一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法，其特征在于，设备包括跨度12-15m的龙门吊，2m直径的内钢筒，6-8m直径的外钢筒，在钢筒下端嵌有牙轮钻头，2m直径的全回转钻机，6-8m直径的全回转钻机，1.8m直径的集束潜孔锤钻孔装置，6-8m直径的反循环扩孔钻机，以及海上作业平台与船吊。与现有冲击钻机成孔相比，具有明显提高成桩速度，及施工成本不高的优点。
1.一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法，其特征在于，设备包括跨度
12-15m的龙门吊，2m直径的内钢筒，6-8m直径的外钢筒，在钢筒下端嵌有牙轮钻头，2m直径的全回转钻机，6-8m直径的全回转钻机，1.8m直径的集束潜孔锤钻孔装置，6-8m直径的反循环扩孔钻机，以及海上作业平台与船吊。
2.一种超大口径风电塔基础成孔施工设备的施工步骤包括：
①在海上风电塔基座位置，搭建海上作业平台，安装跨度12-15m的龙门吊。
②用船吊吊6-8m直径的全回转钻机及动力站放置作业平台上。
③用船吊吊6-8m直径的外钢筒从全回转钻机中心沉入海中塔基位置上，全回转钻机的上夹具将外钢筒夹住，龙门吊吊冲抓器将外钢筒内的泥土取出，同时向外钢筒内灌水，全回转钻机上夹具夹住外钢筒向下全回转钻进，外钢筒向下钻进到一次钻进行程后，松开上夹具，下夹具夹紧外钢筒，上夹具上行到行程高处，松开下夹具，上夹具再夹住外钢筒下钻，周而复始，直至外钢筒向下钻进至基岩面，同时，冲抓器将外钢筒内的泥土取至基岩面，并移走冲抓器与6-8m直径的全回转钻机及动力站。
④在外钢筒内的钻机平台支座上安装筒内钻机平台，用船吊吊2m直径全回转钻机及动力站安置于筒内钻机平台中央，再吊2m直径内钢筒从全回转钻机中心沉入海里，立于基岩面上。
⑤龙门吊吊1.8m直径集束潜孔锤装置放入内钢筒中，将潜孔锤头与冲击器下沉至基岩面上，启动潜孔锤动力装置与空压机，压缩空气作用于冲击器，使锤头高频率冲击岩石，击碎岩石的岩渣、岩粉被高压空气从出渣口吹出，潜孔锤头钻进至岩石10m或设计标高，吊走集束潜孔锤，2m直径全回转钻机和内钢筒。
⑥船吊吊6-8m直径的反循环扩孔钻机安置于外钢筒内的钻机平台中央，扩孔钻头下沉至基岩面2m径的孔洞上。
⑦启动反循环扩孔钻机，扩孔钻头沿着己形成的2m直径的孔洞向下、向外扩孔至6-8m，扩孔钻头向下施工，钻杆内壁设4根高压输气管向钻杆内注高压空气，高压输气管开口比钻杆下沿高1-2m，气体只能在钻杆内快速向上上浮，形成负压，将基岩碎块带出孔口，直至扩孔深度入岩10m或达设计标高，再吊走反循环扩孔钻机。
⑧拆卸外钢筒内的钻机平台，即完成本发明的成孔工艺。
一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑基础工程领域，尤其涉及一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法。
背景技术
[0002] 众所周知，在建筑施工地下入岩的钻孔桩的钻孔工艺中，潜孔锤施工比回旋钻孔、冲击钻孔、全套管回旋钻孔的速度要快很多，且无泥浆污染，是各工程设计施工的首选方案，但在深度超四十米，口径6m以上，由于潜孔锤施工风量需求过大，国内外迄今均无施工实例。目前潜孔锤单体直径保持在0.3-0.8m，集束潜孔锤直径1.2-1.5m，均难以满足快速发展的海上风电塔基座基础直径6-8m，入基岩10M的需求。
发明内容
[0003] 本发明提供一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法，能满足在海上施工风电塔的基础直径6-8m，入基岩10米的成孔要求，还明显提高成桩工效，施工成本较低。
[0004] 本发明采用的技术方案是：一种超大口径风电塔基础成孔施工设备及其施工方法，其特征在于，设备包括跨度12-15m的龙门吊，2m直径的内钢筒，6-8m直径的外钢筒，在钢筒下端嵌有牙轮钻头，2m直径的全回转钻机，6-8m直径的全回转钻机，1.8m直径的集束潜孔锤钻孔装置，6-8m直径的反循环扩孔钻机，以及海上作业平台与船吊。
[0005] 一种超大口径风电塔基础成孔施工设备的施工步骤包括：
[0006] 1、在海上风电塔基座位置，搭建海上作业平台，安装跨度12-15m的龙门吊。
[0007] 2、用船吊吊6-8m直径的全回转钻机及动力站放置作业平台上。
[0008] 3、用船吊吊6-8m直径的外钢筒从全回转钻机中心沉入海中塔基位置上，全回转钻机的上夹具将外钢筒夹住，龙门吊吊冲抓器将外钢筒内的泥土取出，同时向外钢筒内灌水，全回转钻机上夹具夹住外钢筒向下全回转钻进，外钢筒向下钻进到一次钻进行程后，松开上夹具，下夹具夹紧外钢筒，上夹具上行到行程高处，松开下夹具，上夹具再夹住外钢筒下钻，周而复始，直至外钢筒向下钻进至基岩面，同时，冲抓器将外钢筒内的泥土取至基岩面，并移走冲抓器与6-8m直径的全回转钻机及动力站。
[0009] 4、在外钢筒内的钻机平台支座上安装筒内钻机平台，用船吊吊2m直径全回转钻机及动力站安置于筒内钻机平台中央，再吊2m直径内钢筒从全回转钻机中心沉入海里，立于基岩面上。
[0010] 5、龙门吊吊1.8m直径集束潜孔锤装置放入内钢筒中，将潜孔锤头与冲击器下沉至基岩面上，启动潜孔锤动力装置与空压机，压缩空气作用于冲击器，使锤头高频率冲击岩石，击碎岩石的岩渣、岩粉被高压空气从出渣口吹出，潜孔锤头钻进至岩石10m或设计标高，吊走集束潜孔锤，2m直径全回转钻机和内钢筒。
[0011] 6、船吊吊6-8m直径的反循环扩孔钻机安置于外钢筒内的钻机平台中央，扩孔钻头下沉至基岩面2m径的孔洞上。
[0012] 7、启动反循环扩孔钻机，扩孔钻头沿着已形成的2m直径的孔洞向下、向外扩孔至6-8m，钻杆内壁设4根高压输气管向钻杆内注高压空气，高压输气管开口比钻杆下沿高1-
2m，气体只能在钻杆内快速向上上浮，形成负压，将基岩碎块带出孔口，直至扩孔深度入岩
10m或达设计标高，再吊走反循环扩孔钻机。
[0013] 8、拆卸外钢筒内的钻机平台，即完成本发明的成孔工艺。
[0014] 9、按现有技术吊钢筋笼于外钢筒内，再灌注泵送混凝土至海面上，完成一座风电塔基座的施工。
[0015] 本发明与现有冲击钻机成孔相比，具有明显提高成桩速度，及施工成本不高的优点。附图说明：
[0016] 图1是本发明实施例在外钢筒内冲抓土层的剖面示意图。
[0017] 图2是本发明实施例在外钢筒内安装2m直径全回转钻机示意图。
[0018] 图3是本发明实施例在外钢内内潜孔锤装置钻孔施工的剖面示意图。
[0019] 图4是本发明实施例在外钢筒内用反循环扩孔钻机施工剖面示意图。
[0020] 图5是本发明实施例入基岩10m或设计标高的成孔剖面示意图。
[0021] 图面说明：1龙门吊横梁，2滑轮组，3外钢筒，4龙门立柱，5吊钩，6冲抓器，7平台支座，8上夹紧装置，9、6-8m直径全回转钻机，10下夹紧装置，11行走轮，12海上作业平台，13海泥，14基岩，15、2m直径全回转钻机，16筒内钻机平台，17潜孔锤进气口，18潜孔锤岩渣、气、水出口，19潜孔锤头，20集束潜孔锤架，21內钢筒，22扩孔钻头，23进气口，24岩渣、气、水出口，25钻杆，26输气管。
具体实施方式
[0022] 如图1，本发明实施例施工包括以下步骤：
[0023] 1、在海上风电塔基座位置，搭建海上作业平台(12)，并安装跨度12-15m的龙门吊，包括龙门吊横梁(1)、滑轮组(2)、龙门立柱(4)吊钩(5)，行走轮(11)。
[0024] 2、用船吊吊6-8m直径的全回转钻机(9)及动力站放置作业平台(12)上。
[0025] 3、用船吊吊6-8m直径的外钢筒(3)从全回转钻机(9)中心沉入海中塔基位置上，全回转钻机(9)的上夹具(8)将外钢筒(3)夹住下沉，龙门吊钩(5)吊冲抓器(6)将外钢筒(3)内的泥土取出，同时向外钢筒(3)内灌水，全回转钻机上夹具(8)夹住外钢筒(3)向下全回转钻进，外钢筒(3)向下钻进至钻机行程结束，松开上夹具(8)，下夹具(10)夹紧外钢筒(3)，上夹具(8)上行到行程高处，松开下夹具(10)，上夹具(8)再夹住外钢筒(3)下钻，周而复始，直至外钢筒(3)向下钻进至基岩(14)面，同时，冲抓器(6)将外钢筒(3)内的泥土取至基岩(14)面，并移走冲抓器(6)与6-8m直径的全回转钻孔机(9)及动力站。
[0026] 4、在外钢筒(3)内的钻机平台支座(7)上安装筒内钻机平台(16)，用船吊吊2m直径全回转钻机(15)及动力站安置于筒内钻机平台(16)中央，再吊2m直径内钢筒(21)从全回转钻机(15)中心沉入海里，立于基岩(14)面上。
[0027] 5、龙门吊吊1.8m直径集束潜孔锤装置放入内钢筒(21)中，潜孔锤头(19)与冲击器下沉至基岩(14)面上，启动潜孔锤动力装置与空压机，压缩空气从进气口(17)进入，沿钻杆作用于冲击器，使锤头(19)高频率冲击基岩(14)，击碎岩石的岩渣、岩粉被高压空气从潜孔锤岩渣、气、水出口(18)吹出，锤头(19)钻进基岩(14)10m或设计标高，吊走集束潜孔锤装置、2m直径全回转钻机(15)和内钢筒(21)。
[0028] 6、船吊吊6-8m直径的反循环扩孔钻机安置于外钢筒(3)内的钻机平台(16)中央，扩孔钻头(22)下沉至基岩(14)面2m径的孔洞上。
[0029] 7、启动反循环扩孔钻机，扩孔钻头(22)沿着已形成的2m直径的孔洞向下、[0030] 向外扩孔至6-8m，扩孔钻头(22)上部的钻杆(25)内壁设4根高压输气管(26)向钻杆(25)内注高压空气，高压输气管(26)开口比钻杆(25)下沿高1-2m，气体只能在钻杆(25)内快速向上上浮，形成负压，将基岩(14)碎块带出孔口(24)，直至扩孔深度入岩10m或达设计标高，再吊走反循环扩孔钻机。
[0031] 8、拆卸外钢筒(3)内的钻机平台，即完成本发明的成孔工程。
[0032] 9、按现有技术吊钢筋笼于外钢筒(3)内，再灌注泵送混凝土至海面上，完成一座风电塔基座的施工。
