阅读说明：本技术 一种管棚钻头以及软土条件下管棚施工方法 (Pipe shed drill bit and pipe shed construction method under soft soil condition ) 是由 文涛 李攀 丁兴 季杨 李日升 肖佳迪 徐方宁 邵梦德 邱伟 李斐斐 廖裕海 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种管棚钻头以及软土条件下管棚施工方法,所述管棚钻头包括管棚本体以及若干钻齿,所述钻齿的一端连接于所述管棚本体上,另一端向管棚本体的端部延伸并延伸出所述管棚本体的端部。本发明通过在管棚本体的前端设置若干钻齿,使得在软土条件下使用管棚时,可以直接采用具有钻齿的管棚作为钻头,这样在钻孔完成后无需将钻头取出,避免了在钻管取出的过程中发生塌孔的问题,提高了施工的安全性。(The invention discloses a pipe shed drill bit and a pipe shed construction method under the condition of soft soil. According to the invention, the drill teeth are arranged at the front end of the pipe shed body, so that the pipe shed with the drill teeth can be directly used as a drill bit when the pipe shed is used under a soft soil condition, the drill bit does not need to be taken out after drilling is finished, the problem of hole collapse in the process of taking out the drill pipe is avoided, and the construction safety is improved.)

一种管棚钻头以及软土条件下管棚施工方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，特别涉及一种管棚钻头以及软土条件下管棚施工方法。

背景技术

目前长管棚施工是在隧道开挖断面打入与匝道平行的钢花管，然后在向钢花管内进行水泥注浆，以达到对周围岩石和土质起到支撑的作用。但是，在软土体质条件下，管施工一般先适用钻机钻孔，钻好后退出钻管后在打入钢花管，这样施工工序繁琐且施工速度慢，并且在钻管取出的过程中易发生塌孔现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种管棚钻头以及软土条件下管棚施工方法，以解决软土条件下管棚施工容易发生塌孔的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种管棚钻头，其包括管棚本体以及若干钻齿，所述钻齿的一端连接于所述管棚本体上，另一端向管棚本体的端部延伸并延伸出所述管棚本体的端部。

所述管棚钻头，所述若干钻齿沿周向均匀布置于所述管棚本体上。

所述管棚钻头，所述钻齿包括连接部以及切割部，所述连接部连接于所述管棚本体上，所述切割部连接于所述连接部上，并且所述切割部未与所述连接部连接的一端为倾斜面。

一种软土条件下管棚施工方法，应用如上任一所述管棚钻头，所述方法包括：

施工导向墙：在软土待施工处设置导向墙，通过所述导向墙进行导向；

钻孔及顶入管棚：将管棚钻头与管棚相连接，并将所述管棚装配于钻机上，通过所述钻机带动所述管棚对软土施工处进行钻孔并顶入管棚；

注浆：向管棚内放置若干钢筋笼和注浆管，以通过所述注浆管向管棚内注浆。

所述软土条件下管棚施工方法，其中，所述管棚包括若干钢花管，所述若干钢花管通过丝扣首尾相连接，所述管棚钻头位于最前面的钢花管的前端。

所述软土条件下管棚施工方法，其中，所述钢花管上设置有若干通孔，所述若干通孔成梅花型布置。

所述软土条件下管棚施工方法，其中，若干钢筋笼沿管棚延伸方向间隔布置，并且任意相邻两个钢筋笼之间的距离相等。

所述软土条件下管棚施工方法，其中，所述管棚钻头内设置有传感器，通过所述传感器获取管棚钻头的打设角度，以便于根据打设角度调节管棚钻头角度。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种管棚钻头以及软土条件下管棚施工方法，所述管棚钻头包括管棚本体以及若干钻齿，所述钻齿的一端连接于所述管棚本体上，另一端向管棚本体的端部延伸并延伸出所述管棚本体的端部。本发明通过在管棚本体的前端设置若干钻齿，使得在软土条件下使用管棚时，可以直接采用具有钻齿的管棚作为钻头，这样在钻孔完成后无需将钻头取出，避免了在钻管取出的过程中发生塌孔的问题，提高了施工的安全性。

附图说明

图1为本发明提供的管棚钻头的立体图。

图2为本发明提供的管棚钻头的一个视角的结构示意图。

图3为本发明提供的管棚钻头的另一个视角的结构示意图。

图4为本发明提供的管棚钻头的钢花管的结构示意图。

图5为本发明提供的管棚钻头的钢筋笼的结构示意图。

图6为本发明提供的软土条件下管棚施工方法的施工流程图。

具体实施方式

本发明提供一种管棚钻头以及软土条件下管棚施工方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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发明和简化描述，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，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。

本发明提供了一种管棚钻头，如图1-3所示，所述管棚钻头包括管棚本体10以及若干钻齿20，所述若干钻齿20间隔布置于所述管棚本体10上，钻齿20的一端连接管棚本体10上，另一端向管棚本体10的端部延伸，并延伸出所述管棚本体10的端部。也就是说，所述钻齿20的一端凸出所述管棚本体10，这样在钻头使用过程中，钻齿20先与施工区域接触，以增大钻头的破坏力。此外，所述管棚本体10为圆柱体结构，所述若干钻齿20沿周向布置与所述管棚本体10上，并且任意相邻的两个钻齿20之间的等距相等，这样可以使得每个钻齿20受力均匀，避免因某个钻齿20受力过大而造成的钻头损坏，而无法完成钻孔工作。

进一步，所述管棚本体10上可以设置有若干钻齿20安装位，所述若干钻齿20安装位与若干钻齿20一一对应，每个钻齿20焊接与其对应的钻齿20安装位上。钻齿20安装位可以相对于所述管棚本体10倾斜设置，即钻齿20安装位设置方向与管棚本体10设置该钻齿20安装位处的剖面相交，其中，所述剖面为以管棚本体10设置该钻齿20安装位处对应的直径为剖面线，沿管棚本体10的中心轴方向剖分形成的剖面。这样当钻齿20安装与钻齿20安装位时，所述钻齿20可以相对于所述管棚本体10倾斜，进一步提高钻齿20的破坏力。

进一步，如图1-3所示，所述钻齿20包括连接部21与切割部22，所述连接部21连接于所述管棚本体10上，所述切割部22一端连接于所述连接部21上，另一端延伸出所述管棚本体10。所述切割部22未与连接部21相连接的一端为倾斜面，所述倾斜面的一端与所述管棚本体10的端面齐平，另一端超出所述管棚本体10的端面，以使得所述切割部22成为直角三角形结构，并且所述直角三角形结构的斜边作为切割部22的切割刃，在对软工条件的施工区域进行钻孔时，可以增大钻齿20与施工区域的接触面积，进而提高钻头的破坏力。当然，在实际应用中，为了便于管棚钻头与其他管棚配合使用，所述管棚本体10远离钻齿20的一端设置有丝扣，以通过所述丝扣与管棚相连接，这样可以根据需要铺设管棚的长度，而将所述管棚钻头连接于不同长度的管棚上，提高了管棚钻头使用的灵活性。此外，在本实施例的一个可能实现方式中，所述钻头可以为5个，所述钻头成刀片状且所述刀片状钻头的厚度为10mm，所述刀片状钻头的横截面为直角梯形，所述直角梯形的长底可以为80mm，短底为40mm，高为30mm。

基于上述管棚钻头，如图6所示，本实施例还提供了一种软土条件下管棚施工方法，所述方法包括：

S10、施工导向墙：在软土待施工处设置导向墙，通过所述导向墙进行导向；

S20、钻孔及顶入管棚：将管棚钻头与管棚相连接，并将所述管棚装配于钻机上，通过所述钻机带动所述管棚对软土施工处进行钻孔并顶入管棚；

S30、注浆：向管棚内放置若干钢筋笼和注浆管，以通过所述注浆管向管棚内注浆。

本实施例通过在施工导向墙后，将管棚钻头与管棚连接后装配与钻机上，通过钻机带动管棚钻头对软土施工处进行钻孔，并且在钻孔同时将管棚顶入，最后进行注浆。这样在钻孔完成的同时完成了管棚顶入，无需将钻头取出，可以避免在钻孔完成后无需将钻头取出，避免了在钻管取出的过程中发生塌孔的问题，提高了施工的安全性。此外，在钻孔的同时顶入管棚，减少了钻头取出以及在钻头取出后对钻孔进行清洗的步骤，从而减少了管棚施工的工序，节约了管棚施工时长。

进一步，在所述步骤S10中，所述导向墙可以型钢混凝土结构，所述导向墙的施工过程可以采用现有施工过程，例如，所述导向墙施工过程可以包括测量放样、引孔、立型钢钢架、导向管安装、复测、钢筋焊接固定、混凝土浇筑等工艺。

进一步，在所述步骤S20中，所述管棚若干钢花管，所述若干钢花管通过丝扣首尾相连接，所述管棚钻头位于最前面的钢花管的前端，当对软土待施工处钻孔时，所述管棚钻头首先与待施工处接触。其中，所述钢花管上设置有若干通孔，所述若干通孔成梅花型布置。在本实施例的一个实现方式中，如图4所示，所述钢花管为直径为180mm，管壁厚度为6mm的无缝钢管，管棚管壁上钻孔孔径10mm，并呈梅花形布置其纵向、横向间距为15cm。所述若干钢花管中相邻两个钢花管的长度不同，例如，首节钢花管长度为2m，第二节钢花管长度为1m，第三节钢花管长度为2，依次交替放置。此外，相邻两个钢花管通过外车丝扣及内车丝扣进行连接，并且所述丝扣的长度大于150mm，这样可以提高相邻两个钢花管之间的连接力，防止因扭矩过大而导致钢花管脱落，影响后续施工。

进一步，所述管棚钻头内设置有传感器，通过所述传感器获取管棚钻头的打设角度，以便于根据打设角度调节管棚钻头角度。其中，所述传感器可以连接于终端设备，通过所述终端设备显示打设角度，这样可以根据打设角度实时调整管棚角度确保其精度。防止超长管棚施工时，人为因素或机械因素造成打设管棚过程中角度产生的偏差。

进一步，在所述步骤S30中，所述钢筋笼和注浆管可以同步***管棚内，若干钢筋笼沿管棚延伸方向间隔布置，并且任意相邻两个钢筋笼之间的距离相等(例如，任意相邻两个钢筋笼之间的距离为5m等)，这样通过在管棚内设置钢筋笼可以提高管棚的抗弯能力。此外，在本实施例的一个可能实现方式中，如图5所示，所述钢筋笼采用4根主筋，所述4根主筋可以通过固定环连接，其中，所述4根主筋可以沿周向均匀布置于所述固定环上，并且每根主筋均通过两个对称布置的焊接处焊接于所述固定环上。所述主筋可以为25mm的螺纹钢，所述固定环可以为外径为89mm壁厚为5mm的钢管。此外，在本实施例的一个可能实现方式中，所述注浆材料可以使用水泥浆，注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行，全孔采用一次性注浆，注浆结束后采用水泥砂浆充填钢花管。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。