【技术实现步骤摘要】
本技术涉及抗滑桩钻孔机设备的，尤其是一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机。
技术介绍
1、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。矩形抗滑桩拥有侧向刚度大、单桩承载力高等优势，能有效增强抗滑力，提升抗滑系数。因此，矩形截面抗滑桩被广泛地应用于各个工程领域。
2、传统的矩形截面抗滑桩截面较大，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。
3、目前矩形钻孔机设备和开挖方式多样，例如：
4、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。
5、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。
6、专利号cn 104533300 a《矩形钻孔机》在矩形传动箱底部设置锥形
7、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。
8、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搅刀的凹腰圆柱切削土体，钻挖成矩形桩孔。
9、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)无法实现在土体内钻挖带水平悬臂或带加腋水平悬臂结构的矩形抗滑桩桩孔；(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
1、本技术的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，对于土质地层中钻挖浅桩孔，在竖向钻杆底部设置带搅刀的竖向和水平多功能圆柱钻；首先通过多功能圆柱钻的竖向钻头钻挖竖向矩形桩孔至加腋桩孔设计深度；然后通过竖向多级液压驱动多功能圆柱钻的竖向钻头钻挖竖向矩形桩孔至水平悬臂设计深度，钻挖完成后收回多功能圆柱钻；再通过布设水平和竖向多级液压的多功能圆柱钻先钻挖或不钻挖加腋桩孔后钻挖水平悬臂矩形桩孔，钻挖完成后收回多功能圆柱钻；最后多功能圆柱钻沿竖向继续钻挖至设计深度，可实现在土质地层中采用钻机钻挖带水平悬臂或带加腋水平悬臂矩形抗滑桩的浅桩孔，节省工期和施工成本，提高工作效率，保证工程质量和施工人员的安全。
2、本技术目的实现由以下技术方案完成：
3、一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述矩形浅孔钻机包括一具有竖向钻杆的钻车，所述竖向钻杆的下端自上而下依次连接有管道固定架、泥渣处理机构、竖向液压组件和多功能钻组件，其中：
4、所述泥渣处理机构包括搅拌装置、吸渣系统、破碎装置、注浆系统以及排渣系统，所述搅拌装置包括搅拌箱以及安装在所述搅拌箱内的搅拌机构，所述搅拌箱上设置有吸渣口、排渣口以及进浆口；
5、所述竖向液压组件包括若干竖向液压缸以及刚性围挡，所述竖向液压缸的缸筒端面固定在所述搅拌箱底部，所述竖向液压缸的活塞杆同所述多功能钻组件连接；所述刚性围挡沿所述搅拌箱底部周向设置，且所述刚性围挡底部设置有一圈橡胶垫；
6、所述多功能钻组件包括若干圆柱钻组件、u形叉板、滑动反力架以及水平液压缸，所述圆柱钻组件安装在所述u形叉板上并在竖向面和水平面上均呈矩阵布置，所述水平液压缸固定在所述滑动反力架上并驱动所述u形叉板作侧向移动。
7、所述吸渣系统包括吸渣主管以及自所述吸渣主管抽吸端口分叉出的多功能吸渣支管，所述多功能吸渣支管的吸头接入至所述多功能钻组件内并靠近所述圆柱钻组件设置，各所述吸头处均设置有多功能吸渣阀门，所述多功能吸渣支管与所述吸渣主管之间通过伸缩管连接。
8、所述注浆系统包括注浆主管以及注浆泵，所述注浆主管的一端连接位于地面上的所述注浆泵、另一端连接所述搅拌箱上的所述进浆口。
9、所述排渣系统包括排渣管以及排渣泵，所述排渣泵一端与所述排渣管相连接、另一端与所述搅拌箱上的所述排渣口相连接。
10、所述管道固定架套装在所述竖向钻杆的外侧；所述吸渣主管、所述注浆主管以及所述排渣管均沿所述管道固定架排布固定。
11、所述钻车包括旋转电机、钢悬梁、滑块、钢立柱、导轨、铰转轴、拉杆以及车载平台，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，所述旋转电机固定于所述钢悬梁上并驱动所述竖向钻杆旋转。
12、所述u形叉板由腹板、设置于所述腹板两侧的翼板以及设置于所述腹板中部的钢支撑组成，所述腹板包括水平腹板和竖向腹板；所述圆柱钻组件包括两个圆柱钻以及驱动所述圆柱钻转动的电机，所述圆柱钻由圆柱以及均布设置于所述圆柱表面的若干搅刀组件所组成，所述电机的转轴贯穿两侧的所述圆柱且所述转轴端部对应设置于所述u形叉板的两侧所述翼板的转轴孔内，所述电机的外壳焊接固定于所述钢支撑上。
13、所述滑动反力架包括反力板、轨板以及连接板，所述轨板安装在所述反力板的顶部，所述轨板底部的两侧均固定有t形滑轨，所述连接板分别固定于所述u形叉板的所述腹板的两侧，所述连接板的顶部固定有滑块且所述滑块内开设有同所述t形滑轨相配合的t形滑槽，所述水平液压缸的缸筒端面固定在所述滑动反力架的所述反力板上，所述水平液压缸的活塞杆同所述u形叉板的所述竖向腹板连接。
14、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，所述竖向钻杆的下端驱动所述主齿轮转动，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。
15、本技术的优点是：
16、(1)通过钻杆和带搅刀的水平和竖向多功能圆柱钻，实现浅层土体内钻挖水平悬臂或带加腋水平悬臂结构的矩形桩孔；
17、(2)在土体内多功能圆柱钻可实现同步伸缩和变形，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述矩形浅孔钻机包括一具有竖向钻杆的钻车，所述竖向钻杆的下端自上而下依次连接有管道固定架、泥渣处理机构、竖向液压组件和多功能钻组件，其中：
2.如权利要求1所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述吸渣系统包括吸渣主管以及自所述吸渣主管抽吸端口分叉出的多功能吸渣支管，所述多功能吸渣支管的吸头接入至所述多功能钻组件内并靠近所述圆柱钻组件设置，各所述吸头处均设置有多功能吸渣阀门，所述多功能吸渣支管与所述吸渣主管之间通过伸缩管连接。
3.如权利要求2所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述注浆系统包括注浆主管以及注浆泵，所述注浆主管的一端连接位于地面上的所述注浆泵、另一端连接所述搅拌箱上的所述进浆口。
4.如权利要求3所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述排渣系统包括排渣管以及排渣泵，所述排渣泵一端与所述排渣管相连接、另一端与所述搅拌箱上的所述排渣口相连接。
5.如权利要求4所述的一种适
6.如权利要求1所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述钻车包括旋转电机、钢悬梁、滑块、钢立柱、导轨、铰转轴、拉杆以及车载平台，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，所述旋转电机固定于所述钢悬梁上并驱动所述竖向钻杆旋转。
7.如权利要求1所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述U形叉板由腹板、设置于所述腹板两侧的翼板以及设置于所述腹板中部的钢支撑组成，所述腹板包括水平腹板和竖向腹板；所述圆柱钻组件包括两个圆柱钻以及驱动所述圆柱钻转动的电机，所述圆柱钻由圆柱以及均布设置于所述圆柱表面的若干搅刀组件所组成，所述电机的转轴贯穿两侧的所述圆柱且所述转轴端部对应设置于所述U形叉板的两侧所述翼板的转轴孔内，所述电机的外壳焊接固定于所述钢支撑上。
8.如权利要求7所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述滑动反力架包括反力板、轨板以及连接板，所述轨板安装在所述反力板的顶部，所述轨板底部的两侧均固定有T形滑轨，所述连接板分别固定于所述U形叉板的所述腹板的两侧，所述连接板的顶部固定有滑块且所述滑块内开设有同所述T形滑轨相配合的T形滑槽，所述水平液压缸的缸筒端面固定在所述滑动反力架的所述反力板上，所述水平液压缸的活塞杆同所述U形叉板的所述竖向腹板连接。
9.如权利要求1所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，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，所述竖向钻杆的下端驱动所述主齿轮转动，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。
...【技术特征摘要】
1.一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述矩形浅孔钻机包括一具有竖向钻杆的钻车，所述竖向钻杆的下端自上而下依次连接有管道固定架、泥渣处理机构、竖向液压组件和多功能钻组件，其中：
2.如权利要求1所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述吸渣系统包括吸渣主管以及自所述吸渣主管抽吸端口分叉出的多功能吸渣支管，所述多功能吸渣支管的吸头接入至所述多功能钻组件内并靠近所述圆柱钻组件设置，各所述吸头处均设置有多功能吸渣阀门，所述多功能吸渣支管与所述吸渣主管之间通过伸缩管连接。
3.如权利要求2所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述注浆系统包括注浆主管以及注浆泵，所述注浆主管的一端连接位于地面上的所述注浆泵、另一端连接所述搅拌箱上的所述进浆口。
4.如权利要求3所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述排渣系统包括排渣管以及排渣泵，所述排渣泵一端与所述排渣管相连接、另一端与所述搅拌箱上的所述排渣口相连接。
5.如权利要求4所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述管道固定架套装在所述竖向钻杆的外侧；所述吸渣主管、所述注浆主管以及所述排渣管均沿所述管道固定架排布固定。
6.如权利要求1所述的一种适应土质地层的钻头同步伸缩和变向矩形浅孔钻机，其特征在于所述钻车包括旋转电机、钢悬梁、滑块、钢立柱、导轨、铰转轴、拉杆以及车载平台，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...
【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：新型
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