一、技術(shù)背景
水平定向鉆進(jìn)鋪管施工中，當(dāng)導(dǎo)向孔完成后需要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)，在硬巖中進(jìn)行水平擴(kuò)孔施工時(shí)，目前主要用組焊式牙輪擴(kuò)孔鉆頭或滾刀式擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔鉆進(jìn)，擴(kuò)孔鉆進(jìn)過(guò)程中，因孔徑大，泥漿流速低，有大量的巖屑沉積在孔內(nèi)，一方面對(duì)擴(kuò)孔鉆造成二次磨損，不僅使鉆頭提前報(bào)廢，而且鉆機(jī)功率很大一部分消耗在鉆頭對(duì)巖屑的二次破碎中，使鉆進(jìn)效率降低；另一方面影響后續(xù)的拖管作業(yè)；此外，擴(kuò)孔鉆進(jìn)過(guò)程中，為了盡可能地把巖屑帶出孔外，需要配制濃度較大和性能較好的泥漿，而泥漿的配制成本高，泥漿的無(wú)害化處理費(fèi)用也很高，從而增加了擴(kuò)孔的成本。
有鑒于牙輪擴(kuò)孔鉆頭的上述缺陷，本人積極加以研究創(chuàng)新，將潛孔錘高效破巖的優(yōu)點(diǎn)和反循環(huán)鉆進(jìn)高效排碴的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，發(fā)明一種新型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)孔鉆頭—捆綁式潛孔錘及水平擴(kuò)孔施工方法，以期解決巖石擴(kuò)孔鉆進(jìn)效率低和清孔難的問(wèn)題。
二、鉆頭結(jié)構(gòu)
捆綁式潛孔錘擴(kuò)孔鉆頭，是由兩個(gè)以上的潛孔錘通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的裝置固定在芯軸的四周，潛孔錘在隨芯軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)還能繞自身在軸自轉(zhuǎn)，同時(shí)壓縮空氣能通過(guò)分配器進(jìn)入每個(gè)潛孔錘使其工作。為了使巖屑進(jìn)入后部鉆桿返出地面，在鉆頭上還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了巖屑從鉆孔內(nèi)進(jìn)入鉆桿內(nèi)孔的通道，以及將巖屑吸入鉆桿內(nèi)孔的噴射裝置。

        

捆綁式潛孔錘擴(kuò)孔鉆頭外形圖
三、施工工藝
水平定向鉆進(jìn)鋪管施工中，當(dāng)導(dǎo)向孔完成后，缷下導(dǎo)向鉆具，連接上捆綁式潛孔錘擴(kuò)孔鉆頭，鉆頭的后端連接鉆桿?；赝蠑U(kuò)孔前在導(dǎo)向孔出土端施工一個(gè)與鉆孔相連的泥漿坑，泥漿坑內(nèi)注滿(mǎn)泥漿（或水），使泥漿（或水）在擴(kuò)孔過(guò)程中不斷地流入鉆孔內(nèi)。擴(kuò)孔開(kāi)始后，壓縮空氣從鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入鉆桿中，到達(dá)鉆頭后大部分進(jìn)入潛孔錘使其工作碎巖，小部分通過(guò)噴射裝置射向鉆頭后端連接的鉆桿。從潛孔錘出來(lái)的空氣與從泥漿坑流入的泥漿混合，攜帶巖屑在噴射形成的吸力作用下從鉆頭的排屑通道進(jìn)入連接于鉆頭后端鉆桿的內(nèi)孔，并在壓差作用下一直沿著內(nèi)管流出到地面。流出的泥漿其中的巖屑沉淀下來(lái)，泥漿重新流到泥漿坑中。擴(kuò)孔過(guò)程中后端不斷地續(xù)接鉆桿，直到鉆頭從鉆機(jī)端露出，取下鉆頭，使鉆機(jī)端鉆桿與鉆頭后端鉆桿相連，即完成一級(jí)擴(kuò)孔。下一級(jí)擴(kuò)孔重復(fù)以上過(guò)程，直到擴(kuò)至要求的孔徑為止。


 四、應(yīng)用范圍
1、本發(fā)明適用于長(zhǎng)距離的巖石地層或風(fēng)化巖層的穿越鋪管工程，地層應(yīng)沒(méi)有嚴(yán)重的漏失，出土點(diǎn)和入土點(diǎn)的標(biāo)高應(yīng)高于其余孔段，以維持孔內(nèi)能充滿(mǎn)泥漿。
2、本發(fā)明的噴射反循環(huán)排屑技術(shù)也可應(yīng)用于牙輪式或滾刀式擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行巖層擴(kuò)孔鉆進(jìn)，也可用于流道式、擠擴(kuò)式、刮刀式或桶式擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行土層擴(kuò)孔鉆進(jìn)。
3、與本發(fā)明配套使用的鉆機(jī)可以是任何非開(kāi)挖管鉆機(jī)，配套使用的鉆桿其接頭通孔直徑與管體內(nèi)徑應(yīng)保持一致，這樣有利于巖屑從鉆桿內(nèi)孔通過(guò)，另外要配備適合的空壓機(jī)取代泥漿泵。
五、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
1、用潛孔錘代替牙輪鉆頭或滾刀來(lái)破巖，具有更高的鉆進(jìn)效率。
2、巖屑隨泥漿（水）和空氣從鉆桿內(nèi)孔返出地面，返出流速比正常的從鉆桿與孔壁間隙返出流速大得多，因而孔內(nèi)巖屑被清理得更干凈，從而減少孔內(nèi)重復(fù)破碎，節(jié)省后續(xù)的清孔作業(yè)工序；
3、可以用清水或稀泥漿代替稠泥漿或特效泥漿，節(jié)約泥漿成本。