一种扇叶型超大直径旋挖钻头制造技术

本实用新型专利技术公开一种扇叶型超大直径旋挖钻头，涉及旋挖工艺技术领域，包括钻头本体，所述钻头本体包括中心体，所述中心体的底部设置有切削盘，所述中心体的顶部设置有连接方，用于连接钻杆；还包括扩孔翼，所述扩孔翼设置有若干个，若干个所述扩孔翼均布于所述中心体的侧壁上，所述扩孔翼的底部高于所述中心体的底部；所述扩孔翼以及所述切削盘的底部均设置有齿板。本实用新型专利技术增大钻头本体的最大直径，解决当前旋挖工艺受钻头限制无法应用于超大直径灌注桩施工领域的难题，拓宽旋挖钻机的应用市场。市场。市场。

【技术实现步骤摘要】
一种扇叶型超大直径旋挖钻头


[0001]本技术涉及旋挖工艺
，特别是涉及一种扇叶型超大直径旋挖钻头。

技术介绍

[0002]目前，在我国城市高层建筑、地铁、环线、轻轨及高速、高铁等建设中，旋挖工艺依靠其施工快速、承载力强、成本低廉、地层实用性强等显著特点，在大直径灌注桩基础施工领域已实现大范围推广应用。
[0003]其中，大直径桩，指直径大于或等于2.50米的钻孔灌注桩，超大直径桩是指直径大于3.5m的桩。
[0004]旋挖工艺(旋挖钻机、旋挖钻头)：旋挖钻机是一种综合性的钻机，它可以用多种底层，具有成孔速度快、污染少、机动性强等特点；旋挖机采用多层伸缩式钻杆，钻进辅助时间少，劳动强度低，不需要泥浆循环排渣，节约成本，适合于城建、桥梁等桩基础施工；旋挖钻头与旋挖钻机的主体连接，是用来钻孔的主要设备。
[0005]如图3所示，旋挖钻机最大钻孔直径由钻杆中心与桅杆之间的间距D决定，若使用的钻头半径超过该间距时，钻头斗上提时将与桅杆发生干涉。目前国内最大的旋挖钻机
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800E旋挖钻机，其扭矩为793KN.m，钻杆中心与桅杆之间的间距为2500mm，即允许旋转的最大直径为5000mm，如何突破此间距限制，是旋挖工艺突破超大直径施工的最关键技术难点。
[0006]目前国内生产的最大直径旋挖钻头为截齿捞砂斗，国内旋挖钻机施工的灌注桩最大直径为目前国内捞砂斗通用的卸渣方式为：钻杆将钻头提升到桅杆上空
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动力头压盘顶开钻头的开合机构
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打开底门卸土、旋转甩土；现要设计超大直径钻头，如使用常规圆形外形和开合结构，即无法将钻头提升到桅杆上空，也无法通过压盘(压盘内外径仅为820mm/1420mm，钻头底门直径至少3000mm)压开整个钻头的底门，无法旋转甩土。
[0007]目前世界上旋挖钻机最大扭矩为793KN.m，与其配套的最大钻杆
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720钻杆重量为40t，这限制了钻头的最大重量不得超过40t，并且在满足钻机提升力的同时，要做到尽可能减轻钻头重量，克服钻机回转锁定的难题。
[0008]陆地运输车辆的最大宽度为3m，最大载重约29t(扣除车身自重)，如何解决运输问题是钻头设计的一大难题。
[0009]防止钻进过程中偏孔，即如何定心和导向，是超大直径钻头设计的重要部分。
[0010]随着我国经济飞速发展，建设规模不断加大，建筑等级日益提高，结构形式设计日新月异，在电力、交通及城市建设等工程设计中对桩基承载力的要求越来越高，导致桩基础直径、埋深越来越大，涌现出大量以上的超大直径桩基设计。
[0011]随着城市建设的高速发展，一大批大体量、大跨度、高度超高的建筑在城市密集空间区域相继涌现，此类建筑往往具有超大直径嵌岩桩基础、较大桩长、入岩深度较大的特点；此外还受周边已有建筑基础、地铁隧道(接驳站)等因素制约，对打桩振动、爆破、地下水位变化有严格的限制要求。如何在确保环保、安全文明施工的前提下，在原地面完成大直径
嵌岩桩施工，成为亟待解决的技术难点。
[0012]在超大直径灌注桩施工难题面前，国内外都进行了探索和尝试，取得了很多成功的案例，其中国内目前采用的工艺有以下几种：
[0013](1)正循环工艺成孔，即利用正循环潜水钻机进行分级钻进，如图2所示，泥浆或水从钻杆8进入，携带钻屑钻渣从桩孔9的井口流出；
[0014](2)反循环钻进成孔，使用反循环工艺采用分级钻进成孔，如图1所示；
[0015](3)人工挖孔+爆破；
[0016](4)大直径钢管桩振动锤沉桩工艺；
[0017]由于受限于没有一种能够匹配旋挖钻机使用的超大直径旋挖钻头，旋挖工艺一直无法应用于超大直径灌注桩施工领域。
[0018]但是现有技术中存在以下缺点：
[0019](1)正循环工艺成孔的缺点为：1、由于桩孔截面积大，钻孔过程中钻进阻力大；2、由于钻孔排渣量大，采用泥浆护壁正循环钻进成孔时，特大直径钻孔灌注桩桩孔内泥浆回升速度较慢，如泥浆指标控制不当或清空不彻底，容易导致孔底沉渣厚度过大；3、由于超大直径钻孔灌注桩孔壁自立稳定性相对较差，容易出现孔壁坍塌的现象。
[0020](2)反循环钻成孔的缺点为：1、由于碎石较大，钻头中心管容易堵塞；2、由于需要多级扩孔，分级扩孔开始时容易憋钻；3、由于破碎面积太大，刀具极易磨损。
[0021](3)人工挖孔+爆破的缺点为：1、由于开挖大面积桩孔，桩成孔过程中土体的稳定性难以保证；2、由于爆破对地层扰动太大，对周围建筑物及生活环境造成负面影响，不宜推广应用。
[0022](4)振动锤沉桩工艺的缺点为：1、由于超大直径钢管桩重量很大，现场需具备大型打桩和起吊设备能力，成本较高；2、由于工艺为振动沉入地面阻力较大，无法适用于硬地层。
[0023]因此，亟待提供一种扇叶型超大直径旋挖钻头，以解决现有技术中所存在的上述问题。

技术实现思路

[0024]本技术的目的是提供一种扇叶型超大直径旋挖钻头，增大钻头本体的最大直径，解决当前旋挖工艺受钻头限制无法应用于超大直径灌注桩施工领域的难题，拓宽旋挖钻机的应用市场。
[0025]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：本技术提供一种扇叶型超大直径旋挖钻头，包括钻头本体，所述钻头本体包括中心体，所述中心体的底部设置有切削盘，所述中心体的顶部设置有连接方，用于连接钻杆；还包括扩孔翼，所述扩孔翼设置有若干个，若干个所述扩孔翼均布于所述中心体的侧壁上，所述扩孔翼的底部高于所述中心体的底部；所述扩孔翼以及所述切削盘的底部均设置有齿板。
[0026]优选的，所述中心体的上方设置有上盘，所述上盘的上方设置有上筋板，所述上筋板的底部与所述上盘连接，所述上筋板的内侧与所述连接方的侧壁连接。
[0027]优选的，所述连接方的两侧均设置有所述上筋板，所述连接方两侧的所述上筋板对称设置；所述连接方的两侧均设置有两个所述上筋板，每一侧的两个所述上筋板均呈V型
设置。
[0028]优选的，所述齿板为整体齿板，所述切削盘底部的所述齿板呈锥形设置，所述扩孔翼底部的所述齿板水平设置。
[0029]优选的，所述齿板上设置有多个截齿。
[0030]优选的，所述扩孔翼设置有两个，两个所述扩孔翼对称设置于所述中心体的两侧；两个所述扩孔翼与所述上盘垂直设置。
[0031]优选的，所述扩孔翼与所述中心体分体设置，所述扩孔翼在施工时与所述中心体焊接连接；所述扩孔翼的上方加焊有加强筋板。
[0032]优选的，所述中心体的直径为3500mm，所述钻头本体的直径为5800mm。
[0033]优选的，所述钻头本体在钻孔前进行中心体超前导正。
[0034]本技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0035](1)钻头本体采用“风扇型”结构，施工过程中可将钻头提升到桅杆以上进行操作，解决了钻孔最大直径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扇叶型超大直径旋挖钻头，包括钻头本体，所述钻头本体包括中心体，所述中心体的底部设置有切削盘，所述中心体的顶部设置有连接方，用于连接钻杆；其特征在于：还包括扩孔翼，所述扩孔翼设置有若干个，若干个所述扩孔翼均布于所述中心体的侧壁上，所述扩孔翼的底部高于所述中心体的底部；所述扩孔翼以及所述切削盘的底部均设置有齿板。2.根据权利要求1所述的扇叶型超大直径旋挖钻头，其特征在于：所述中心体的上方设置有上盘，所述上盘的上方设置有上筋板，所述上筋板的底部与所述上盘连接，所述上筋板的内侧与所述连接方的侧壁连接。3.根据权利要求2所述的扇叶型超大直径旋挖钻头，其特征在于：所述连接方的两侧均设置有所述上筋板，所述连接方两侧的所述上筋板对称设置；所述连接方的两侧均设置有两个所述上筋板，每一侧的两个所述上筋板均呈V型设置。4.根据权利要求1所述的扇叶型超大直径旋挖钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾炜，邵玉涛，韩泽龙，苏陈，邱红尘，于好善，王兴无，史兵言，赵明，董巍，
申请(专利权)人：中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：新型
国别省市：