一种基坑测斜管疏通的装置及方法与流程

1.本发明属于地下工程基坑变形监测技术领域，具体涉及一种基坑测斜管疏通的装置及方法。


背景技术：

2.市政及轨道交通工程施工过程中常涉及到明挖基坑，在明挖基坑施工中，为保证其开挖过程安全，常需要在基坑围护结构施工时预埋测斜管，使用测斜仪测量围护结构变形，用以反映基坑开挖过程中不同深度位置的水平位移变形情况，当水平位移单日变形速率及累计变形量达到基坑相应的安全控制值时，需要施工现场根据变形情况及时调整支护形式及参数，加固围护结构，避免出现由于围护结构变形过大而导致的结构失稳等事故的发生，因此测斜监测也就成为评价现场基坑开挖是否安全的重要指标，对保障基坑施工安全至关重要。
3.正常情况下测斜管需要根据规范及设计要求随围护结构(主要包括围护桩和板)按一定间隔距离、深度预埋，一般测斜管单根长度多为2m和4m,基坑深度一般多深于5m，多为十几至二十多米，部分深基坑测斜管深度可达50m及以上，由于埋设过程中需要不断连接测斜管至基坑深度，因此测斜管接头很多，尽管在连接时采用螺丝、密封胶、防水胶带包裹等密封保护措施，但由于现有的预埋技术限制，常常在接头处出现破损，在围护结构浇筑混凝土或破桩头时有混凝土或混凝土块等杂物填充至测斜管内，造成测斜管堵塞。由于该堵塞不能及时发现，只能在基坑开挖时发现，因此再在围护结构中补埋测斜管成为不可能。现阶段测斜管堵塞不能使用时，不得已在其后方土体中补打土体测斜来间接反映围护结构变形，但由于该方法测量的变形数据与实际围护结构变形存在一定差距，因此知道现场基坑开挖施工的时效性较差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基坑测斜管疏通的装置及方法，实现了测斜管堵塞后的疏通。
5.本发明采用以下技术方案：一种基坑测斜管疏通的装置，包括测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置，测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置包括：
6.第一钻杆，为一中空的筒状管体，其后端为敞口状，前端一体连接一圆锥形第一钻头，且锥端朝向前端；
7.在第一钻头的前端锥头和侧壁上布设有多个凸起的半球状的第一破岩削齿；
8.第一钻杆的前端，且位于第一钻头后，沿第一钻杆的走向间隔套设多个第一破岩圆盘，在各第一破岩圆盘的前壁面上均布设有多个向前凸起的半球状的第一破岩削齿。
9.进一步地，在第一钻杆上，在位于最上端的第一破岩削齿上部间隔设置有多个测斜管内壁保护装置；
10.各保护装置均为环形板体，同轴套设于第一钻杆上，在环形板体的环内侧壁为轴
承结构，且内环的直径与第一钻杆的直径相一致；环形板体的外侧壁上设置有四个凸起，四个凸起环绕于环形板体的一周间隔排布，且与测斜管内四个导槽的位置相一致；
11.保护装置用于控制钻头钻进方向与测斜管竖向方向相一致。
12.进一步地，该第一钻杆上，且位于各第一破岩圆盘前均开设有与其内腔相连通的高压风水口，各高压风水口与第一钻杆的中空腔体相连通。
13.进一步地，该第一破岩圆盘的外径依次增大，且最上端的第一破岩圆盘的直径小于测斜管内径。
14.进一步地，四个凸起的直径与环形板体的厚度相一致。
15.进一步地，还包括测斜管导槽内混凝土竖向破除装置，测斜管导槽内混凝土竖向破除装置包括：
16.第二杆体，其为一柱状筒体；在第二杆体内的前端设置有一竖直向的第二破岩圆盘，第二破岩圆盘的下端及左右两端均穿出其所在端第二杆体的壁面；且第二破岩圆盘可绕其水平中轴线旋转；第二破岩圆盘的左右侧的边缘延伸至测斜管导槽内，且未贴于壁面；
17.第二破岩圆盘用于在竖向上破除测斜管导槽内的混凝土。
18.进一步地，在第二杆体内，且位于其上部上下间隔设置有多个水平杆，各水平杆的左右两端均穿出其所在端的第二杆体的侧壁，且在各水平杆的两端均设置有竖直向的滑轮；在第二杆体的左右侧，且位于水平杆的穿过位置对应开设有上下走向的长条状的开口；滑轮与其所在侧的第二破岩圆盘侧在同一竖直线上；
19.各水平杆均可绕与其垂直的水平轴上下往复转动；
20.进一步地，在第二破岩圆盘的侧壁上，且绕其一周间隔设置有多个凸起的半球状的第二破岩削齿。
21.进一步地，该第二破岩圆盘通过与其相垂直的水平设置的第二转轴与第二杆体相连接；
22.在二杆体内，且位于第二转轴的上端设置有第三转轴，在第二转轴和第三转轴间连接有传动装置；传动装置用于带动第二转轴转动。
23.本发明还公开了上述的一种基坑测斜的疏通方法，该疏通方法如下：
24.步骤s11、将第一钻杆竖直向下放进测斜管内，且第一钻头下放到测斜管内封堵位置，将多个保护装置由上端顺次同轴套设在第一钻杆的中部及后端设计位置；
25.步骤s12、第一钻头开钻，在钻进过程中，第一钻头上的第一破岩削齿碾压破碎岩石；上端的第一破岩圆盘顺次击打钻孔周向的封堵混凝土，同时，第一破岩圆盘上的第一破岩削齿碾压破碎岩石；按照钻进后退，再钻进再后退的方法，直至最上端的第一破岩圆盘穿过封堵混凝土；
26.步骤s13、向第一钻杆中导入高压风水，高压风水由高压风水口溢出，进入测斜管中，将破碎后的封堵混凝土由上端冲出。
27.本发明还公开了上述的一种基坑测斜管的疏通方法，该疏通方法如下：
28.步骤s21、将第一钻杆竖直向下放进测斜管内，且第一钻头下放到测斜管内封堵位置，将多个保护装置由上端顺次同轴套设在第一钻杆的中部及后端设计位置；
29.步骤s22、第一钻头开钻，在钻孔过程中，高压风水由高压风水口(5)排入钻孔中；在钻进过程中，第一钻头上的第一破岩削齿碾压破碎岩石；上端的第一破岩圆盘顺次击打
钻孔周向的封堵混凝土，同时，第一破岩圆盘上的第一破岩削齿碾压破碎岩石；直至最上端的第一破岩圆盘穿过封堵混凝土；
30.步骤s23、向第一钻杆中导入高压风水，高压风水由高压风水口溢出，进入测斜管中，将破碎后的封堵混凝土由上端冲出；
31.步骤s24、将第二杆体竖直向下放进测斜管内，滑轮对应的位于待破除混凝土的导槽内；滑轮向下滑动，直至第二破岩圆盘的下端位于步骤s22已水平破除后的封堵位置；
32.步骤s25、传动装置带动第二破岩圆盘旋转，第二破岩削齿碾压破碎对应的导槽内的混凝土；且第二杆体钻进后退，再钻进再后退的方法，直至第二破岩圆盘穿过封堵位置；
33.步骤s26、向测斜管内导入高压水，将破碎后的混凝土由上端冲出。
34.本发明的有益效果是：1.采用测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置和测斜管导槽内混凝土竖向破除装置，破除测斜管内的封堵混凝土，解决了测斜管堵塞后直接报废不能再使用的问题。2.测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置中，在第一钻头上设置第一破岩削齿，保证了在钻动的过程中，将混凝土碾压破碎，且在钻动的过程中减少震动。3.设置直径不同的第一破岩圆盘，并在第一破岩圆盘上设置第一破岩削齿，在第一钻头钻动后，第一破岩圆盘碾压钻动的混凝土周边的混凝土，以将测斜管内的混凝土破碎完全。4.保护装置的凸起与测斜管的内壁贴合，保证下端的第一钻头和第一钻杆始终在轴向上。5.第二破岩圆盘竖直设置，且其直径满足，其侧边位于测斜管导槽内，并在侧壁上设置第二破岩削齿，保证将导槽内的混凝土破碎完全。
附图说明
35.图1为测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置的结构示意图；
36.图2为测斜管导槽内混凝土竖向破除装置结构示意图；
37.图3为保护装置的结构示意图。
38.其中：1-1.第一钻头；1-2.第一破岩削齿；1-4.第一钻杆；1-3.第一破岩圆盘；1-4.第一钻杆；1-5.高压风水口；1-6.保护装置；1-61.凸起；1-62.轴承结构；2-1.第二杆体；2-2.滑轮；2-3.第二破岩圆盘；2-4.第二破岩削齿；2-5传动装置。
具体实施方式
39.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
40.本发明公开了一种基坑测斜管疏通的装置，如图1和3所示，包括测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置，测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置包括：
41.第一钻杆1-4，为一中空的筒状管体，其后端为敞口状，前端一体连接一圆锥形第一钻头1-1，且锥端朝向前端；
42.在第一钻头1-1的前端锥头和侧壁上布设有多个凸起的半球状的第一破岩削齿1-2；
43.第一钻杆1-4的前端，且位于第一钻头1-1后，沿第一钻杆1-4的走向间隔套设多个第一破岩圆盘1-3，在各第一破岩圆盘1-3的前壁面上均布设有多个向前凸起的半球状的第一破岩削齿1-2。第一破岩削齿1-2用于碾压破碎测斜管内的封堵混凝土，提高破碎效率，减少震动。
44.在第一钻杆1-4上，且位于最上端的第一破岩削齿1-2上部间隔设置有多个测斜管内壁保护装置1-6；
45.各保护装置1-6均为环形板体，同轴套设于第一钻杆1-4上，在环形板体的环内侧壁为轴承结构1-62，且内环的直径与第一钻杆1-4的直径相一致；环形板体的外侧壁上设置有四个凸起1-61，四个凸起1-61环绕于环形板体的一周间隔排布，且与测斜管内四个导槽的位置相一致；四个凸起1-61的直径与环形板体的厚度相一致。最下端的保护装置1-6距离第一钻头1-1为1m，后续保护装置1-6距离相邻的下端保护装置1-6距离下为1-2m。保护装置1-6用于控制钻头钻进方向与测斜管竖向方向相一致。四个凸起1-61可以顺着测斜管内的四个导槽移动。
46.由于保护装置1-6的直径与第一钻杆1-4的直径相一致，在将保护装置1-6套在第一钻杆1-4上时，下放过程中需要用细钢筋将保护装置1-6向下推挤到设计位置处。
47.第一钻杆1-4上，且位于各第一破岩圆盘1-3前均开设有与其内腔相连通的高压风水口1-5，各高压风水口1-5与第一钻杆1-4的中空腔体相连通。
48.由下到上，第一破岩圆盘1-3的外径依次增大，且最上端的第一破岩圆盘1-3的直径小于测斜管内径。
49.如图2所示，一种基坑测斜管疏通的装置，还包括测斜管导槽内混凝土竖向破除装置，测斜管导槽内混凝土竖向破除装置包括：
50.第二杆体2-1，其为一柱状筒体；在第二杆体2-1内的前端设置有一竖直向的第二破岩圆盘2-3，第二破岩圆盘2-3的下端及左右两端均穿出其所在端第二杆体2-1的壁面；且第二破岩圆盘2-3可绕其水平中轴线旋转；第二破岩圆盘2-3的左右侧的边缘延伸至测斜管导槽内，且未贴于壁面；
51.第二破岩圆盘2-3用于在竖向上破除测斜管导槽内的混凝土。
52.在第二杆体2-1内，且位于其上部上下间隔设置有多个水平杆，各水平杆的左右两端均穿出其所在端的第二杆体2-1的侧壁，且在各水平杆的两端均设置有竖直向的滑轮2-2；在第二杆体2-1的左右侧，且位于水平杆的穿过位置对应开设有上下走向的长条状的开口；滑轮2-2与其所在侧的第二破岩圆盘2-3侧在同一竖直线上；
53.各水平杆均可绕与其垂直的水平轴上下往复转动；
54.在第二破岩圆盘2-3的侧壁上，且绕其一周间隔设置有多个凸起的半球状的第二破岩削齿2-4。
55.第二破岩圆盘2-3通过与其相垂直的水平设置的第二转轴与第二杆体2-1相连接；
56.在二杆体2-1内，且位于第二转轴的上端设置有第三转轴，在第二转轴和第三转轴间连接有传动装置2-5；传动装置2-5用于带动第二转轴转动。
57.在施工中，常用测斜管外径70mm，内径60mm，壁厚5mm，导槽宽5mm，。深2mm。而第一钻头1-1的直径为45mm。作为与之相配套的一种实施方式，第一破岩圆盘1-3设置为三个，由下到上，第一破岩圆盘1-3的直径顺次增大，且最上端的第一破岩圆盘1-3的直径小于测斜管内径，防止振动切割破坏测斜管，但是不能小于第一钻头1-1的尺寸，方便后续第一钻头1-1能够下放。
58.测斜管导槽内混凝土竖向破除装置中，第二杆体2-1与第一钻头1-1的直径相等，为45mm。第二破岩圆盘2-3的外径为62mm，其设置依据为：由于测斜管内径为60mm，导槽的深
度为2mm，两者相加，通过相对应的导槽的直径为64mm。设置第二破岩圆盘2-3的外径为62mm时，目的为防止破坏测斜管，同时由于滑轮2-2上下滑动，可以调整角度，因此被封堵的导槽被清理出一些空间。滑轮2-2的宽度为外侧到内侧逐渐增大，4mm能够通过。
59.作为一种实施方式，上述的一种基坑测斜管疏通的疏通方法如下：
60.步骤s11、将第一钻杆1-4竖直向下放进测斜管内，且第一钻头1-1下放到测斜管内封堵位置，将多个保护装置1-6由上端顺次同轴套设在第一钻杆1-4的中部及后端设计位置。
61.步骤s12、第一钻头1-1开钻，在钻孔过程中，高压风水由高压风水口5排入钻孔中；在钻进过程中，第一钻头1-1上的第一破岩削齿1-2碾压破碎岩石；上端的第一破岩圆盘1-3顺次击打钻孔周向的封堵混凝土，同时，第一破岩圆盘1-3上的第一破岩削齿1-2碾压破碎岩石；直至最上端的第一破岩圆盘1-3穿过封堵混凝土。
62.步骤s13、向第一钻杆1-4中导入高压风水，高压风水由高压风水口1-5溢出，进入测斜管中，将破碎后的封堵混凝土由上端冲出。
63.作为另一种实施方式，上述的一种基坑测斜管疏通的方法如下：
64.步骤s21、将第一钻杆1-4竖直向下放进测斜管内，且第一钻头1-1下放到测斜管内封堵位置，将多个保护装置1-6由上端顺次同轴套设在第一钻杆1-4的中部及后端设计位置；
65.步骤s22、第一钻头1-1开钻，在钻孔过程中，高压风水由高压风水口5排入钻孔中；在钻进过程中，第一钻头1-1上的第一破岩削齿1-2碾压破碎岩石；上端的第一破岩圆盘1-3顺次击打钻孔周向的封堵混凝土，同时，第一破岩圆盘1-3上的第一破岩削齿1-2碾压破碎岩石；直至最上端的第一破岩圆盘1-3穿过封堵混凝土；
66.步骤s23、向第一钻杆1-4中导入高压风水，高压风水由高压风水口1-5溢出，进入测斜管中，将破碎后的封堵混凝土由上端冲出；
67.步骤s24、将第二杆体2-1竖直向下放进测斜管内，滑轮2-2对应的位于待破除混凝土的导槽内；滑轮2-2向下滑动，直至第二破岩圆盘2-3的下端位于步骤s22已水平破除后的封堵位置；
68.步骤s25、传动装置2-5带动第二破岩圆盘2-3旋转，第二破岩削齿2-4碾压破碎对应的导槽内的混凝土；且第二杆体2-1钻进后退，再钻进再后退的方法，直至第二破岩圆盘2-3穿过封堵位置；
69.步骤s26、向测斜管内导入高压水，将破碎后的混凝土由上端冲出，完成测斜管的封堵混凝土的清除。

技术特征：
1.一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，包括测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置，所述测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置包括：第一钻杆（1-4），为一中空的筒状管体，其后端为敞口状，前端一体连接一圆锥形第一钻头（1-1），且锥端朝向前端；在所述第一钻头（1-1）的前端锥头和侧壁上布设有多个凸起的半球状的第一破岩削齿（1-2）；所述第一钻杆（1-4）的前端，且位于所述第一钻头（1-1）后，沿所述第一钻杆（1-4）的走向间隔套设多个第一破岩圆盘（1-3），在各所述第一破岩圆盘（1-3）的前壁面上均布设有多个向前凸起的半球状的第一破岩削齿（1-2）。2.如权利要求1所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，在所述第一钻杆（1-4）上，在位于最上端的所述第一破岩削齿（1-2）上部间隔设置有多个测斜管内壁保护装置（1-6）；各所述保护装置（1-6）均为环形板体，同轴套设于所述第一钻杆（1-4）上，在环形板体的环内侧壁为轴承结构（1-62），且内环的直径与所述第一钻杆（1-4）的直径相一致；环形板体的外侧壁上设置有四个凸起（1-61），四个所述凸起（1-61）环绕于环形板体的一周间隔排布，且与测斜管内四个导槽的位置相一致；所述保护装置（1-6）用于控制钻头钻进方向与测斜管竖向方向相一致。3.如权利要求2所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，所述第一钻杆（1-4）上，且位于各所述第一破岩圆盘（1-3）前均开设有与其内腔相连通的高压风水口（1-5），各所述高压风水口（1-5）与第一钻杆（1-4）的中空腔体相连通。4.如权利要求3所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，由下到上，所述第一破岩圆盘（1-3）的外径依次增大，且最上端的所述第一破岩圆盘（1-3）的直径小于测斜管内径。5.如权利要求4所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，四个所述凸起（1-61）的直径与环形板体的厚度相一致。6.如权利要求1-5中任一项所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，还包括测斜管导槽内混凝土竖向破除装置，所述测斜管导槽内混凝土竖向破除装置包括：第二杆体（2-1），其为一柱状筒体；在所述第二杆体（2-1）内的前端设置有一竖直向的第二破岩圆盘（2-3），所述第二破岩圆盘（2-3）的下端及左右两端均穿出其所在端第二杆体（2-1）的壁面；且所述第二破岩圆盘（2-3）可绕其水平中轴线旋转；所述第二破岩圆盘（2-3）的左右侧的边缘延伸至测斜管导槽内，且未贴于壁面；所述第二破岩圆盘（2-3）用于在竖向上破除测斜管导槽内的混凝土。7.如权利要求6所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，在所述第二杆体（2-1）内，且位于其上部上下间隔设置有多个水平杆，各所述水平杆的左右两端均穿出其所在端的第二杆体（2-1）的侧壁，且在各所述水平杆的两端均设置有竖直向的滑轮（2-2）；在所述第二杆体（2-1）的左右侧，且位于水平杆的穿过位置对应开设有上下走向的长条状的开口；所述滑轮（2-2）与其所在侧的第二破岩圆盘（2-3）侧在同一竖直线上；各所述水平杆均可绕与其垂直的水平轴上下往复转动。8.如权利要求7所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，在所述第二破岩圆盘
（2-3）的侧壁上，且绕其一周间隔设置有多个凸起的半球状的第二破岩削齿（2-4）。9.如权利要求8所述的一种基坑测斜管疏通的装置，其特征在于，所述第二破岩圆盘（2-3）通过与其相垂直的水平设置的第二转轴与所述第二杆体（2-1）相连接；在所述二杆体（2-1）内，且位于第二转轴的上端设置有第三转轴，在第二转轴和第三转轴间连接有传动装置（2-5）；所述传动装置（2-5）用于带动第二转轴转动。10.如权利要求1-5中任一项所述的一种基坑测斜的疏通方法，其特征在于，所述疏通方法如下：步骤s11、将所述第一钻杆（1-4）竖直向下放进测斜管内，且所述第一钻头（1-1）下放到测斜管内封堵位置，将多个所述保护装置（1-6）由上端顺次同轴套设在第一钻杆（1-4）的中部及后端设计位置；步骤s12、所述第一钻头（1-1）开钻，在钻进过程中，第一钻头（1-1）上的第一破岩削齿（1-2）碾压破碎岩石；上端的第一破岩圆盘（1-3）顺次击打钻孔周向的封堵混凝土，同时，第一破岩圆盘（1-3）上的第一破岩削齿（1-2）碾压破碎岩石；按照钻进后退，再钻进再后退的方法，直至最上端的第一破岩圆盘（1-3）穿过封堵混凝土；步骤s13、向所述第一钻杆（1-4）中导入高压风水，高压风水由高压风水口（1-5）溢出，进入测斜管中，将破碎后的封堵混凝土由上端冲出。11.如权利要求5-8中任一项所述的一种基坑测斜管的疏通方法，其特征在于，所述疏通方法如下：步骤s21、将所述第一钻杆（1-4）竖直向下放进测斜管内，且所述第一钻头（1-1）下放到测斜管内封堵位置，将多个所述保护装置（1-6）由上端顺次同轴套设在第一钻杆（1-4）的中部及后端设计位置；步骤s22、所述第一钻头（1-1）开钻，在钻孔过程中，高压风水由高压风水口（5）排入钻孔中；在钻进过程中，第一钻头（1-1）上的第一破岩削齿（1-2）碾压破碎岩石；上端的第一破岩圆盘（1-3）顺次击打钻孔周向的封堵混凝土，同时，第一破岩圆盘（1-3）上的第一破岩削齿（1-2）碾压破碎岩石；直至最上端的第一破岩圆盘（1-3）穿过封堵混凝土；步骤s23、向所述第一钻杆（1-4）中导入高压风水，高压风水由高压风水口（1-5）溢出，进入测斜管中，将破碎后的封堵混凝土由上端冲出；步骤s24、将所述第二杆体（2-1）竖直向下放进测斜管内，所述滑轮（2-2）对应的位于待破除混凝土的导槽内；所述滑轮（2-2）向下滑动，直至第二破岩圆盘（2-3）的下端位于所述步骤s22已水平破除后的封堵位置；步骤s25、传动装置（2-5）带动所述第二破岩圆盘（2-3）旋转，所述第二破岩削齿（2-4）碾压破碎对应的导槽内的混凝土；且所述第二杆体（2-1）钻进后退，再钻进再后退的方法，直至所述第二破岩圆盘（2-3）穿过封堵位置；步骤s26、向测斜管内导入高压水，将破碎后的混凝土由上端冲出。

技术总结
本发明公开了一种基坑测斜管疏通的装置，包括测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置，包括：第一钻杆，为一中空的筒状管体，其后端为敞口状，前端一体连接一圆锥形第一钻头，且锥端朝向前端；在第一钻头的前端锥头和侧壁上布设有多个凸起的半球状的第一破岩削齿；第一钻杆的前端，且位于第一钻头后，沿第一钻杆的走向间隔套设多个第一破岩圆盘，在各第一破岩圆盘的前壁面上均布设有多个向前凸起的半球状的第一破岩削齿。采用该测斜管内不含导槽混凝土水平破除装置，实现了测斜管堵塞后的疏通。实现了测斜管堵塞后的疏通。实现了测斜管堵塞后的疏通。


技术研发人员：李文俊 种玉配 刘垚 李龙 熊炎林 姚士磊 刘小辉 吴利军 刘计顺 杨冬源 曹志帅 卫智成 张凡
受保护的技术使用者：中铁隧道勘察设计研究院有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/9