一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机制造技术

本发明专利技术公开了一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机，包括钻车以及经钻车上缆索所吊装的钻机，钻机包括管道固定架

【技术实现步骤摘要】
一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机


[0001]本专利技术属于抗滑桩钻孔机设备领域，具体涉及一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机
。

技术介绍

[0002]在边坡支护
、
路基构筑
、
基坑开挖和隧道进出口建设等工程中，抗滑桩是一种能够将岩土体侧向推力传递到滑动面以下稳固地层中，抵抗侧向推力，治理工程和地质灾害的最有效措施
。
抗滑桩分为矩形截面抗滑桩和圆形截面抗滑桩
。
矩形抗滑桩具有侧向刚度大
、
单桩承载力高等优势，能有效增强抗滑力，提升抗滑系数等优点
。
因此，矩形截面抗滑桩被广泛地应用于各个工程领域
。
[0003]传统的矩形抗滑桩截面较大，并且不能充分利用桩前岩土体强度
。
对于带水平悬臂结构的抗滑桩，水平悬臂可以充分地利用桩前岩土体的强度，提高抗滑桩的抗滑能力，但带水平悬臂矩形抗滑桩的水平悬臂桩孔成孔难度极大
。
传统的矩形截面抗滑桩通常采用人工开挖和机械开挖方式，人工挖孔桩施工造成的坍塌占坍塌事故总数的
65
％，并且效率低
、
成本高，机械开挖更加安全高效
。
因此，在岩土层内采用机械钻挖带水平悬臂矩形抗滑桩的桩孔对于保证施工人员安全
、
提高效率具有重要的意义
。
[0004]目前矩形钻孔机设备和开挖方式多样，例如：专利号
CN 106836354 A《
矩形抗滑桩机械成孔装置
》
通过多个切削片构成矩形铲头，铲头的后端设有配重或液压推进装置实现矩形桩孔的钻挖
。
[0005]专利号 CN 103244053 A《
矩形钻孔机
》
主要是通过两个凸轮体驱动两个钢框下部均布的
T
型刀头相向
、
往复运动，切削土体成矩形孔
。
[0006]专利号
CN 104533300 A《
矩形钻孔机
》
在矩形传动箱底部设置锥形钻头和在四个侧面设置十字形长刀，锥形钻头钻进形成圆形桩孔，然后通过十字长刀旋转切削修整为矩形桩孔
。
[0007]专利号 CN 207715083 U《
一种矩形抗滑桩成孔钻机
》
主要是在钻杆底部设置圆形钻筒和矩形钻筒，圆形钻筒旋进成圆形桩孔，然后通过矩形钻筒切削圆形桩孔周围土体形成矩形桩孔
。
[0008]专利号
CN 105951798 A《
一种矩形钻孔机
》
主要是通过电机驱动四个带绞刀的凹腰圆柱切削土体，钻挖成矩形桩孔
。
[0009]现有的钻孔机主要在岩土体内形成竖向矩形桩孔，但存在以下问题：
(1)
既无法实现土体内钻挖带水平悬臂结构的矩形抗滑桩桩孔，更无法实现岩体（碎石
、
卵石
、
软岩
、
硬岩等地层）内的钻挖；
(2)
采用其他机械（抓斗）或辅助措施（泥浆正循环排渣法）清理桩孔内渣土，钻挖和排渣设备集成度低，钻孔施工效率低和成本高
。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机，该矩形深孔钻机通过钻车上的缆索来吊装钻机并利用钻机自重产生压力来向下钻进，钻机上设置有水平钻组件以及竖向钻装置在深层地下分步式钻进形成带水平悬臂的矩形抗滑桩桩孔，即，竖向钻装置通过采用呈矩阵形式布设的圆柱钻组件来开挖竖向矩形桩孔至水平悬臂的设计深度后停止，之后水平钻组件通过水平液压缸驱动水平钻装置侧向水平伸长来实现深层岩质地层内钻挖水平悬臂结构的矩形桩孔，完成水平悬臂结构的钻挖后回缩水平钻组件停止转动，最后竖向钻装置继续向下开挖矩形桩孔至设计深度；此外，通过注浆系统向竖向钻装置和水平钻组件滚绞岩质地层时向内注入泥浆液以利于岩块同泥浆混合进行抽吸
。
[0011]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机，其特征在于所述矩形深孔钻机包括一具有缆索的钻车以及所述缆索下端吊装的钻机，所述钻机包括自上而下依次连接的管道固定架
、
岩渣处理机构
、
水平钻组件以及竖向钻装置，所述缆索下端连接于所述管道固定架上；其中：所述岩渣处理机构包括搅拌装置
、
破碎装置
、
吸渣系统
、
排渣系统以及注浆系统；所述搅拌装置包括一搅拌箱以及设置于所述搅拌箱上的搅拌机构；所述搅拌箱上所设置的吸渣口连接所述吸渣系统，所述搅拌箱上所设置的排渣口连接所述排渣系统；所述注浆系统接通至所述水平钻组件内以及所述竖向钻装置内；所述水平钻组件包括水平钻装置以及驱动所述水平钻装置作侧向移动的水平液压缸；所述竖向钻装置包括若干水平设置且组成矩形开挖面的圆柱钻组件
。
[0012]所述钻车包括车载平台
、
钢立柱
、
拉杆
、
铰转轴
、
导轨
、
滑块
、
钢悬梁
、
卷扬电机以及缆索支架，所述钢立柱竖向设置于所述车载平台上，所述拉杆的上端与所述钢立柱上端铰接
、
下端与固定于所述车载平台上的铰转轴铰接，所述导轨竖向设置并沿所述钢立柱固定，所述滑块可滑动式装配于所述导轨上，所述钢悬梁固定于所述滑块上，所述卷扬电机固定于所述钢悬梁上，且所述缆索支架固定于所述钢悬梁下方，所述卷扬电机驱动所述缆索在竖直方向上作升降运动
。
[0013]所述搅拌机构包括主齿轮以及若干与所述主齿轮相啮合传动的辅齿轮，所述主齿轮由一搅拌电机驱动旋转，所述主齿轮上同轴设置有延伸入所述搅拌箱内的搅拌主转轴，所述搅拌主转轴上设置有搅拌叶片；所述辅齿轮上同轴设置有延伸入所述搅拌箱内的搅拌辅转轴，所述搅拌辅转轴上设置有搅拌叶片
。
[0014]所述竖向钻装置包括
U
形叉板以及安装于所述
U
形叉板上的若干圆柱钻组件，所述
U
形叉板由腹板
、
设置于所述腹板两侧的翼板以及垂直焊接于所述腹板上的钢支撑组成，所述圆柱钻组件包括两个圆柱钻以及驱动两所述圆柱钻旋转的电机，所述圆柱钻包括圆柱以及间隔布置于所述圆柱表面的若干滚刀组件以及布置于相邻所述滚刀组件之间的若干绞刀组件，所述滚刀组件包括滚刀基座以及固定于所述滚刀基座上的一圈滚刀，所述绞刀组件包括绞刀基座以及倾斜固定于所述绞刀基座上的绞刀；所述电机的外壳固定于所述钢支撑上且所述电机驱动两侧所述圆柱中的转轴旋转
。
[0015]所述圆柱钻组件呈矩阵分布
。
[0016]所述水平钻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机，其特征在于所述矩形深孔钻机包括一具有缆索的钻车以及所述缆索下端吊装的钻机，所述钻机包括自上而下依次连接的管道固定架
、
岩渣处理机构
、
水平钻组件以及竖向钻装置，所述缆索下端连接于所述管道固定架上；其中：所述岩渣处理机构包括搅拌装置
、
破碎装置
、
吸渣系统
、
排渣系统以及注浆系统；所述搅拌装置包括一搅拌箱以及设置于所述搅拌箱上的搅拌机构；所述搅拌箱上所设置的吸渣口连接所述吸渣系统，所述搅拌箱上所设置的排渣口连接所述排渣系统；所述注浆系统接通至所述水平钻组件内以及所述竖向钻装置内；所述水平钻组件包括水平钻装置以及驱动所述水平钻装置作侧向移动的水平液压缸；所述竖向钻装置包括若干水平设置且组成矩形开挖面的圆柱钻组件
。2.
根据权利要求1所述的一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机，其特征在于所述钻车包括车载平台
、
钢立柱
、
拉杆
、
铰转轴
、
导轨
、
滑块
、
钢悬梁
、
卷扬电机以及缆索支架，所述钢立柱竖向设置于所述车载平台上，所述拉杆的上端与所述钢立柱上端铰接
、
下端与固定于所述车载平台上的铰转轴铰接，所述导轨竖向设置并沿所述钢立柱固定，所述滑块可滑动式装配于所述导轨上，所述钢悬梁固定于所述滑块上，所述卷扬电机固定于所述钢悬梁上，且所述缆索支架固定于所述钢悬梁下方，所述卷扬电机驱动所述缆索在竖直方向上作升降运动
。3.
根据权利要求1所述的一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机，其特征在于所述搅拌机构包括主齿轮以及若干与所述主齿轮相啮合传动的辅齿轮，所述主齿轮由一搅拌电机驱动旋转，所述主齿轮上同轴设置有延伸入所述搅拌箱内的搅拌主转轴，所述搅拌主转轴上设置有搅拌叶片；所述辅齿轮上同轴设置有延伸入所述搅拌箱内的搅拌辅转轴，所述搅拌辅转轴上设置有搅拌叶片
。4.
根据权利要求1所述的一种适应岩质地层的分步式带水平悬臂的矩形深孔钻机，其特征在于所述竖向钻装置包括
U
形叉板以及安装于所述
U
形叉板上的若干圆柱钻组件，所述
U
形叉板由腹板
、
设置于所述腹板两侧的翼板以及垂直焊接于所述腹板上的钢支撑组成，所述圆柱钻组件包括两个圆柱钻以及驱动两所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵璐，黄昌富，姚铁军，
申请(专利权)人：中铁十五局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：