基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器

790 编辑：中冶有色技术网来源：山西机械化建设集团有限公司

2024-01-17 10:36:18

权利要求书： 1.一种基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，包括上节(1)、中节(3)和下节(5)；

所述上节(1)设置有上节连接销槽口，下节(5)设置有下节连接销槽口；

所述上节(1)和中节(3)密封固定连接，中节(3)和下节(5)密封转动连接，上节(1)、中节(3)和下节(5)的中轴线重合；

其特征在于，设置有贯通上节(1)、中节(3)和下节(5)的输浆通路；

所述输浆通路的进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节(1)、中节(3)和下节(5)的中轴线重合。

2.根据权利要求1所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，所述上节(1)中设置有可密封腔室(2)和上节输浆通路(15)；

所述可密封腔室(2)位于上节连接销槽口的下方，贯通上节(1)的底面，中轴线与上节(1)的中轴线重合；

所述上节输浆通路(15)与可密封腔室(2)连通；

所述中节(3)设置有贯通顶面和底面的中节通路；

所述下节(5)的顶面设置有提吊传力轴(4)，内部设置有下节输浆通路(7)；

所述提吊传力轴(4)的内部中空，为输浆通路的中间段；

所述下节输浆通路(7)与输浆通路的中间段连通；

所述提吊传力轴(4)穿过中节通路和可密封腔室(2)，上节输浆通路(15)出口端平面、可密封腔室(2)顶面和提吊传力轴(4)上开口端平面三者共面且同心，提吊传力轴(4)与中节通路和可密封腔室(2)之间密封转动连接；

上节输浆通路(15)、提吊传力轴(4)和下节输浆通路(7)组成输浆通路。

3.根据权利要求2所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，还包括提吊推力轴承(9)；

所述提吊传力轴(4)与中节通路之间通过提吊推力轴承(9)转动连接。

4.根据权利要求3所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，还包括油封(8)；

所述油封(8)位于提吊推力轴承(9)的下方，密封连接提吊传力轴(4)与中节通路。

5.根据权利要求4所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，还包括密封圈(13)和中空密封套(14)；

所述中空密封套(14)套设在提吊传力轴(4)上，顶面与提吊传力轴(4)平齐，顶面向外翻折封闭提吊传力轴(4)与可密封腔室(2)之间的间隙；

所述密封圈(13)密封连接中空密封套(14)和可密封腔室(2)。

6.根据权利要求5所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，提吊传力轴(4)与中空密封套(14)之间螺纹连接，顶面钉入轴向紧定螺丝(19)紧固防松。

7.根据权利要求6所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，还包括传力套筒(10)、提吊传力螺母(11)和传力垫片(12)；

所述传力套筒(10)内壁光滑，套设在吊传力轴(4)上，位于提吊推力轴承(9)的上方；

所述提吊传力螺母(11)内壁设置有内螺纹，与吊传力轴(4)外壁的外螺纹连接，位于传力套筒(10)的上方；

所述传力垫片(12)套设在吊传力轴(4)上，位于密封圈(13)和中空密封套(14)组成的整体与提吊传力螺母(11)之间。

8.根据权利要求7所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，上节(1)的底面设置有插接段，插接段内部中空，内径与可密封腔室(2)相同，插接段插设在中节通路中，底端位于传力套筒(10)和中节(3)之间。

9.根据权利要求8所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，输浆通路的进口安装有上节浆液输入接口(16)，出口安装有下节浆液输出接口(6)。

10.根据权利要求2?9任一项所述的基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，其特征在于，输浆通路的进口设置在上节连接销槽口侧壁的顶面上，出口设置在下节连接销槽口侧壁的底面上；

上节输浆通路(15)分为上直线段和上斜线段，上直线段位于上节连接销槽口的侧壁中，上斜线段连接上直线段和输浆通路的中间段；

下节输浆通路(7)分为下斜线段和下直线段，下直线段位于下节连接销槽口的侧壁中，下斜线段连接下直线段和输浆通路的中间段；

上直线段与上斜线段之间的夹角、上斜线段与中间段之间的夹角、中间段与下斜线段之间的夹角以及下斜线段与下直线段之间的夹角均为钝角。

说明书：基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器技术领域[0001] 本实用新型属于旋挖成孔灌注柱施工的技术领域，具体公开了一种基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器。背景技术[0002] 近年来，建设领域很多重要建(构)筑物的基础采用钻孔灌注桩基础，对基桩的承载力要求越来越高。钻孔灌注桩旋挖成孔工艺因其对软土、硬土、杂填土、砂砾和风化岩石等地基适应性广泛、成孔速度快、施工效率高、成桩的承载力高而越来越多被采用。在深厚欠固结杂填土建筑场地上，往往首选旋挖成孔工艺，钻孔护壁方式一般采用干作业方式，但其桩孔侧壁在成孔时容易塌孔、灌注混凝土时还可能出现较为严重的漏浆情况，导致成桩后桩身出现严重的离析甚至断桩缺陷。高压旋喷工艺是一种成熟的地基加固方法，特别适用于杂填土类场地，施工时通过钻杆前置“水龙头”将高压水泥浆液输入中空钻杆，选用不同的喷头和喷浆压力，能在土中形成柱状或环状加固结石体，可以用于旋挖成孔后桩孔底部加固和侧壁重塑护壁，能很好地解决因桩身离析及断桩缺陷导致废桩，但旋喷施工必须逐节拆装钻杆，孔深较大时施工效率很低，还存在动力严重不足的问题。因此在适应性广泛、成孔速度快、施工效率高的旋挖钻机上增加可用于高压旋喷施工的功能亟待解决。[0003] 旋挖钻机钻杆为一组外筒内芯嵌套组合式钻杆，其内芯杆前安装一个提引器，这种提引器仅具有提吊钻杆时传递重力荷载和转动工况下牵引钢丝绳不随钻杆旋转的基本功能，并没有任何可供输送高压流体的上下贯通的通道。实用新型内容

[0004] 本实用新型提供一种基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，解决现有提引器无法输送高压流体的技术问题。[0005] 上述一种基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，包括上节、中节和下节；上节设置有上节连接销槽口，下节设置有下节连接销槽口；上节和中节密封固定连接，中节和下节密封转动连接，上节、中节和下节的中轴线重合；设置有贯通上节、中节和下节的输浆通路；输浆通路的进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节、中节和下节的中轴线重合。[0006] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，上节内部设置有可密封腔室和上节输浆通路；可密封腔室位于上节连接销槽口的下方，贯通上节的底面，中轴线与上节的中轴线重合；上节输浆通路与可密封腔室连通；中节设置有贯通顶面和底面的中节通路；下节的顶面设置有提吊传力轴，内部设置有下节输浆通路；提吊传力轴的内部中空，为输浆通路的中间段；

下节输浆通路与输浆通路的中间段连通；提吊传力轴穿过中节通路和可密封腔室，上节输浆通路出口端平面、可密封腔室顶面和提吊传力轴上开口端平面三者共面且同心，提吊传力轴与中节通路和可密封腔室之间密封转动连接；上节输浆通路、提吊传力轴和下节输浆通路组成输浆通路。

[0007] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括提吊推力轴承；提吊传力轴与中节通路之间通过提吊推力轴承转动连接。[0008] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括油封；油封位于提吊推力轴承的下方，密封连接提吊传力轴与中节通路。[0009] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括密封圈和中空密封套；中空密封套套设在提吊传力轴上，顶面与提吊传力轴平齐，顶面向外翻折封闭提吊传力轴与可密封腔室之间的间隙；密封圈密封连接中空密封套和可密封腔室。[0010] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，提吊传力轴与中空密封套之间螺纹连接，顶面钉入轴向紧定螺丝紧固防松。[0011] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括传力套筒、提吊传力螺母和传力垫片；传力套筒内壁光滑，套设在吊传力轴上，位于提吊推力轴承的上方；提吊传力螺母内壁设置有内螺纹，与吊传力轴外壁的外螺纹连接，位于传力套筒的上方；传力垫片套设在吊传力轴上，位于密封圈和中空密封套组成的整体与提吊传力螺母之间。[0012] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，上节的底面设置有插接段，插接段内部中空，内径与可密封腔室相同，插接段插设在中节通路中，底端位于传力套筒和中节之间。[0013] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，输浆通路的进口安装有上节浆液输入接口，出口安装有下节浆液输出接口。[0014] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，输浆通路的进口设置在上节连接销槽口侧壁的顶面上，出口设置在下节连接销槽口侧壁的底面上；上节输浆通路分为上直线段和上斜线段，上直线段位于上节连接销槽口的侧壁中，上斜线段连接上直线段和输浆通路的中间段；下节输浆通路分为下斜线段和下直线段，下直线段位于下节连接销槽口的侧壁中，下斜线段连接下直线段和输浆通路的中间段；上直线段与上斜线段之间的夹角、上斜线段与中间段之间的夹角、中间段与下斜线段之间的夹角以及下斜线段与下直线段之间的夹角均为钝角。[0015] 本实用新型具有以下有益效果：[0016] 本实用新型基于旋挖钻机之普通提引器进行设计改造优化，增设输浆通路，使其具有输送高压多元多相混合流体(如高压水泥浆液)的传输能力，且对提引器原有功能不产生任何不利影响，为旋挖钻机进行高压旋喷工艺实现桩孔喷护提供关键技术基础。附图说明[0017] 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。[0018] 图1为提引器上节+中节+下节的组合装配示意图；[0019] 图2为提引器上节的拆解示意图；[0020] 图3为提引器中节的拆解示意图；[0021] 图4为提引器下节的拆解示意图；[0022] 图5为曲面盖板A方向的示意图。[0023] 图中：1?上节；2?可密封腔室；3?中节；4?提吊传力轴；5?下节；6?下节浆液输出接口；7?下节输浆通路；8?油封；9?提吊推力轴承；10?传力套筒；11?提吊传力螺母；12?传力垫片；13?密封圈；14?中空密封套；15?上节输浆通路；16?上节浆液输入接口；17?连接销；18?曲面盖板；19?轴向紧定螺丝。具体实施方式[0024] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，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。[0025] 本实施例提供一种基于旋挖钻机的高压旋喷单通道注浆提引器，包括上节1、中节3和下节5；上节1设置有上节连接销槽口，下节5设置有下节连接销槽口；上节1和中节3密封固定连接，中节3和下节5密封转动连接，上节1、中节3和下节5的中轴线重合；设置有贯通上节1、中节3和下节5的输浆通路；输浆通路的进口设置在上节连接销槽口的侧壁上，出口设置在下节连接销槽口的侧壁上，位于上节连接销槽口和下节连接销槽口之间的部分为输浆通路的中间段，中间段的中轴线与上节1、中节3和下节5的中轴线重合。该高压旋喷单通道注浆提引器既保证了旋挖钻杆转动工况下钻杆重力荷载传递的既有功能，又实现了高压水泥浆液的动态传输。

[0026] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，上节1中设置有可密封腔室2和上节输浆通路15；可密封腔室2位于上节连接销槽口的下方，贯通上节1的底面，中轴线与上节1的中轴线重合；上节输浆通路15与可密封腔室2连通；中节3设置有贯通顶面和底面的中节通路；下节

5的顶面设置有提吊传力轴4，内部设置有下节输浆通路7；提吊传力轴4的内部中空，为输浆通路的中间段；下节输浆通路7与输浆通路的中间段连通；提吊传力轴4穿过中节通路和可密封腔室2，上节输浆通路15出口端平面、可密封腔室2顶面和提吊传力轴4上开口端平面三者共面且同心，使输浆通路在此处实现无间隙衔接，减小相互偏心磨损，提吊传力轴4与中节通路和可密封腔室2之间密封转动连接；上节输浆通路15、提吊传力轴4和下节输浆通路7组成输浆通路。上节输浆通路15和下节输浆通路7皆为内置方式，不改变提引器整体外型，也不需改变其他与之相关装置的装配参数及尺寸。

[0027] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括提吊推力轴承9；提吊传力轴4与中节通路之间通过提吊推力轴承9转动连接。[0028] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括油封8；油封8位于提吊推力轴承9的下方，密封连接提吊传力轴4与中节通路，防止用于安装提吊推力轴承9的轴承室内润滑剂渗漏。[0029] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括密封圈13和中空密封套14；中空密封套14套设在提吊传力轴4上，顶面与提吊传力轴4平齐，顶面向外翻折封闭提吊传力轴4与可密封腔室2之间的间隙；密封圈13密封连接中空密封套14和可密封腔室2。密封圈13在下节5转动工况下，于中空密封套14与可密封腔室2之间起密封作用，既保证下节5可转、又阻止高压流体从输浆通路渗入中节3内提吊推力轴承9的轴承室。密封圈13采用二段组合式耐高压抗磨密封圈组，动态密封性能得到提升。

[0030] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，提吊传力轴4与中空密封套14之间螺纹连接，起到紧固和密封双重作用，无需再另外加装密封组件，有利于拆卸和重复装配，便于管路清洗及磨损后的配件更换；提吊传力轴4与中空密封套14的顶面钉入轴向紧定螺丝19紧固防松。[0031] 上述高压旋喷单通道注浆提引器，还包括传力套筒10、提吊传力螺母11和传力垫片12；传力套筒10内壁光滑，套设在吊传力轴4上，位于提吊推力轴承9的上方；提吊传力螺母11内壁设置有螺纹，与吊传力轴4外壁的螺纹连接，位于传力套筒10的上方；传力垫片12套设在吊传力轴4上，位于密封圈13和中空密封套14组成的整体与提吊传力螺母11之间，减少提吊传力螺母11因受力不均匀产生的过度磨损。[0032] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，上节1的底面设置有插接段，插接段内部中空，内径与可密封腔室2相同，插接段插设在中节通路中，底端位于传力套筒10和中节3之间。[0033] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，输浆通路的进口安装有上节浆液输入接口16，出口安装有下节浆液输出接口6。

[0034] 上述高压旋喷单通道注浆提引器中，输浆通路的进口设置在上节连接销槽口侧壁的顶面上，出口设置在下节连接销槽口侧壁的底面上，上节浆液输入接口16和下节浆液输出接口6均收进沉入提引器外轮廓之内，确保提引器在进入旋挖钻杆内芯管工况时钻杆正常转动；上节浆液输入接口16通过对丝承接来自高压供浆后台的浆液输送胶管；下节浆液输出接口6通过对丝接至旋挖钻杆内芯管内之浆液输送胶管；上节输浆通路15分为上直线段和上斜线段，上直线段位于上节连接销槽口的侧壁中，上斜线段连接上直线段和输浆通路的中间段；下节输浆通路7分为下斜线段和下直线段，下直线段位于下节连接销槽口的侧壁中，下斜线段连接下直线段和输浆通路的中间段；上直线段与上斜线段之间的夹角、上斜线段与中间段之间的夹角、中间段与下斜线段之间的夹角以及下斜线段与下直线段之间的夹角均为钝角，全程无直角和锐角变向，流线顺畅，降低了高压多元多相混合流体(如高压水泥浆液)输送阻力，流体压力损失小。[0035] 本体材质及加工方法：[0036] 1)提引器本体材料采用高强度合金钢40Cr并经调质，二段组合式耐高压抗磨密封圈组采用聚四氟乙烯；[0037] 2)提引器外圆柱面车床成型、内圆柱面镗床成型、连接销槽口线切割成型；[0038] 3)输浆通路钻床成型，斜孔开窗处坡口与曲面盖板18采用E55型焊条焊接；连接销盲孔精密镗床成型。[0039] 装配方法：[0040] 1)下节5装入带油封8的中节3中，依次装入提吊推力轴承9、传力套筒10、旋入提吊传力螺母11；[0041] 2)在下节5伸出中节3的提吊传力轴4上，依次装入传力垫片12、密封圈13和中空密封套14；[0042] 3)上节1装入中节3、下节5组装件中，安装上节浆液输入接口16和下节浆液输出接口6，上节浆液输入接口16通过对丝承接来自高压供浆后台的浆液输送胶管，下节浆液输出接口6通过对丝接至旋挖钻杆内芯管内之浆液输送胶管；[0043] 4)上节连接销槽口装入提吊钢丝绳鸡心环，插入连接销17并锁定防松；下节连接销槽口装入旋挖钻杆扁头，插入连接销17后锁定防松。[0044] 上述提引器基于通用旋挖钻机平台、为单重管高压旋喷工艺提供单通道导浆通路，具体是一种旋挖钻机通用提引器与单重管高压旋喷钻机水笼头合二为一的上中下3节组合式提吊传力/浆液传送装置。1)提引器上节顶端设供上节浆液输入接口16经上节输浆通路15至其底端可密封腔室2；2)在可密封腔室2内设可转动的中空密封套14外加二段组合式耐高压抗磨密封圈组密封该腔室；3)延长提吊传力轴4至中空密封套14内，沿提吊传力轴4轴心设下节输浆通路7至下节5底面，由下节浆液输出接口6接至钻杆输浆管路，既解决了提引器传导高压旋喷所需水泥浆液的动态密封通路，又满足提引器在旋挖钻机钻杆提吊及转动工况下轴向荷载传递的既有功能。上述提引器配合旋挖钻机专用高压旋喷钻头，解决了深厚杂填土地基或深部强风化基岩中旋挖成孔工艺灌注桩深部松散孔壁采用高压旋喷护壁时加固半径小、传统旋喷钻机钻杆安拆效率低以及动力扭矩不足问题。

[0045] 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。