一种公路施工钻孔方法与流程

1.本发明涉及公路工程技术领域，具体为一种高速公路工程施工路面的钻孔方法。


背景技术：

2.公路施工中，护栏立柱安装需要对路面进行钻孔。因为路面集料非常坚硬，通常是石灰岩，如果在沥青路面钻孔，集料是辉绿岩，硬度更大。钻孔过程中，钻头温度较高，同时灰尘非常多。现有技术中，对钻头降温的操作通常是加水或是通风，降尘的操作主要是抽吸过滤或喷雾。
3.加水对钻头降温的效果实际并不理想，钻头的端头部分在进行切削操作，螺旋排屑槽的部分将切削物排出孔外。钻头的切削部位始终与孔的不接触水的部位摩擦，高速旋转的钻头会把水推向孔的内壁处，使得切削部位得不到冷却。如果加水加的多，后续还要进行孔内的排水操作，非常麻烦。因此，现有技术一方面钻头旋转速快，切削部接触不到水，冷却不佳，另一方面，孔内加水过多，钻孔后，排水困难。


技术实现要素：

4.本技术提供一种公路施工钻孔方法，解决现有技术中，钻头冷却不良，除尘用水不便排出的问题，实现了钻头冷却及时，钻孔完成后，孔内基本无积水的效果。
5.本技术实施例提供了一种公路施工钻孔方法，包括钻孔工具，钻孔工具包括能够升降的机架、动力装置以及钻头，动力装置固定在机架上，用于带动钻头旋转实现对路面钻孔操作，钻孔步骤包括，步骤一、控制机架下移，使旋转中的钻头切削路面，持续下移机架完成钻孔操作，钻头旋转中，向钻孔内喷水，所述钻头还包括回转部、进料槽、引流管；所述回转部位于钻头钻孔部分的上端；回转部带有一个同轴的进料槽；所述引流管一端穿过回转部底面与进料槽连通；所述引流管固定在钻头的杆体上，引流管的另一端延伸至钻头的底部；所述钻孔工具还包括进料组件，进料组件用于向钻孔和钻头之间填充冷却物料；进料组件包括进料盘、进料管和加压仓；所述进料盘与机架固定连接，进料盘带有一个中心通孔，所述回转部与中心通孔旋转密封配合；所述进料盘内开有进料管，进料管在中心通孔与进料槽径向对应处开口，使进料管通过进料槽与引流管连通；所述进料管位于进料盘外面的开口与加压仓连通，加压仓内装填冷却物料，加压仓带有加压装置，能够将冷却物料依次通过进料管、进料槽和引流管充入钻头底部；所述步骤一中，钻头切削钻孔时，通过加压仓将冷却物料加压充入钻头底部。
6.进一步的，所述冷却物料包括高吸水性树脂颗粒和水，二者体积比例2:1-4:1，所述高吸水性树脂颗粒为吸水后的球形颗粒，粒径在2-3mm范围内；所述加压仓内装填高吸水性树脂颗粒和水，加压仓通过活塞移动实现加压操作，加压仓内最大压力不大于0.2mpa；
还包括步骤二，完成钻孔后，等待30-60分钟，清扫钻孔。
7.进一步的，所述进料管包括第一进料管和第二进料管，所述加压仓包括第一加压仓和第二加压仓；所述第一加压仓内装填所述球形高吸水性树脂颗粒和水；第二加压仓内装填最大粒径不大于2mm的不规则形状的高吸水性树脂颗粒和水；所述步骤一中，两个加压仓同时加压，压力相同。
8.进一步的，所述引流管贴合钻头的排屑槽外形，引流管固定在排屑槽内壁上。
9.进一步的，在引流管的下部开狭缝。
10.进一步的，所述狭缝是孔，孔的最大内径小于2mm。
11.进一步的，所述狭缝呈长条形通槽，通槽的宽度小于2mm。
12.进一步的，所述狭缝为长条形其侧壁上拓展出圆形孔，狭缝的宽度小于2mm，圆形孔处的直径在2-3mm范围内。
13.进一步的，水是温度不超过5℃的冰水，其中冰颗粒最大粒径小于球形高吸水性树脂颗粒的最小粒径，且大于狭缝的最大宽度，冰的体积与液态水的体积比1:3-1：8。
14.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过在钻头上设置引流管，通过回转部输送加压的冷却物料，能够使钻头底部，尤其是切削面接触冷却物料，提高钻头的冷却效果。精确的加压喷射冷却能够减少冷却物料的使用，避免孔内积水。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图；图2为进料组件与钻头平面配合示意图；图3为钻头的水平剖视图；图4为钻头在钻孔内状态示意图；图5为引流管带有狭缝结构示意图；图6为在钻孔内狭缝喷射物料的状态示意图。
16.图中，机架100、动力装置200、钻头300、回转部310、进料槽320、引流管330、狭缝331；进料组件400、第一进料管410、第二进料管420、第一加压仓430、第二加压仓440。
具体实施方式
17.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
18.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.通过在钻头300上设置引流管，通过回转部输送加压的冷却物料，能够使钻头底部，尤其是切削面接触冷却物料，提高钻头的冷却效果。精确的加压喷射冷却能够减少冷却物料的使用，避免孔内积水。
21.实施例一如图1-4所示，一种公路施工钻孔方法，包括钻孔工具，钻孔工具包括能够升降的机架100、动力装置200以及钻头300，动力装置200固定在机架100上，用于带动钻头300旋转实现对路面钻孔操作，钻孔步骤包括，步骤一、控制机架100下移，使旋转中的钻头300切削路面，持续下移机架100完成钻孔操作，钻头300旋转中，向钻孔内喷水，所述钻头300还包括回转部310、进料槽320、引流管330；所述回转部310位于钻头300钻孔部分的上端；回转部310带有一个同轴的进料槽320；所述引流管330一端穿过回转部310底面与进料槽320连通；所述引流管330固定在钻头300的杆体上，引流管330的另一端延伸至钻头300的底部；所述钻孔工具还包括进料组件400，进料组件400用于向钻孔和钻头300之间填充冷却物料；进料组件400包括进料盘、进料管和加压仓；所述进料盘与机架100固定连接，进料盘带有一个中心通孔，所述回转部310与中心通孔旋转密封配合；所述进料盘内开有进料管，进料管在中心通孔与进料槽320径向对应处开口，使进料管通过进料槽320与引流管330连通；所述进料管位于进料盘外面的开口与加压仓连通，加压仓内装填冷却物料，加压仓带有加压装置，能够将冷却物料依次通过进料管、进料槽和引流管330充入钻头底部；所述步骤一中，钻头300切削钻孔时，通过加压仓将冷却物料加压充入钻头底部。
22.通过加压的方式，使冷却物料直接充入钻头切削部位，能够有效的精准的对钻头的最热得部位进行充分的冷却。
23.实施例二单纯用水冷却，虽然加压喷射，但是钻头高速旋转时，水向下或是顺着排屑槽的移动会受到向外的离心力干扰，部分水被甩出，部分直接加压冲到钻头切削面上。被甩出的水大部分无法在于切削面接触，因此，水的用量仍然有降低的空间。对冷却物料做进一步的改良。
24.如图1-4所示，所述冷却物料包括高吸水性树脂颗粒和水，二者体积比例2:1-4:1，所述高吸水性树脂颗粒为吸水后的球形颗粒，粒径在2-3mm范围内；所述加压仓内装填高吸水性树脂颗粒和水，加压仓通过活塞移动实现加压操作，加压仓内最大压力不大于0.2mpa；（球形颗粒可以是吸饱水的颗粒，也可以是未吸饱水的颗粒，未吸饱水的颗粒可以是极限吸水量60%-70%的颗粒。吸水量可用1公斤未吸水颗粒，吸满水后，检测质量差来获得。吸水后的颗粒过筛即可得到2-3mm的球形颗粒。）使用未吸饱水的颗粒原因主要是为了颗粒破碎后，能够在孔里吸水，就不需要额外的排水操作了。当然，使用吸饱水的颗粒，因为用水量
少，且孔内的灰尘以及颗粒会吸水，碎颗粒粘附灰尘和颗粒后失水也能够继续吸水，从而避免出现积水，钻孔后只需要对孔进行简单的清扫即可，无需排水操作。
25.因为高吸水性树脂颗粒的吸水速率比较慢，即使是未吸饱水的颗粒用于钻孔，其直径的增长速率很慢，当然为了避免堵管，可以使用直径2mm的颗粒。
26.还包括步骤二，完成钻孔后，等待30-60分钟，清扫钻孔。
27.活塞式的加压时，加压仓内腔呈圆柱形，活塞通过液压、气压或是螺旋移动的方式对圆柱形内腔加压，内腔通过软管与进料管连通即可。这样，钻头旋转时，高吸水性树脂颗粒和水加压充入到切削部附近，切削部挤压高吸水性树脂颗粒呈细颗粒，高吸水性树脂颗粒本身吸附大量水分，达到始终对切削部的切削面进行充分冷却的目的。高吸水性树脂颗粒被压碎后，与干的灰尘、泥土粘附在一起，失去一部分水分。颗粒具有进一步吸水的能力，能够进一步吸收一同进入钻孔的水，钻孔完成后，只需要清扫钻孔即可，不需要再进行排水操作。
28.实施例三球形颗粒，在进入钻头切削部底面时，被挤压状态下有可能会移位，导致粘附不及时。因此，对冷却物料进行改良。
29.如图1所示，所述进料管包括第一进料管410和第二进料管420，所述加压仓包括第一加压仓430和第二加压仓440；所述第一加压仓430内装填所述球形高吸水性树脂颗粒和水；第二加压仓440内装填最大粒径不大于2mm的不规则形状的高吸水性树脂颗粒和水，不规则形状的高吸水性树脂颗粒吸附水分是其最大吸附水量的60-70%；第二加压仓440内的高吸水性树脂颗粒与水的体积比在2:1-4:1范围内；所述步骤一中，两个加压仓同时加压，压力相同。
30.不规则的高吸水性树脂颗粒和球形树脂颗粒一同进入到钻头切削面，能够避免球形树脂颗粒被挤开，同时，球形颗粒因为自身封闭，表面孔隙少，内部自由水量更多，能够更充分的冷却钻头切削面。
31.实施例四如图1-6所示，所述引流管330贴合钻头300的排屑槽外形，引流管330固定在排屑槽内壁上。在排屑槽内开一个螺旋的槽，将引流管330固定在槽内，避免引流管干扰排屑。引流管330的内径3-3.5mm即可，确保球形树脂颗粒能够通过。
32.当然引流管330也可以是直线管道，如图3所示，在与钻头300轴向平行的方向开孔制成。
33.为了能够对钻孔内的灰尘进行更好的降尘操作。在引流管330的下部开狭缝331，狭缝331的是孔、长条形通槽，通槽上带有圆孔等几种形式。
34.当狭缝331是孔时，孔的最大内径小于球形高吸水性树脂颗粒的最小直径（小于2mm），使狭缝331只有水和不规则树脂颗粒喷出。
35.单纯的孔，容易堵塞，而且喷射面较小，是线型喷射，降尘或是抑尘的效果不强，狭缝331呈长条形通槽时，能够随着钻头旋转，形成一个锥形的降尘面，降尘效果更佳。
36.为了让树脂颗粒能够更好的通过狭缝331，长条形狭缝上侧壁上拓展出圆形孔，狭缝的宽度小于2mm，但圆形孔处的直径大于不规则的高吸水性树脂颗粒的最大粒径，小于球形高吸水性树脂颗粒的最小直径，及直径在2-3mm范围内。这样，树脂颗粒通过圆形孔处喷
出，水从槽口处喷出。
37.实施例五因为在引流管330上开了狭缝331，管道内从狭缝331到低端的出口之间的压力减小，高吸水性树脂颗粒有可能会发生堵塞。因此，在步骤一中，水的形式做进一步的改良。水是温度不超过5℃的冰水，其中冰颗粒最大粒径小于球形高吸水性树脂颗粒的最小粒径，且大于狭缝331的最大宽度，冰的体积与液态水的体积比1:3-1：8。这样，水部分通过狭缝331喷出，冰留存在管道内，水压传递更有效，能够避免引流管330堵塞。加冰水一方面是避免引流管堵塞，另一方面，在高速路面边侧，有沥青的部分钻孔时，沥青在150度左右会软化，加冰水，能够有效避免沥青软化粘附钻头。
38.以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。