在井筒根部切割岩石侧壁所使用的弹塑性遮挡柱

本实用新型涉及一种在井筒根部切割岩石侧壁所使用的弹塑性遮挡柱。

在山区修建公路桥梁，在钻孔桩井筒的根部，多为岩石结构。在以往，开挖部位岩石通 常采用爆破法或冲击钻法开挖。这两种施工方法都具有成本高，工效低的缺陷，以直径为1.2m 的井筒为例，每天向下开挖的深度不超过0.5m，每向下开挖1m深井筒的费用都要在2000圆 以上。采用爆破法开挖，审批的手续繁琐，并容易引起周围民众的反对；采用冲击钻法开挖， 需要大量的循环水，并常常破坏已打好的混凝土护壁。

可以设想一种小型机具，它由一台潜孔钻主机、一个转动支撑架、一个固定基座和四根 锚栓组成。在岩石井筒内，利用这种小型机具沿开挖部位岩石的侧面以相等的环向间距钻制 口径为130mm的切割孔，使开挖部位岩石与周围岩体相分离，成为一块孤石，并同时形成岩 石井筒的侧壁。所形成的孤石可用风钻打孔，用无声破碎剂破碎，并用小型吊车将碎石清出 井口。与爆破法开挖相比，这种施工方法无须审批手续，工程造价也要低一些。

在施工时，首先沿井筒侧壁的开挖线钻制切割间隔孔，然后在每相邻的两个切割间隔孔 之间都钻制一个切割贯通孔，将这一部位的岩石打碎并清除，以沟通这两个切割间隔孔。钻 制该切割贯通孔，其两侧的岩石都已经不复存在，这就需要在两侧的切割间隔孔中各插入一 根遮挡柱，以避免潜孔钻的钻头在行进的过程中跑偏。所插入的遮挡柱不承担冲击力，只须 具有良好的强度、韧性和耐磨性即可。

本实用新型就是根据这一思路，由本发明人精心研制的一种弹塑性遮挡柱，将其插入相 邻的两个切割间隔孔中，在钻制切割贯通孔时，用以限定潜孔钻钻头的行进方向。

本实用新型所要解决的问题就是提供一种体积小，重量轻，具有良好的强度、韧性和耐 磨性，便于插入和拔出切割间隔孔的一种弹塑性遮挡柱。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种在井筒根部切割岩石侧壁所使用的弹塑性遮挡柱，其特征在于：它是由一个顶部柱 体、一个中间柱体、一个底部柱体和两根钢筋索构成；在所述的井筒的根部，开挖部位岩石 的形状为一个圆台体；沿着开挖部位岩石的侧面，切割孔自上而下倾斜钻入，且每相邻的两 个切割孔都相互沟通，使开挖部位岩石与周围的岩体相分离，成为一块孤石，然后再利用无 声破碎剂将其破碎；所述的切割孔分为切割间隔孔和切割贯通孔两种，沿着开挖部位岩石的 侧面，切割间隔孔和切割贯通孔相间排列，且先钻制切割间隔孔；在每个切割间隔孔中都插 入一根本实用新型；在每相邻的两个切割间隔孔之间，都钻制一个切割贯通孔，将这两个切 割间隔孔之间的岩石击碎并清除；拔除所有的本实用新型，开挖部位岩石便与周围的岩体相 分离；所述的顶部柱体，中间柱体和底部柱体都是左右相互对称的柱体，其四个侧面依次为 外凸圆弧曲面、内凸圆弧曲面、左凹圆弧曲面和右凹圆弧曲面。

所述的井筒其口径通常为1.2m、1.5m或1.8m；在它们的根部，开挖部位岩石的形状为 一个圆台体，所形成的岩石井筒侧壁与该圆台体的侧面相吻合；沿开挖部位岩石其竖向中轴 线作一个剖面，该剖面为一个等腰梯形，其高度为所述的井筒其直径的2倍，其上底边的长 度等于所述的井筒的直径，其斜边与下底边的夹角为87.14度。

所述的切割孔用潜孔钻钻制，其口径为130mm；沿着开挖部位岩石的侧面，切割孔自上 而下倾斜钻入，每一个切割孔的纵向中轴线都与所述的井筒其竖向中轴线构成一个垂直面， 并与该井筒的竖向中轴线呈2.86度交角；沿着开挖部位岩石顶面的圆周线，相邻两个切割孔 孔口的间距为92‑94mm；沿着开挖部位岩石底面的圆周线，相邻两个切割孔孔底的间距为 113‑115mm。

所述的切割孔分为切割间隔孔和切割贯通孔两种；沿着开挖部位岩石的侧面，切割间隔 孔和切割贯通孔相间排列，且数量相同；沿着开挖部位岩石的侧面，先钻制切割间隔孔，然 后在每个切割间隔孔中都插入一根本实用新型。

在所述的切割间隔孔中，两根钢筋索外内并排而立，它们与所述的井筒其竖向中轴线构 成一个垂直面；这两根钢筋索自下而上依次穿过底部柱体的两个钢筋孔、中间柱体的两个钢 筋孔和顶部柱体的两个钢筋孔；该钢筋索的顶端及顶部柱体的顶面皆与所述的切割间隔孔的 孔口相持平。

所述的顶部柱体、中间柱体和底部柱体，它们都是左右相互对称的柱体，其四个侧面依 次为外凸圆弧曲面、内凸圆弧曲面、左凹圆弧曲面和右凹圆弧曲面；外凸圆弧曲面和内凸圆 弧曲面所截取的是同一个直径为125mm的圆柱体的圆弧曲面，左凹圆弧曲面和右凹圆弧曲面 分别截取于两个直径为135mm的圆柱体的圆弧曲面。

对于所述的顶部柱体，其外凸圆弧曲面的弧长为85mm，内凸圆弧曲面的弧长为75mm，左 凹圆弧曲面与右凹圆弧曲面的最短之距为56mm；对于所述的中间柱体，其外凸圆弧曲面的弧 长为92mm，内凸圆弧曲面的弧长为82mm，左凹圆弧曲面与右凹圆弧曲面的最短之距为70mm； 对于所述的底部柱体，其外凸圆弧曲面的弧长为99mm，内凸圆弧曲面的弧长为89mm，左凹圆 弧曲面与右凹圆弧曲面的最短之距为84mm。

所述的顶部柱体、中间柱体和底部柱体的长度相同，都等于所述的切割间隔孔长度的三 分之一；在它们的左凹圆弧曲面和右凹圆弧曲面之间对称平面的正中部位，均以75mm为间距 设制两个直径为12mm的沿纵向的钢筋孔。

所述的顶部柱体、中间柱体和底部柱体用废旧塑料或废旧橡胶制作，这两种材料都是弹 塑性材料；所述的钢筋索用一整根直径为10mm的光圆钢筋制作，在其底端车有螺纹，并拧入 两个螺母；在这两个螺母之间，固定着一个直径为30mm的钢垫圈。

本实用新型的优点是：体积小，重量轻，成本低，便于拆卸和组装，便于插入和抽出切 割间隔孔。当其在切割间隔孔中就位以后，能够准确地引导潜孔钻的钻头，钻制切割贯通孔， 沟通该切割贯通孔两侧的切割间隔孔。

图1是顶部立柱的横断面图。

图2是中间立柱的横断面图。

图3是底部立柱的横断面图。

图4是顶部立柱在切割间隔孔内的横断面图。

图5是中间立柱在切割间隔孔内的横断面图。

图6是底部立柱在切割间隔孔内的横断面图。

图7是切割间隔孔在开挖部位岩石顶面处的分布图。

图8是本实用新型插入切割间隔孔后在开挖部位岩石顶面处的分布图。

图9是切割贯通孔钻制完成后在开挖部位岩石顶面处的分布图。

图10是开挖部位岩石与周围岩体分离后在其顶面处的分布图。

图11是钢筋索的侧面示意图。

图12是井筒根部开挖部位岩石沿井筒竖向中轴线的剖面图。

图13是在井筒根部开挖部位岩石侧面钻制切割孔后沿井筒竖向中轴线的剖面图。

附图标记

1顶部立柱，2中间立柱，3底部立柱，4钢筋索，5井筒，6切割孔，7开挖部位岩 石，1‑1外凸圆弧曲面，1‑2内凸圆弧曲面，1‑3左凹圆弧曲面，1‑4右凹圆弧曲面，1‑5钢 筋孔，2‑1外凸圆弧曲面，2‑2内凸圆弧曲面，2‑3左凹圆弧曲面，2‑4右凹圆弧曲面，2‑5 钢筋孔，3‑1外凸圆弧曲面，3‑2内凸圆弧曲面，3‑3左凹圆弧曲面，3‑4右凹圆弧曲面， 3‑5钢筋孔，4‑1光圆钢筋，4‑2螺母，4‑3钢垫圈，6‑1切割间隔孔，6‑2切割贯通孔。

参见附图1‑13所示：本实用新型由一个顶部柱体1，一个中间柱体2，一个底部柱体3 和两根钢筋索4组成。

井筒5的口径通常为1.2m、1.5m或1.8m。在它们的根部，开挖部位岩石7的形状为一 个圆台体，所形成的岩石井筒侧壁与该圆台体的侧面相吻合。沿开挖部位岩石7其竖向中轴 线作一个剖面，该剖面为一个等腰梯形，其高度为井筒5直径的2倍，其上底边的长度等于 井筒5的直径，其斜边与下底边的夹角为87.14度。

切割孔6用潜孔钻钻制，其口径为130mm。沿着开挖部位岩石7的侧面，切割孔6自上 而下倾斜钻入，每一个切割孔6的纵向中轴线都与井筒5的竖向中轴线构成一个垂直面，并 与该井筒5的竖向中轴线呈2.86度交角。沿着开挖部位岩石7顶面的圆周线，相邻两个切割 孔6孔口的间距为92‑94mm。沿着开挖部位岩石7底面的圆周线，相邻两个切割孔6孔底的 间距为113‑115mm。

切割孔6分为切割间隔孔6‑1和切割贯通孔6‑2两种。沿着开挖部位岩石7的侧面，切 割间隔孔6‑1和切割贯通孔〔6‑2〕相间排列，且数量相同。沿着开挖部位岩石7的侧面，先 钻制切割间隔孔6‑1，然后在每个切割间隔孔6‑1中都插入一根本实用新型。

在切割间隔孔6‑1中，两根钢筋索4外内并排而立，它们与井筒5的竖向中轴线构成一 个垂直面。这两根钢筋索4自下而上依次穿过底部柱体3的两个钢筋孔3‑5、中间柱体2的 两个钢筋孔2‑5和顶部柱体的两个钢筋孔1‑5。该钢筋索4的顶端及顶部柱体1的顶面皆与 切割间隔孔6‑1的孔口相持平。

顶部柱体1、中间柱体2和底部柱体3，它们都是左右相互对称的柱体，其四个侧面依次 为外凸圆弧曲面、内凸圆弧曲面、左凹圆弧曲面和右凹圆弧曲面。外凸圆弧曲面和内凸圆弧 曲面所截取的是同一个直径为125mm的圆柱体的圆弧曲面，左凹圆弧曲面和右凹圆弧曲面分 别截取于两个直径为135mm的圆柱体的圆弧曲面。

对于顶部柱体1，其外凸圆弧曲面1‑1的弧长为85mm，内凸圆弧曲面1‑2的弧长为75mm， 左凹圆弧曲面1‑3与右凹圆弧曲面1‑4的最短之距为56mm。对于中间柱体2，其外凸圆弧曲 面2‑1的弧长为92mm，内凸圆弧曲面2‑2的弧长为82mm，左凹圆弧曲面2‑3与右凹圆弧曲面 2‑4的最短之距为70mm。对于底部柱体3，其外凸圆弧曲面3‑1的弧长为99mm，内凸圆弧曲 面3‑2的弧长为89mm，左凹圆弧曲面3‑3与右凹圆弧曲面3‑4的最短之距为84mm。

顶部柱体1、中间柱体2和底部柱体3的长度相同，都等于切割间隔孔6‑1长度的三分 之一。在它们的左凹圆弧曲面和右凹圆弧曲面之间对称平面的正中部位，均以75mm为间距设 制两个直径为12mm的沿纵向的钢筋孔。

顶部柱体1、中间柱体2和底部柱体3用废旧塑料或废旧橡胶制作，这两种材料都是弹 塑性材料。钢筋索4用一整根直径为10mm的光圆钢筋4‑1制作，在其底端车有螺纹，并拧入 两个螺母4‑2。在这两个螺母4‑2之间，固定着一个直径为30mm的钢垫圈4‑3。