一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头的制作方法

1.本实用新型属于一种钻头，涉及一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头。


背景技术：

2.现有及在建基坑、边坡、大坝、建筑物和构筑物由于地下水渗漏问题，会给工程建设和后期运营带来极大的安全隐患，同时，渗漏对周边环境和生态的影响也不容忽视。此外，在软土地基中，由于软土地基强度低，地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求，容易产生地基土破坏。地基处理的目的，是对软弱地基土进行改造和加固，改善地基土性能，提高地基承载力，减小地基沉降和渗透，确保建在地基上的基础和建筑物保持耐久性和安全使用性。
3.然而，目前的地下防渗和软基处理中仍然存在以下问题：
4.（1）软土地区基坑防渗工程和软基处理工程施工中常用水泥搅拌桩处理方法。该方法适用于淤泥、淤泥质土、粉土和砂土等土质条件，目前能够达到较优防渗和软基处理效果的是三轴、六轴搅拌机。该类设备因其体型大且支架高，常需吊车配合进行现场拼装，而施工时往往由于场地环境限制，无法满足搅拌桩机械进场需求，尤其是山地、丘陵地区更加困难。此外，该类设备成型的桩径不能扩大，受限于搅拌叶片长度；密排搭接桩时，需搅拌叶片切除原有部分桩径，将新成的桩拼接上去，形成后期施工交界面，不利于防渗。
5.（2）高压旋喷注浆法，是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层预定深度后，以20-40mpa的压力使浆液从喷嘴中喷射出来，形成喷射流，冲击破坏土层，此时，喷射流的能量大、速度快，当脉动状压力大于土层结构强度时，土颗粒便从土层被剥落下来，一部分细颗粒随浆液冒出地面，其余土颗粒在重力、离心力和喷射流的冲击力作用下与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列，待浆液凝固后，便会在土层中形成一个固结体，多个固结体连续排列就形成了防渗墙体。其中，三重管高压旋喷注浆法在国内外水库、堤防垂直截渗工程中有较为广泛的应用，但返浆量大，可能造成较大的水泥浪费和环境污染。另外，由于旋喷桩受地基土体性质的影响，成桩后往往会形成不可控的糖葫芦状或蘑菇状固结体，影响处理后地基的承载力与变形，进而影响工程质量。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于解决现有地下防渗和软基处理以下两方面的问题：一是，多轴水泥搅拌桩法中搅拌机械设备体型大，狭小空间和丘陵、山地进场较为困难且搭接桩时易形成施工交界面不利于防渗的技术问题；二是，高压旋喷注浆法返浆量大，造成水泥浪费和环境污染，且成桩后往往形成不可控的糖葫芦状或蘑菇状固结体等技术问题。为此，提供一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，利用该钻头可形成直径为可变直径的搅拌旋喷帷幕桩和竖向承载桩，能够满足设计需要和场地要求。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
8.一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，包括钻杆和搅拌叶片组；还包括浆管
和三个喷头；
9.所述搅拌叶片组包括安装在钻杆上的两个第一叶片和四个第二叶片；两个所述第一叶片相对设置，形成第一叶片组；四个所述第二叶片中，每两个第二叶片相对设置，形成两个第二叶片组；所述第一叶片组沿钻杆轴向位于两个第二叶片组之间，第一叶片组和两个第二叶片组沿钻杆周向交错布置，且第一叶片的长度小于第二叶片；
10.靠近钻杆下端的第二叶片组中，两个第二叶片上均设有保护件，分别记作第一保护件和第二保护件，第一保护件内端与钻杆外壁相接，且第一保护件的长度小于第二保护件，第二保护件内端与钻杆外壁相接，外端与第二叶片外端面平齐；
11.所述钻杆上位于第一保护件和第二保护件之间开设有安装通孔；
12.所述钻杆呈中空柱状；所述浆管一端连接外部的高压浆源，另一端由钻杆内部分别延伸至安装通孔、第一保护件外端和第二保护件外端，形成三个浆液出口；三个所述喷头分别安装在三个浆液出口处。
13.进一步地，所述第一叶片和第二叶片均向钻头旋转前进方向倾斜15
°
。
14.进一步地，各所述第一叶片的轴线和各所述第二叶片的轴线在投影平面上的投影，沿周向均匀排布；
15.所述投影平面为垂直于钻杆轴向的平面。
16.进一步地，还包括安装在钻杆下端的钻尖。
17.进一步地，所述浆管包括相互连通的第一纵部、第一横部、第二横部和第三横部；
18.所述第一纵部位于钻杆内，第一纵部上端连接外部的高压浆源；
19.所述第一横部、第二横部和第三横部均安装于第一纵部的下端，第一横部位于第一保护件内，第二横部位于第二保护件内，第三横部位于钻杆内；第一横部与第三横部相互垂直；
20.三个所述喷头分别安装在第一横部外端、第二横部外端和第三横部外端。
21.进一步地，所述第一保护件包括长度相等的第一保护筒和第一保护管；所述第一保护筒安装在第二叶片上，第一保护管安装于第一保护筒内，第一保护筒和第一保护管内端均与钻杆相接；
22.所述第二保护件包括长度相等的第二保护筒和第二保护管；所述第二保护筒安装在第二叶片上，第二保护管安装于第二保护筒内，第二保护筒和第二保护管内端均与钻杆相接；
23.所述第一横部位于第一保护管内，第二横部位于第二保护管内；所述第一保护管的长度小于第二保护管的长度。
24.进一步地，安装在第一横部外端的喷头喷嘴位于第一横部内、安装在第二横部外端的喷头喷嘴位于第二横部内，安装在第三横部外端的喷头喷嘴位于第三横部内；
25.位于第一横部外端的喷头喷嘴直径等于位于第二横部外端的喷头喷嘴直径，位于第三横部外端的喷头喷嘴直径大于位于第一横部外端的喷头喷嘴直径。
26.进一步地，所述浆管包括第二纵部、第三纵部、第四横部、第五横部和第六横部；第二纵部、第四横部和第五横部相互连通，第三纵部和第六横部相互连通；
27.所述第二纵部和第三纵部紧邻设置，且均位于钻杆内；第四横部和第五横部相互垂直，且均安装于第二纵部的下端；所述第四横部位于第一保护件内，第五横部位于钻杆
内；所述第六横部安装于第三纵部的下端，第六横部位于第二保护件内；
28.三个所述喷头分别安装在第四横部外端、第五横部外端和第六横部外端。
29.进一步地，所述第一保护件包括长度相等的第一保护筒和第一保护管；所述第一保护筒安装在第二叶片上，第一保护管安装于第一保护筒内，第一保护筒和第一保护管内端均与钻杆相接；
30.所述第二保护件包括长度相等的第二保护筒和第二保护管；所述第二保护筒安装在第二叶片上，第二保护管安装于第二保护筒内，第二保护筒和第二保护管内端均与钻杆相接；
31.所述第四横部位于第一保护件内，第六横部位于第二保护件内；所述第一保护管的长度小于第二保护管的长度。
32.进一步地，安装在第四横部外端的喷头喷嘴位于第四横部内、安装在第五横部外端的喷头喷嘴位于第五横部内，安装在第六横部外端的喷头喷嘴位于第六横部内；
33.位于第四横部外端的喷头喷嘴直径等于位于第六横部外端的喷头喷嘴直径，位于第五横部外端的喷头喷嘴直径大于位于第四横部外端的喷头喷嘴直径。
34.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
35.1.本实用新型提出一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，施工时，配合单轴搅拌桩机为钻头提供动力，即可实现机械搅拌下高压喷射和搅拌组合的施工方式，且相较三轴搅拌机体型更小，施工设备的进场条件更容易得到满足。另外，本实用新型从工作原理方面，融合了机械搅拌和高压喷射搅拌，可以先利用高压喷射流旋转切割土体，再二次利用浆液重复喷射搅拌，形成大直径固结体，克服了机械搅拌法的桩间、搅拌桩与地下结构物粘性差，以及喷射注浆法难以保证设计桩径的缺点。本实用新型的钻头中，第一叶片的长度小于第二叶片，且钻杆下端和位于下方的第二叶片组上安装有喷头，使钻头的第一叶片组进行机械搅拌，喷头进行喷射搅拌，通过喷头喷射注浆，能够使桩间、搅拌桩与地下结构物粘结的更加紧密。单纯的高压喷射注浆法，需要较大的切割能量，本实用新型中，机械搅拌和高压喷射搅拌结合使用，可大大降低切割所需能量，同时，又能扩大成桩直径。再者，三个喷头距离钻杆中心轴的距离不同，旋喷时能够使浆液更加均匀。
36.2.本实用新型中第一叶片和第二叶片均设有倾斜角度，能够充分破碎土体，利用浆液进入破碎土体，使搅拌更均匀。结合各第一叶片和各第二叶片共同沿周向均匀排布，使本实用新型的钻头能够达到更加均匀、切割能量更高的搅拌效果。
37.3.本实用新型中钻杆下端安装有钻尖，更有利于钻头向地面以下方向推进。
38.4.本实用新型提出了两种优选的浆管结构，可对外部进入的浆液进行单管分流或者双管分流，为本实用新型钻头的加工制造提供了更多可能性，能够适用于更多的施工环境。
39.5.本实用新型中喷头的喷嘴位于保护管内，能够避免在旋喷作业时喷头的喷嘴被磨损。
附图说明
40.为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被
看作是对范围的限定，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相关的附图。
41.图1为实施例一的结构示意图（未示出浆管）；
42.图2为图1以钻杆的轴线为轴顺时针旋转180
°
后的结构示意图（未示出浆管）；
43.图3为图1中一个第二叶片组、钻尖、第一保护件和第二保护件的爆炸图；
44.图4为实施例一的浆管结构示意图；
45.图5为实施例二的浆管结构示意图；
46.图6为图1以钻杆的轴线为轴顺时针旋转45
°
后的结构示意图；
47.图7为图1以钻杆的轴线为轴逆时针旋转45
°
后的结构示意图；
48.图8为实施例二的俯视图（除浆管的其他结构与图6相同）；
49.图9为图6的俯视图。
50.其中：1-钻杆、201-第一叶片、202-第二叶片、3-浆管、301-第一纵部、302-第一横部、303-第二横部、304-第三横部、305-第二纵部、306-第三纵部、307-第四横部、308-第五横部、309-第六横部、401-第一保护件、4011-第一保护筒、4012-第一保护管、402-第二保护件、4021-第二保护筒、4022-第二保护管、5-喷头、6-安装通孔、7-钻尖、8-螺纹接头。
具体实施方式
51.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
52.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
53.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
54.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
56.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
57.本实用新型提出了一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，包括钻杆1和搅拌叶片组，对其中的搅拌叶片组进行结构性设计，本实用新型的钻头在作业时，将钻头通过位于钻杆1上端的螺纹接头8与单轴搅拌桩机相连，通过单轴搅拌桩机自身动力装置驱动即可旋转进入地基土中，若为非带水下钻，利用叶片搅拌破碎土体，下沉至设计标高，在提升钻头前启动地面上的高压浆泵，将高压浆源处的浆液从钻杆1中的浆管3压入到三个喷头5处，高压喷射的浆液在钻头旋转上升过程中切割土体，同时，在叶片长度范围内实施搅拌作业，以水泥浆液为例，形成内部水泥土搅拌桩和外部的浆喷扩径桩，从而得到大直径复合桩体。若为带水下钻，下钻时一边搅拌一边通过三个喷头5喷射清水，钻头提升时再一边搅拌一边通过三个喷头喷射浆液。经实际工程验证，本实用新型设计的多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头可将桩体直径由常规的搅拌直径800mm扩大至1400mm，能够满足土木工程中防渗墙施工隔水的需要，同时，还可满足地基处理中高承载力、低变形的要求，能大幅度减少布桩数量，提高功效。
58.如下，通过本实用新型的一些优选实施例结合说明书附图对本实用新型进行详细说明。为了便于描述，本实用新型中，将钻头作业时，靠近地基土的方向定义为“下”，远离地基土的方向定义为“上”，将靠近钻杆1的一端定义为“内”，将远离钻杆1的一端定义为“外”。
59.实施例一
60.如图1至图4，以及图6、图7和图9，一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，包括钻杆1、搅拌叶片组、浆管3和三个喷头5。
61.搅拌叶片组包括安装在钻杆1上的两个第一叶片201和四个第二叶片202。其中，两个第一叶片201相对设置，形成第一叶片组。四个第二叶片202中，每两个第二叶片202相对设置，形成两个第二叶片组，钻杆1上总共安装有三组叶片组，沿钻杆1的轴向，第一叶片组位于两个第二叶片组之间，且第一叶片201的长度小于第二叶片202，在钻杆1上形成中间的第一叶片组短，位于上方和下方的第二叶片组长的搅拌叶片组结构形式，能够保障形成的桩体内部均达到搅拌均匀的目的。从钻头上端看，第一叶片组和两个第二叶片组沿钻杆1周向均匀的交错布置，没有重叠，具体的，以垂直于钻杆1轴向的平面做为投影平面，各第一叶片201的轴线和各第二叶片202的轴线在投影平面上的投影，沿周向均匀排布。另外，为了便于搅拌推进，第一叶片201和第二叶片202均向钻头旋转前进方向倾斜15
°
，在钻杆1下端端面上还焊接安装有钻尖7，实施例一中，钻尖7具体采用三角板型的钻尖。
62.如图3和图6所示，靠近钻杆1下端的第二叶片组中，两个第二叶片202的上表面均设有保护件，一个记作第一保护件401，另一个记作第二保护件402，第一保护件401内端和第二保护件402内端均固定在钻杆1的外壁上，第一保护件401和第二保护件402均呈中空的半圆柱状，第一保护件401的长度小于第二保护件402，第一保护件401较短，外端位于第二叶片202上表面长度范围内，第二保护件402较长，外端与第二叶片202的外端面平齐。
63.另外，钻杆1呈中空柱状，钻头上安装有三个喷头5。钻杆1上位于第一保护件401和第二保护件402之间开设有安装通孔6，浆管3一端连接外部的高压浆源，另一端由钻杆1内部分别延伸至安装通孔6、第一保护件401外端和第二保护件402外端，形成三个浆液出口，三个喷头5分别安装在三个浆液出口处，喷头5可采用螺纹密封的连接方式安装在浆液出口
处，将外部高压浆源处的浆液输送至三个喷头5处。做为一种优选方案，喷头5可采用圆台状合金喷头，喷嘴一端的直径更大。
64.如图4所示，浆管3的具体结构为，浆管3包括相互连通的第一纵部301、第一横部302、第二横部303和第三横部304。第一纵部301位于钻杆1内，第一纵部301上端连接外部的高压浆源，第一横部302、第二横部303和第三横部304均安装于第一纵部301的下端，第一横部302位于第一保护件401内，第二横部303位于第二保护件402内，第一横部302的长度小于第二横部303，三个喷头5分别安装在第一横部302外端、第二横部303外端和第三横部304外端。第三横部304位于钻杆1内，第三横部304很短，将第一纵部301中的浆液导向为横向，并引至安装在安装通孔6上的喷头5处。第一横部302与第三横部304相互垂直。三个喷头5的喷嘴直径不完全相同，位于第一横部302外端的喷头5喷嘴直径为φ2.2mm，位于第二横部303外端的喷头5喷嘴直径为φ2.2mm，位于第三横部304外端的喷头5喷嘴直径为φ2.4mm，这样的喷嘴直径设置，有利于搅拌叶片组长度范围内浆液充足，搅拌叶片组外围旋转喷射时扩径范围更大。
65.第一保护件401和第二保护件402的结构形式可以是多样的，只要能够对第一横部302和第二横部303起到保护作用，且不影响相应喷头5喷射浆液即可。如图3所示，实施例一中提供了一种优选的第一保护件401和第二保护件402结构形式，第一保护件401和第二保护件402采用相似的结构。具体的，第一保护件401包括长度相等的第一保护筒4011和第一保护管4012，第一保护筒4011呈中空半圆柱状，第一保护管4012呈中空圆柱状，第一保护筒4011安装在第二叶片202上的上表面上，可采用焊接的连接方式，第一保护管4012套设安装于第一保护筒4011内，第一保护筒4011和第一保护管4012内端均与钻杆1相接，第一保护筒4011和第一保护管4012外端平齐。第二保护件402包括长度相等的第二保护筒4021和第二保护管4022，第二保护筒4021安装在第二叶片202上，第二保护管4022安装于第二保护筒4021内，第二保护筒4021和第二保护管4022内端均与钻杆1相接，第二保护筒4021和第二保护管4022外端平齐。第一横部302位于第一保护管4012内，第二横部303位于第二保护管4022内，相应起到保护作用，第一保护管4012的长度小于第二保护管4022的长度。另外，为了对喷头5起到更好的保护作用，可以使喷头5的喷嘴设置于相应横部内，不让喷嘴伸出相应横部，以免旋喷作业时，喷头5的喷嘴被磨损，安装在第一横部302外端的喷头5喷嘴位于第一横部302内、安装在第二横部303外端的喷头5喷嘴位于第二横部303内，安装在第三横部304外端的喷头5喷嘴位于第三横部304内。
66.本实用新型中，三个喷头5的设置位置组合，能够保证搅拌水泥浆等固化剂与土体的质量、扩径喷射质量，以及扩径部位与搅拌部位的质量。再者，喷头5的设置配合喷头5的压力设置，可以在旋喷时形成连续性较好的止水帷幕，同时，可提高竖向承载能力，能够满足工程上对横向止水和竖向承载两方面的要求。将喷头5置于钻杆1和第二叶片202上，边搅拌边喷射高压浆液，使扩径与搅拌同时进行，扩径的浆液切割周围土体形成水泥土（石），搅拌时，在搅拌范围内同时喷浆，能够保障浆液与第一叶片201和第二叶片202搅拌范围内的土体充分混合。
67.实施例二
68.如图5和图8所示，实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中浆管3的具体结构不同。具体的，实施例二中，浆管3包括第二纵部305、第三纵部306、第四横部307、第五横部
308和第六横部309，其中，第二纵部305、第四横部307和第五横部308相互连通，第三纵部306和第六横部309相互连通。第二纵部305和第三纵部306紧邻设置，且均位于钻杆1内，可使第二纵部305的外壁和第三纵部306的外壁相连，且第二纵部305的轴线、第三纵部306的轴线和钻杆1的轴线相互平行。第四横部307和第五横部308相互垂直，且均安装于第二纵部305的下端，第四横部307位于第一保护件401内，第五横部308位于钻杆1内，第六横部309安装于第三纵部306的下端，第六横部309位于第二保护件402内。三个喷头5分别安装在第四横部307外端、第五横部308外端和第六横部309外端。同样，为了对喷头5起到更好的保护作用，安装在第四横部307外端的喷头5喷嘴位于第四横部307内、安装在第五横部308外端的喷头5喷嘴位于第五横部308内，安装在第六横部309外端的喷头5喷嘴位于第六横部309内。三个喷头5的喷嘴直径不完全相同，位于第四横部307外端的喷头5喷嘴直径为φ2.2mm，位于第六横部309外端的喷头5喷嘴直径为φ2.2mm，位于第五横部308外端的喷头5喷嘴直径为φ2.4mm，这样的喷嘴直径设置，同样有利于搅拌叶片组长度范围内浆液充足，搅拌叶片组外围旋转喷射时扩径范围更大。
69.关于第一保护件401和第二保护件402的具体结构，实施例二和实施例一采用相同的结构形式，相应的，第四横部307位于第一保护件401内，第六横部309位于第二保护件402内。
70.实施例三
71.实施例三与实施例一的区别在于，实施例三中关于第一保护件401和第二保护件402的结构有所不同，第一保护件401和第二保护件402采用不同的结构形式，具体的，可以采用其他形状的保护件，且不采用保护筒和保护管两个部件搭配的形式，而是采用一个其他的保护性结构。
72.相似的，对应实施例二，也可以调整第一保护件401和第二保护件402的结构，以形成新的实施例。
73.实施例四
74.实施例四与实施例一的区别在于，实施例四中钻尖7的具体形状不同，采用了现有的其他任意形状钻尖7，只要能够起到有助于旋转推进的作用即可。
75.相似的，对应实施例二，也可以调整钻尖7的具体形状，以形成新的实施例。
76.实施例五
77.实施例五与实施例一的区别在于，实施例五中第一叶片201和第二叶片202倾斜的角度不同，做为其他的优选方案，第一叶片201和第二叶片202甚至可以朝向不同的方向倾斜，也可以采用不同的倾斜角度，可根据施工作业时的地基土情况、作业要求等进行调整。
78.相似的，对应实施例二，也可以调整第一叶片201和第二叶片202倾斜的角度，以形成新的实施例。
79.实施例六
80.实施例六与实施例一的区别在于，实施例六中各第一叶片201的轴线和各第二叶片202的轴线在投影平面上的投影不采用周向均布的排布方式，只要相互错开没有重叠即可。
81.相似的，对应实施例二，也可以调整各第一叶片201的轴线和各第二叶片202的轴线在投影平面上的投影排布方式，以形成新的实施例。
82.上述实施例一至实施例六仅是本实用新型的部分优选实施例，在本实用新型的其他实施例中，还可以调整浆管3的具体结构等形成新的实施例，只要能够将外部的高压浆源输送至三个喷头5处即可。
83.采用本实用新型的钻头进行带水下钻施工作业，具体步骤如下：
84.步骤一，放中轴线：
85.使旋喷桩中心轴线位于大坝上游侧，距离大坝轴线1.5m。
86.步骤二，布设固定标线：
87.沿旋喷桩中心轴线两侧平行布设固定标线。
88.步骤三，放线。
89.步骤四，钻机就位，进行施工。施工采用跳打施工方法，即：按设计要求将所有拟施工桩顺序编号，施工时，先按编号1，3，5......施工，为一序孔施工，然后按编号2，4，6......施工，为二序孔施工。
90.步骤五，采用水平尺测量施工机械平台水平，调平以保证钻具垂直于施工地面。
91.步骤六，测量钻具垂直高度。
92.步骤七，高压清水下钻成孔：
93.钻头下降速度为30～50cm/min、旋转速度为25～30r/min、清水压力≥25mpa、三个喷头5的喷嘴直径为φ2.2mm～2.4mm、钻杆1直径为φ600mm，预计成孔直径≥900mm 。
94.步骤八，返泥浆清理。
95.步骤九，高压水泥浆成桩：
96.采用本实用新型钻头施工时，钻头旋喷提升速度为20～25cm/min、旋转速度为20～25r/min；水泥浆浆液注浆压力≥30mpa、三个喷头5的喷嘴直径为φ2.2～2.4mm、水泥浆中水灰比为1:1.5、比重为1.25～1.35、水泥消耗为200～210kg/m。
97.步骤十，采用相同方法进行二序孔施工。
98.对应不同的具体施工作业情况，还可以按照以下要求执行：
99.（一）沉钻喷浆施工应符合下列要求：
100.1.令单轴搅拌桩机就位，完成调平；
101.2.驱动本实用新型钻头沉入地基土层，到达设计桩顶高程以上0.50m时，启动高压水泥浆泵（连通高压水泥浆源），分别向三个喷头5处供给高压水泥浆，使钻头边钻进边喷搅，直至达到设计深度后关闭高压水泥浆源；
102.3.一边使第一叶片201和第二叶片202继续搅拌，一边提升钻杆1，直至需要复喷复搅的高度再次开启高压水泥浆源，在钻头提升至设计水泥土桩高程以上0.50m后关闭高压水泥浆泵。
103.（二）提钻喷浆施工应符合下列要求：
104.1.驱动单轴搅拌桩机，使本实用新型钻头沉入地基土层至设计加固深度；
105.2.在桩底高程启动高压水泥浆源，分别向三个喷头5处供给高压水泥浆，持续喷浆并搅拌30s后，开始边喷浆、边搅拌、边提升钻头；
106.3.提升至设计桩顶高程以上0.50m，再对桩身上部进行复喷复搅后，关闭高压水泥浆泵。
107.（三）筒桩施工应符合下列要求:
108.1.筒桩施工采用本实用新型钻头，一般优先采取沉钻喷浆的方式；
109.2.驱动钻头沉至设计桩顶高程以上0.50m时，启动高压水泥浆源向各喷头5供给高压水泥浆，边钻进、边喷搅，直至达到设计深度后关闭高压水泥浆泵；
110.3.边搅拌、边提升，直至需要复喷复搅的高度再开启高压水泥浆泵，钻头提升至设计桩顶高程以上0.50m后关闭高压水泥浆泵。
111.4.在桩两端进行封闭时，可采取降低提升速度或增大水泥浆掺量措施，封闭的高度不宜小于1倍桩径。
112.采用本实用新型的复合式钻头进行施工，能够先利用高压清水喷射流旋转切割土体，再二次利用浆液重复喷射和搅拌，以形成大直径固结体桩。将深层搅拌法和高压喷设法进行组合，克服了机械搅拌法中搅拌桩与地下结构物粘结性差，以及喷射注浆法难以保证设计桩径的缺点。
113.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，包括钻杆（1）和搅拌叶片组；其特征在于：还包括浆管（3）和三个喷头（5）；所述搅拌叶片组包括安装在钻杆（1）上的两个第一叶片（201）和四个第二叶片（202）；两个所述第一叶片（201）相对设置，形成第一叶片组；四个所述第二叶片（202）中，每两个第二叶片（202）相对设置，形成两个第二叶片组；所述第一叶片组沿钻杆（1）轴向位于两个第二叶片组之间，第一叶片组和两个第二叶片组沿钻杆（1）周向交错布置，且第一叶片（201）的长度小于第二叶片（202）；靠近钻杆（1）下端的第二叶片组中，两个第二叶片（202）上均设有保护件，分别记作第一保护件（401）和第二保护件（402），第二保护件（402）内端与钻杆（1）外壁相接，外端与第二叶片（202）外端面平齐，第一保护件（401）内端与钻杆（1）外壁相接，且第一保护件（401）的长度小于第二保护件（402）；所述钻杆（1）上位于第一保护件（401）和第二保护件（402）之间开设有安装通孔（6）；所述钻杆（1）呈中空柱状；所述浆管（3）一端连接外部的高压浆源，另一端由钻杆（1）内部分别延伸至安装通孔（6）、第一保护件（401）外端和第二保护件（402）外端，形成三个浆液出口；三个所述喷头（5）分别安装在三个浆液出口处。2.根据权利要求1所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：所述第一叶片（201）和第二叶片（202）均向钻头旋转前进方向倾斜15
°
。3.根据权利要求2所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：各所述第一叶片（201）的轴线和各所述第二叶片（202）的轴线在投影平面上的投影，沿周向均匀排布；所述投影平面为垂直于钻杆（1）轴向的平面。4.根据权利要求3所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：还包括安装在钻杆（1）下端的钻尖（7）。5.根据权利要求1至4任一所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：所述浆管（3）包括相互连通的第一纵部（301）、第一横部（302）、第二横部（303）和第三横部（304）；所述第一纵部（301）位于钻杆（1）内，第一纵部（301）上端连接外部的高压浆源；所述第一横部（302）、第二横部（303）和第三横部（304）均安装于第一纵部（301）的下端，第一横部（302）位于第一保护件（401）内，第二横部（303）位于第二保护件（402）内，第三横部（304）位于钻杆（1）内；第一横部（302）与第三横部（304）相互垂直；三个所述喷头（5）分别安装在第一横部（302）外端、第二横部（303）外端和第三横部（304）外端。6.根据权利要求5所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：所述第一保护件（401）包括长度相等的第一保护筒（4011）和第一保护管（4012）；所述第一保护筒（4011）安装在第二叶片（202）上，第一保护管（4012）安装于第一保护筒（4011）内，第一保护筒（4011）和第一保护管（4012）内端均与钻杆（1）相接；所述第二保护件（402）包括长度相等的第二保护筒（4021）和第二保护管（4022）；所述第二保护筒（4021）安装在第二叶片（202）上，第二保护管（4022）安装于第二保护筒（4021）内，第二保护筒（4021）和第二保护管（4022）内端均与钻杆（1）相接；
所述第一横部（302）位于第一保护管（4012）内，第二横部（303）位于第二保护管（4022）内；所述第一保护管（4012）的长度小于第二保护管（4022）的长度。7.根据权利要求6所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：安装在第一横部（302）外端的喷头（5）喷嘴位于第一横部（302）内、安装在第二横部（303）外端的喷头（5）喷嘴位于第二横部（303）内，安装在第三横部（304）外端的喷头（5）喷嘴位于第三横部（304）内；位于第一横部（302）外端的喷头（5）喷嘴直径等于位于第二横部（303）外端的喷头（5）喷嘴直径，位于第三横部（304）外端的喷头（5）喷嘴直径大于位于第一横部（302）外端的喷头（5）喷嘴直径。8.根据权利要求1至4任一所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：所述浆管（3）包括第二纵部（305）、第三纵部（306）、第四横部（307）、第五横部（308）和第六横部（309）；第二纵部（305）、第四横部（307）和第五横部（308）相互连通，第三纵部（306）和第六横部（309）相互连通；所述第二纵部（305）和第三纵部（306）紧邻设置，且均位于钻杆（1）内；第四横部（307）和第五横部（308）相互垂直，且均安装于第二纵部（305）的下端；所述第四横部（307）位于第一保护件（401）内，第五横部（308）位于钻杆（1）内；所述第六横部（309）安装于第三纵部（306）的下端，第六横部（309）位于第二保护件（402）内；三个所述喷头（5）分别安装在第四横部（307）外端、第五横部（308）外端和第六横部（309）外端。9.根据权利要求8所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：所述第一保护件（401）包括长度相等的第一保护筒（4011）和第一保护管（4012）；所述第一保护筒（4011）安装在第二叶片（202）上，第一保护管（4012）安装于第一保护筒（4011）内，第一保护筒（4011）和第一保护管（4012）内端均与钻杆（1）相接；所述第二保护件（402）包括长度相等的第二保护筒（4021）和第二保护管（4022）；所述第二保护筒（4021）安装在第二叶片（202）上，第二保护管（4022）安装于第二保护筒（4021）内，第二保护筒（4021）和第二保护管（4022）内端均与钻杆（1）相接；所述第四横部（307）位于第一保护件（401）内，第六横部（309）位于第二保护件（402）内；所述第一保护管（4012）的长度小于第二保护管（4022）的长度。10.根据权利要求9所述一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，其特征在于：安装在第四横部（307）外端的喷头（5）喷嘴位于第四横部（307）内、安装在第五横部（308）外端的喷头（5）喷嘴位于第五横部（308）内，安装在第六横部（309）外端的喷头（5）喷嘴位于第六横部（309）内；位于第四横部（307）外端的喷头（5）喷嘴直径等于位于第六横部（309）外端的喷头（5）喷嘴直径，位于第五横部（308）外端的喷头（5）喷嘴直径大于位于第四横部（307）外端的喷头（5）喷嘴直径。

技术总结
本实用新型属于一种钻头，为解决地下防渗和软基处理中，水泥搅拌桩防渗处理方法使用的三轴搅拌机体型大，进场困难；高压旋喷注浆法返浆量大，造成较大的水泥浪费和环境污染，且成桩后形成糖葫芦状或蘑菇状固结体等问题，提供一种多喷头高压旋喷搅拌帷幕复合式钻头，包括钻杆、搅拌叶片组、浆管和三个喷头。搅拌叶片组包括两个第一叶片和四个第二叶片，第一叶片的长度小于第二叶片的长度，靠近钻杆下端的两个第二叶片上分别设有第一保护件和第二保护件，第一保护件和第二保护件之间开设有安装通孔，浆管一端连接高压浆源，另一端分别延伸至安装通孔、第一保护件外端和第二保护件外端，形成三个浆液出口，三个喷头分别安装在三个浆液出口处。液出口处。液出口处。


技术研发人员：严军 于善文 郑海峰 李哲 马锡洋 赵锦涛 赵鹏 王娇娇 张雅娟 严泽宇 田茂弘 于瀚超 田顺东
受保护的技术使用者：陕西达昊华建筑工程有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/8/13