点：针对软硬岩切岩时的受力情况，对钻空的软岩保持恒压，对未全部切入的硬岩施加气压，利用“恒压‑加压”的准则，解决了嵌岩桩在软硬不均匀地层中施工易偏斜、钢筋笼无法下设安装的普遍问题。

Pneumatic control type rock cutting device used for rock socketed pile soft and uneven formation

A rock socketed pile in non-uniform strata pressure control type cutting device for, can satisfy the rock socketed pile in the construction process in the precise drilling uneven hardness distribution of stratum, ensure the drilling quality meets the design standards. Including cutting sleeve, tapered tooth cutting tool system, cutting system, vibration sensor system, pressure sensing system, air bag system, high-pressure hose, connector, multipath isolation spring, drill pipe, pressure controller, vibration controller, high pressure pump, cable, strong adhesive, pressure controller, pressure bolt, solid flow rubber shock pad, isolation fastening bolts and retention pin. Advantages: according to the force condition of soft and hard rock cutting rock, to maintain a constant pressure on the soft rock drill, put pressure on the hard rock are cut, the use of \constant pressure\ principle, to solve the general problem of rock socketed pile under uneven hardness can not be installed in the formation of easy construction deflection, reinforcing cage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种嵌岩桩切岩装置，具体是一种用于嵌岩桩软硬不均地层的气压控制式切岩装置，属于嵌岩桩施工

技术介绍
嵌岩桩是当前桥梁工程、港口工程、建筑工程中广泛应用的一种桩基模式，具有较好的承载力。但在嵌岩桩施工过程中，由于基岩起伏不平，土层、岩层厚薄不一，软硬分布不均，致使工程地质条件达不到理想的均匀性地层，非常容易造成钻头由较硬地层偏向较软地层一侧，使钻孔偏斜，不能够保证成孔的垂直度，使后续钢筋笼无法安装，无法保证混凝土灌注的质量，造成施工成本增加，使工程建设存在严重的安全隐患。因此，在软硬不均匀地层中进行大直径嵌岩桩基础施工是嵌岩桩钻掘施工的一个重要技术难点。中国专利CN 103573188B一种处理不均匀地质的回旋钻钻头装置，包括回旋钻头，其特征是回旋钻头的外部套装有钢套筒，回旋钻头的钻头围壁的外圆与钢套筒的上端内侧壁固定连接，钢套筒的下端端面上沿其圆周均匀设置有若干个合金齿头。但是该专利主要是利用钻头切割土体进行钻进施工，不能用于软硬不均匀分布的岩层施工。中国专利CN 103628821B适用于软—硬钻进对象的取心钻头，包括钻头基体和设置在钻头基体下方的锥状头，钻头基体为空心圆筒状，在钻头上端设有钻杆连接部，锥状头开口内径小于钻头基体空心圆筒的内径，在钻头基体外表面设置有外螺旋，在锥状头的斜面和底面开槽，在槽内安装有相应形状的切削具，切削具通过铆钉铰接在槽内，铆钉和切削具上的孔之间设置有限制切削具初始位置的限位件，限位件与槽底之间具有切削具与槽之间设置有耐高温弹性垫块。但是该专利主要是针对月壤取心钻进时频频变化的松散月壤和月岩的软硬工况，不能用于软岩、硬岩同层不均匀分布的钻进，也不能用于嵌岩桩钻探施工。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于嵌岩桩软硬不均地层的气压控制式切岩装置，能够满足嵌岩桩施工过程中遇软硬不均匀分布地层的精确钻进要求，保证钻孔质量符合设计标准。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案表征为：一种用于嵌岩桩软硬不均地层的气压控制式切岩装置，其特征在于，包括切岩护筒1、锥形切削刀具系统2、齿形切削刀具系统3、振动传感系统4、气压传感系统5、气压囊系统6、高压水管7、多径接驳器8、隔振弹簧9、钻杆10、气压控制器11、振动控制器12、高压水泵13、电缆线14、强力胶粘剂15、气压流量控制器17、气压稳固螺栓18、橡胶减震垫19、隔振紧固螺栓20、固位销钉21；所述的切岩护筒1内置锥形切削刀具系统2、齿形切削刀具系统3、振动传感系统4、气压传感系统5、气压囊系统6，锥形切削刀具系统2、齿形切削刀具系统3均与振动传感系统4连接，气压囊系统6与气压传感系统5连接，振动传感系统4、气压传感系统5通过电缆线14分别与振动控制器12、气压控制器11连接，高压水管7贯穿整个切岩护筒1并与多径接驳器8、钻杆10依次连接。所述的切岩护筒1包括第一水平固力板101、第二水平固力板102、第三水平固力板103、底部高压喷嘴104、水平高压喷嘴系统105、中空区106、实体区107、预留洞口108、双层过滤网109，其作用主要是保证嵌岩桩钻孔的直径符合设计要求，同时保护内置的敏感元件在入岩钻进过程中的破坏。所述的第一水平固力板101限位在刀具系统中各刀具的中部，主要用于刀具中部的受力稳定，确保锥形切削刀具系统2、齿形切削刀具系统3中锥形切削刀具、齿形切削刀具切岩时刀具中部的受力稳定。所述的第二水平固力板102限位在刀具系统中各刀具的尾部，主要用于刀具尾部的受力稳定，确保锥形切削刀具系统2、齿形切削刀具系统3中锥形切削刀具、齿形切削刀具切岩时刀具尾部的受力稳定。所述的第三水平固力板103固定和承载稳气压传感系统5、固气压囊系统6，主要用于稳固气压囊系统6，确保气压囊加压、恒压时的受力均衡。所述的底部高压喷嘴104通过高压水管7与高压水泵13连接，主要用于嵌岩桩切岩时底部高压水流的射出口。所述的水平高压喷嘴系统105包括两层，每一层均匀分布有喷嘴，通过高压水管7与高压水泵13连接，，主要用于嵌岩桩切岩时由钻进中心向钻孔壁方向射出高压水流的射水口。所述中空区106位于切岩护筒1的最中心，中空区106内置高压水管7，其外围是实体区107。所述实体区107主要承担切岩护筒1旋转时所需的轴力、扭力以及材料强度；所述实体区107外围设有预留洞口108。所述预留洞口108主要用于振动传感系统4、气压传感系统5与外部控制系统的连接。所述双层过滤网109设于喷嘴外，主要作用是避免岩石碎渣随水流流入内置的高压水管7内，保持内置高压水管7的畅通。所述的锥形切削刀具系统2与齿形切削刀具系统3互为45°设置。所述的锥形切削刀具系统2共设20把锥形切削刀具，包括第一锥形切削刀201、第二锥形切削刀202、第三锥形切削刀203、第四锥形切削刀204、第五锥形切削刀205、第六锥形切削刀206、第七锥形切削刀207、第八锥形切削刀208、第九锥形切削刀209、第十锥形切削刀210、第十一锥形切削刀211、第十二锥形切削刀212、第十三锥形切削刀213、第十四锥形切削刀214、第十五锥形切削刀215、第十六锥形切削刀216、第十七锥形切削刀217、第十八锥形切削刀218、第十九锥形切削刀219、第二十锥形切削刀220，各锥形刀具的刀刃均为硬质合金材料，且尾部内设安置振动型传感器的预留洞口，并通过隔振紧固螺栓20进行稳固。所述的齿形切削刀具系统3共设16把齿形切削刀具，包括第一齿形切削刀具301、第二齿形切削刀具302、第三齿形切削刀具303、第四齿形切削刀具304、第五齿形切削刀具305、第六齿形切削刀具306、第七齿形切削刀具307、第八齿形切削刀具308、第九齿形切削刀具309、第十齿形切削刀具310、第十一齿形切削刀具311、第十二齿形切削刀具312、第十三齿形切削刀具313、第十四齿形切削刀具314、第十五齿形切削刀具315、第十六齿形切削刀具316，各齿形刀具的刀刃均为硬质合金材料，且尾部内设安置振动型传感器的预留洞口，并通过隔振紧固螺栓20进行稳固。所述的振动传感系统4共设36个振动传感器，包括第一振动传感器401、第二振动传感器402、第三振动传感器403、第四振动传感器404、第五振动传感器405、第六振动传感器406、第七振动传感器407、第八振动传感器408、第九振动传感器409、第十振动传感器410、第十一振动传感器411、第十二振动传感器412、第十三振动传感器413、第十四振动传感器414、第十五振动传感器415、第十六振动传感器416、第十七振动传感器417、第十八振动传感器418、第十九振动传感器419、第二十振动传感器420、第二十一振动传感器421、第二十二振动传感器422、第二十三振动传感器423、第二十四振动传感器424、第二十五振动传感器425、第二十六振动传感器426、第二十七振动传感器427、第二十八振动传感器428、第二十九振动传感器429、第三十振动传感器430、第三十一振动传感器431、第三十二振动传感器432、第三十三振动传感器433、第三十四振动传感器434、第三十五振动传感器435、第三十六振动传感器436。第一锥形切削刀201与第一振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于嵌岩桩软硬不均地层的气压控制式切岩装置，其特征在于，包括切岩护筒(1)、锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)、振动传感系统(4)、气压传感系统(5)、气压囊系统(6)、高压水管(7)、多径接驳器(8)、隔振弹簧(9)、钻杆(10)、气压控制器(11)、振动控制器(12)、高压水泵(13)、电缆线(14)、强力胶粘剂(15)、气压流量控制器(17)、气压稳固螺栓(18)、橡胶减震垫(19)、隔振紧固螺栓(20)、固位销钉(21)；所述的切岩护筒(1)内置锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)、振动传感系统(4)、气压传感系统(5)、气压囊系统(6)，锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)均与振动传感系统(4)连接，气压囊系统(6)与气压传感系统(5)连接，振动传感系统(4)、气压传感系统(5)通过电缆线(14)分别与振动控制器(12)、气压控制器(11)连接，高压水管(7)贯穿整个切岩护筒(1)并与多径接驳器(8)、钻杆(10)依次连接；所述的切岩护筒(1)包括第一水平固力板(101)、第二水平固力板(102)、第三水平固力板(103)、底部高压喷嘴(104)、水平高压喷嘴系统(105)、中空区(106)、实体区(107)、预留洞口(108)、双层过滤网(109)，其作用主要是保证嵌岩桩钻孔的直径符合设计要求，同时保护内置的敏感元件在入岩钻进过程中的破坏；所述的第一水平固力板(101)限位在刀具系统中各刀具的中部，主要用于刀具中部的受力稳定，确保锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)中锥形切削刀具、齿形切削刀具切岩时刀具中部的受力稳定；所述的第二水平固力板(102)限位在刀具系统中各刀具的尾部，主要用于刀具尾部的受力稳定，确保锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)中锥形切削刀具、齿形切削刀具切岩时刀具尾部的受力稳定；所述的第三水平固力板(103)固定和承载稳气压传感系统(5)、固气压囊系统(6)，主要用于稳固气压囊系统(6)，确保气压囊加压、恒压时的受力均衡；所述的底部高压喷嘴(104)通过高压水管(7)与高压水泵(13)连接，主要用于嵌岩桩切岩时底部高压水流的射出口；所述的水平高压喷嘴系统(105)包括两层，每一层均匀分布有喷嘴，通过高压水管(7)与高压水泵(13)连接，主要用于嵌岩桩切岩时由钻进中心向钻孔壁方向射出高压水流的射水口；所述中空区(106)位于切岩护筒(1)的最中心，中空区(106)内置高压水管(7)，其外围是实体区(107)；所述实体区(107)主要承担切岩护筒(1)旋转时所需的轴力、扭力以及材料强度；所述实体区(107)外围设有预留洞口(108)；所述预留洞口(108)主要用于振动传感系统(4)、气压传感系统(5)与外部控制系统的连接；所述双层过滤网(109)设于喷嘴外，主要作用是避免岩石碎渣随水流流入内置的高压水管(7)内，保持内置高压水管(7)的畅通；所述的锥形切削刀具系统(2)与齿形切削刀具系统(3)互为45°设置。所述的锥形切削刀具系统(2)共设(20)把锥形切削刀具，包括第一锥形切削刀(201)、第二锥形切削刀(202)、第三锥形切削刀(203)、第四锥形切削刀(204)、第五锥形切削刀(205)、第六锥形切削刀(206)、第七锥形切削刀(207)、第八锥形切削刀(208)、第九锥形切削刀(209)、第十锥形切削刀(210)、第十一锥形切削刀(211)、第十二锥形切削刀(212)、第十三锥形切削刀(213)、第十四锥形切削刀(214)、第十五锥形切削刀(215)、第十六锥形切削刀(216)、第十七锥形切削刀(217)、第十八锥形切削刀(218)、第十九锥形切削刀(219)、第二十锥形切削刀(220)，各锥形刀具的刀刃均为硬质合金材料，且尾部内设安置振动型传感器的预留洞口，并通过隔振紧固螺栓(20)进行稳固；所述的齿形切削刀具系统(3)共设(16)把齿形切削刀具，包括第一齿形切削刀具(301)、第二齿形切削刀具(302)、第三齿形切削刀具(303)、第四齿形切削刀具(304)、第五齿形切削刀具(305)、第六齿形切削刀具(306)、第七齿形切削刀具(307)、第八齿形切削刀具(308)、第九齿形切削刀具(309)、第十齿形切削刀具(310)、第十一齿形切削刀具(311)、第十二齿形切削刀具(312)、第十三齿形切削刀具(313)、第十四齿形切削刀具(314)、第十五齿形切削刀具(315)、第十六齿形切削刀具(316)，各齿形刀具的刀刃均为硬质合金材料，且尾部内设安置振动型传感器的预留洞口，并通过隔振紧固螺栓(20)进行稳固；所述的振动传感系统(4)共设(36)个振动传感器，包括第一振动传感器(401)、第二振动传感器(402)、第三振动传感器(403)...

【技术特征摘要】
1.一种用于嵌岩桩软硬不均地层的气压控制式切岩装置，其特征在于，包括切岩护筒(1)、锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)、振动传感系统(4)、气压传感系统(5)、气压囊系统(6)、高压水管(7)、多径接驳器(8)、隔振弹簧(9)、钻杆(10)、气压控制器(11)、振动控制器(12)、高压水泵(13)、电缆线(14)、强力胶粘剂(15)、气压流量控制器(17)、气压稳固螺栓(18)、橡胶减震垫(19)、隔振紧固螺栓(20)、固位销钉(21)；所述的切岩护筒(1)内置锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)、振动传感系统(4)、气压传感系统(5)、气压囊系统(6)，锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)均与振动传感系统(4)连接，气压囊系统(6)与气压传感系统(5)连接，振动传感系统(4)、气压传感系统(5)通过电缆线(14)分别与振动控制器(12)、气压控制器(11)连接，高压水管(7)贯穿整个切岩护筒(1)并与多径接驳器(8)、钻杆(10)依次连接；所述的切岩护筒(1)包括第一水平固力板(101)、第二水平固力板(102)、第三水平固力板(103)、底部高压喷嘴(104)、水平高压喷嘴系统(105)、中空区(106)、实体区(107)、预留洞口(108)、双层过滤网(109)，其作用主要是保证嵌岩桩钻孔的直径符合设计要求，同时保护内置的敏感元件在入岩钻进过程中的破坏；所述的第一水平固力板(101)限位在刀具系统中各刀具的中部，主要用于刀具中部的受力稳定，确保锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)中锥形切削刀具、齿形切削刀具切岩时刀具中部的受力稳定；所述的第二水平固力板(102)限位在刀具系统中各刀具的尾部，主要用于刀具尾部的受力稳定，确保锥形切削刀具系统(2)、齿形切削刀具系统(3)中锥形切削刀具、齿形切削刀具切岩时刀具尾部的受力稳定；所述的第三水平固力板(103)固定和承载稳气压传感系统(5)、固气压囊系统(6)，主要用于稳固气压囊系统(6)，确保气压囊加压、恒压时的受力均衡；所述的底部高压喷嘴(104)通过高压水管(7)与高压水泵(13)连接，主要用于嵌岩桩切岩时底部高压水流的射出口；所述的水平高压喷嘴系统(105)包括两层，每一层均匀分布有喷嘴，通过高压水管(7)与高压水泵(13)连接，主要用于嵌岩桩切岩时由钻进中心向钻孔壁方向射出高压水流的射水口；所述中空区(106)位于切岩护筒(1)的最中心，中空区(106)内置高压水管(7)，其外围是实体区(107)；所述实体区(107)主要承担切岩护筒(1)旋转时所需的轴力、扭力以及材料强度；所述实体区(107)外围设有预留洞口(108)；所述预留洞口(108)主要用于振动传感系统(4)、气压传感系统(5)与外部控制系统的连接；所述双层过滤网(109)设于喷嘴外，主要作用是避免岩石碎渣随水流流入内置的高压水管(7)内，保持内置高压水管(7)的畅通；所述的锥形切削刀具系统(2)与齿形切削刀具系统(3)互为45°设置。所述的锥形切削刀具系统(2)共设(20)把锥形切削刀具，包括第一锥形切削刀(201)、第二锥形切削刀(202)、第三锥形切削刀(203)、第四锥形切削刀(204)、第五锥形切削刀(205)、第六锥形切削刀(206)、第七锥形切削刀(207)、第八锥形切削刀(208)、第九锥形切削刀(209)、第十锥形切削刀(210)、第十一锥形切削刀(211)、第十二锥形切削刀(212)、第十三锥形切削刀(213)、第十四锥形切削刀(214)、第十五锥形切削刀(215)、第十六锥形切削刀(216)、第十七锥形切削刀(217)、第十八锥形切削刀(218)、第十九锥形切削刀(219)、第二十锥形切削刀(220)，各锥形刀具的刀刃均为硬质合金材料，且尾部内设安置振动型传感器的预留洞口，并通过隔振紧固螺栓(20)进行稳固；所述的齿形切削刀具系统(3)共设(16)把齿形切削刀具，包括第一齿形切削刀具(301)、第二齿形切削刀具(302)、第三齿形切削刀具(303)、第四齿形切削刀具(304)、第五齿形切削刀具(305)、第六齿形切削刀具(306)、第七齿形切削刀具(307)、第八齿形切削刀具(308)、第九齿形切削刀具(309)、第十齿形切削刀具(310)、第十一齿形切削刀具(311)、第十二齿形切削刀具(312)、第十三齿形切削刀具(313)、第十四齿形切削刀具(314)、第十五齿形切削刀具(315)、第十六齿形切削刀具(316)，各齿形刀具的刀刃均为硬质合金材料，且尾部内设安置振动型传感器的预留洞口，并通过隔振紧固螺栓(20)进行稳固；所述的振动传感系统(4)共设(36)个振动传感器，包括第一振动传感器(401)、第二振动传感器(402)、第三振动传感器(403)、第四振动传感器(404)、第五振动传感器(405)、第六振动传感器(406)、第七振动传感器(407)、第八振动传感器(408)、第九振动传感器(409)、第十振动传感器(410)、第十一振动传感器(411)、第十二振动传感器(412)、第十三振动传感器(413)、第十四振动传感器(414)、第十五振动传感器(415)、第十六振动传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓，林大干，李曦宇，方兆寅，王国锋，
申请(专利权)人：浙江省交通工程建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33