專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)及其鉆孔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋鉆機(jī)及其鉆孔方法，尤其涉及一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)及其 鉆孔方法。
背景技術(shù)：
目前，鉆孔中常用到一種SMW工法，該工法也叫柱列式土壤水泥墻工法，即利用多 軸式長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)在土壤中鉆孔，鉆孔的同時(shí)從鉆頭端部注入適合不同工程連續(xù)墻的水泥 漿，達(dá)到預(yù)定深度后，反轉(zhuǎn)提升并繼續(xù)輸送水泥漿液，充分進(jìn)行攪拌，在原位置上建成一段 水泥土連續(xù)墻，然后再進(jìn)行第二段墻施工，使相鄰的土壤水泥墻彼此有重合段，連續(xù)施工即 可做成地下連續(xù)墻。同時(shí)根據(jù)不同需要插入H型鋼，作深開(kāi)挖基礎(chǔ)維護(hù)或止水之用。這種工法的特點(diǎn)在于防水性好，施工深度大，擋土性能好，施工費(fèi)用低，屬于國(guó)內(nèi) 領(lǐng)先技術(shù)?？蓮V泛用于地下工事開(kāi)挖中作防水擋土墻，埋設(shè)管道時(shí)作保護(hù)墻，江河大壩的防 水，防滲墻以及其他軟地基的加固等工程。SMW工法的典型鉆機(jī)多為螺旋鉆攪拌鉆機(jī)，以三軸型為主，其配套使用的樁架以往 使用較多的一般為三點(diǎn)打樁機(jī)式長(zhǎng)導(dǎo)架的鉆機(jī)。該機(jī)種雖然鉆機(jī)深度深(達(dá)26m)，但須使 用高達(dá)33m導(dǎo)架。另外由于該機(jī)的結(jié)構(gòu)是把荷重較大的3軸減速機(jī)等動(dòng)力裝置設(shè)置在導(dǎo)架 的頂部，所以整機(jī)的重心較高(達(dá)9. lm)。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)存在應(yīng)定的坡度或者進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，由 于慣性力的原因，鉆機(jī)存在傾倒的可能性。另外臺(tái)風(fēng)和地震均會(huì)使該機(jī)發(fā)生傾倒。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有螺旋鉆機(jī)的重心較高，存在傾倒的危險(xiǎn)性(穩(wěn)定度不高)，這些給 施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的居民、單位、過(guò)路行人均構(gòu)成了一定的威脅。盡管該機(jī)采取了一定的措施， 但也給施工帶來(lái)不少的麻煩。此外，有些施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地上方存在高壓供電設(shè)施或者高架道路，這些環(huán)境條件均 要求鉆機(jī)的高度要低。為了避免上述弊病，滿(mǎn)足環(huán)境條件要求，提高施工的安全性，改善作業(yè)環(huán)境，開(kāi)發(fā) 導(dǎo)架高度低、同時(shí)又具有同樣施工效率和大深度施工能力的低重心三軸螺旋鉆機(jī)及其鉆孔 方法就顯得尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)及其鉆孔方法，其在不減小鉆孔 深度的情況下解決鉆機(jī)重心高的問(wèn)題，克服現(xiàn)有技術(shù)中螺旋鉆機(jī)重心太高的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)，其包括本體、橡皮管、 橡皮管導(dǎo)向輪、橡皮管卷繞機(jī)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)接頭和螺旋鉆頭；其特征在于鉆桿為可 伸縮的套筒式鉆桿，該套筒式鉆桿上端連接鉆進(jìn)動(dòng)力頭，下端連接螺旋鉆頭；橡皮管的一端 通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接至螺旋鉆頭內(nèi)，另一端卷繞在該橡皮管卷繞機(jī)上。其中，套筒式鉆桿為三節(jié)，包括第一節(jié)伸縮鉆桿、第二節(jié)伸縮鉆桿和第三節(jié)螺旋伸 縮鉆桿。
其中，各伸縮鉆桿之間通過(guò)接合銷(xiāo)進(jìn)行固定。其中，該套筒式鉆桿有三根，且三根橡皮管分別通入三根套筒式鉆桿內(nèi)。其中，兩側(cè)橡皮管為注漿管，中間的一根橡皮管為注氣管。還公開(kāi)了一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)的鉆孔方法，該鉆機(jī)包括本體、橡皮管、橡皮管 導(dǎo)向輪、橡皮管卷繞機(jī)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)接頭和螺旋鉆頭；其中鉆桿為可伸縮的套筒式鉆 桿，該套筒式鉆桿為三節(jié)，包括第一節(jié)伸縮鉆桿、第二節(jié)伸縮鉆桿和第三節(jié)螺旋伸縮鉆桿， 該套筒式鉆桿上端連接鉆進(jìn)動(dòng)力頭，下端連接螺旋鉆頭；橡皮管的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接 至螺旋鉆頭內(nèi)，該方法包括(1)鉆孔準(zhǔn)備把螺旋鉆頭調(diào)節(jié)到中心托架的下方，關(guān)閉下部中心托架；(2)在套筒式鉆頭全部收縮時(shí)采用第一節(jié)進(jìn)行鉆孔，鉆孔結(jié)束后打開(kāi)下部中心托 架，把鉆桿預(yù)置在托架上，拔出接合銷(xiāo)；(3)第一節(jié)鉆桿鉆孔結(jié)束后把鉆桿預(yù)置在托架上，拉出第二節(jié)鉆桿，插入接合銷(xiāo)， 采用第二節(jié)鉆桿進(jìn)行鉆孔；(4)第二節(jié)鉆桿鉆孔結(jié)束后把鉆桿預(yù)置在托架上，拔出接合銷(xiāo)；伸出第三節(jié)鉆桿， 把鉆桿預(yù)置在托架上，拉出第三節(jié)鉆桿，插入接合銷(xiāo)，采用第三節(jié)鉆桿進(jìn)行鉆孔；(5)到達(dá)預(yù)定深度后鉆孔結(jié)束，改變旋轉(zhuǎn)方向，上提鉆桿，即一副鉆孔結(jié)束。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)和方法，本發(fā)明的低重心三軸螺旋鉆機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)及積極效果如 下一方面優(yōu)化了三軸減速機(jī)(動(dòng)力頭)內(nèi)部各部件的性能，保證在能輸出同等功率 前提下，盡可能的減小各部件尺寸，從達(dá)到減輕三軸減速機(jī)的整體重量；另一方面在較低的 樁架下，通過(guò)伸縮套筒式鉆桿的伸縮功能，以實(shí)現(xiàn)低打樁架配置情況下加大施工深度的目 的，它可以實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)架15m和17m時(shí)，對(duì)應(yīng)的鉆孔深度為25m和27m，有效的降低了施工設(shè)備 的整體高度，同時(shí)具有和原來(lái)的3軸螺旋鉆機(jī)幾乎同等的施工效率。本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容可通過(guò)后述的說(shuō)明及所附圖而得到。


圖1是本發(fā)明的低重心三軸螺旋鉆機(jī)的示意圖。圖2是本發(fā)明的動(dòng)力頭及鉆桿正面圖(鉆桿全部縮進(jìn)狀態(tài)下)。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明的低重心三軸螺旋鉆機(jī)包括本體(未示出)、橡皮管卷繞 架1、橡皮管2、橡皮管導(dǎo)向輪3、鉆進(jìn)動(dòng)力頭4、第三節(jié)伸縮鉆桿5、第二節(jié)伸縮鉆桿6、第一 節(jié)螺旋伸縮鉆桿7、旋轉(zhuǎn)接頭8、螺旋鉆頭9構(gòu)成，橡皮管卷繞架1、橡皮管導(dǎo)向輪3、鉆進(jìn)動(dòng) 力頭4安裝在本體上；第三節(jié)伸縮鉆桿5、第二節(jié)伸縮鉆桿6、第一節(jié)螺旋伸縮鉆桿7共同組 成可以伸縮的套筒式組合鉆桿，其中，該套筒式組合鉆桿也可以為兩節(jié)或四節(jié)等不同的組 合，優(yōu)選為該實(shí)施例中的三節(jié)，在伸縮鉆桿之間通過(guò)接合銷(xiāo)進(jìn)行固定，在伸出和縮回時(shí)均通 過(guò)接合銷(xiāo)進(jìn)行定位，在縮回時(shí)，第三節(jié)伸縮鉆桿5縮回第二節(jié)伸縮鉆桿6中，第二節(jié)伸縮鉆 桿6縮回第一節(jié)伸縮鉆桿中。該套筒式組合鉆桿上端連接鉆進(jìn)動(dòng)力頭，下端連接螺旋鉆頭。橡皮管2為中空軟管，通過(guò)橡皮管卷繞架1控制橡皮管2的伸長(zhǎng)和縮回，該卷繞架1可自橡皮管導(dǎo)向輪3根據(jù)需要進(jìn)行安裝，控制橡皮管2的走向，橡皮管2的端部通過(guò)螺旋 接頭8連接至鉆頭，可根據(jù)需要輸送漿料或氣體，另一端卷繞在該橡皮管卷繞機(jī)上。參見(jiàn)圖2，顯示了鉆桿全部縮進(jìn)狀態(tài)下的動(dòng)力頭及鉆桿正面圖，在該實(shí)施例中，具 有三根套筒式鉆桿，三根橡皮管11、12分別伸入相應(yīng)鉆桿內(nèi)，其中，兩根橡皮管11為注漿 管；中間的橡皮管12為注氣管，鉆桿上端具有上支撐架13，保證鉆桿間相對(duì)位置，下端連接 螺旋鉆頭9，通過(guò)下支撐架14保證鉆桿間相對(duì)位置，同時(shí)兼做鉆桿伸縮時(shí)的固定托架。鉆進(jìn)動(dòng)力頭4為鉆機(jī)提供動(dòng)力，其包括動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，該動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng) 系統(tǒng)均采用最常用的如電機(jī)、減速器等常用的設(shè)備，在這里就不再一一詳細(xì)描述。在進(jìn)行鉆孔時(shí)，詳細(xì)地步驟如下(1)鉆孔準(zhǔn)備把螺旋鉆頭調(diào)節(jié)到中心托架的下方，關(guān)閉下部中心托架；(2)在套筒式鉆頭全部收縮時(shí)采用第一節(jié)進(jìn)行鉆孔，鉆孔結(jié)束后打開(kāi)下部中心托 架，把鉆桿預(yù)置在托架上，拔出接合銷(xiāo)；(3)第一節(jié)鉆桿鉆孔結(jié)束后把鉆桿預(yù)置在托架上，拉出第二節(jié)鉆桿，插入接合銷(xiāo)， 采用第二節(jié)鉆桿進(jìn)行鉆孔；(4)第二節(jié)鉆桿鉆孔結(jié)束后把鉆桿預(yù)置在托架上，拔出接合銷(xiāo)；伸出第三節(jié)鉆桿， 把鉆桿預(yù)置在托架上，拉出第三節(jié)鉆桿，插入接合銷(xiāo)，采用第三節(jié)鉆桿進(jìn)行鉆孔；(5)到達(dá)預(yù)定深度后鉆孔結(jié)束，改變旋轉(zhuǎn)方向，上提鉆桿，即一副鉆孔結(jié)束。本發(fā)明采用了套筒式鉆桿，采用了三節(jié)進(jìn)行伸縮，所以水泥漿供給管和供氣管的 旋轉(zhuǎn)接頭也由原先安裝于上部動(dòng)力頭移到第一節(jié)鉆桿內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)接頭下部硬管跟隨鉆桿一 起旋轉(zhuǎn)，而上部軟管不轉(zhuǎn)，并通過(guò)安裝與主機(jī)后部的軟管卷線機(jī)，伴隨鉆桿的伸縮自動(dòng)反復(fù) 卷放。各管線直到螺旋頭上的噴射出口構(gòu)成一個(gè)完全閉合的回路，既可防止泄漏，又可以保 證施工的連續(xù)性，從而提高施工效率。把伸縮套筒式鉆桿與旋轉(zhuǎn)接頭接合，使得鉆孔過(guò)程中 水泥漿和壓縮空氣的輸送不受鉆桿伸縮的影響，并有效的節(jié)省鉆桿續(xù)借時(shí)間，施工周期縮 短。
權(quán)利要求
一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)，其包括本體、橡皮管、橡皮管導(dǎo)向輪、橡皮管卷繞機(jī)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)接頭和螺旋鉆頭；其特征在于鉆桿為可伸縮的套筒式鉆桿，該套筒式鉆桿上端連接鉆進(jìn)動(dòng)力頭，下端連接螺旋鉆頭；橡皮管的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接至螺旋鉆頭內(nèi)，另一端卷繞在該橡皮管卷繞機(jī)上。
2.如權(quán)利要求1所述的低重心三軸螺旋鉆機(jī)，其特征在于套筒式鉆桿為三節(jié)，包括第 一節(jié)伸縮鉆桿、第二節(jié)伸縮鉆桿和第三節(jié)螺旋伸縮鉆桿。
3.如權(quán)利要求2所述的低重心三軸螺旋鉆機(jī)，其特征在于各伸縮鉆桿之間通過(guò)接合 銷(xiāo)進(jìn)行固定。
4.如權(quán)利要求1所述的低重心三軸螺旋鉆機(jī)，其特征在于該套筒式鉆桿有三根，且三 根橡皮管分別通入三根套筒式鉆桿內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的低重心三軸螺旋鉆機(jī)，其特征在于兩側(cè)橡皮管為注漿管，中間 的一根橡皮管為注氣管。
6.一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)的鉆孔方法，該鉆機(jī)包括本體、橡皮管、橡皮管導(dǎo)向輪、橡 皮管卷繞機(jī)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)接頭和螺旋鉆頭；其中鉆桿為可伸縮的套筒式鉆桿，該套筒 式鉆桿為三節(jié)，包括第一節(jié)伸縮鉆桿、第二節(jié)伸縮鉆桿和第三節(jié)螺旋伸縮鉆桿，該套筒式鉆 桿上端連接鉆進(jìn)動(dòng)力頭，下端連接螺旋鉆頭；橡皮管的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接至螺旋鉆頭 內(nèi)，該方法包括(1)鉆孔準(zhǔn)備把螺旋鉆頭調(diào)節(jié)到中心托架的下方，關(guān)閉下部中心托架；(2)在套筒式鉆頭全部收縮時(shí)采用第一節(jié)進(jìn)行鉆孔，鉆孔結(jié)束后打開(kāi)下部中心托架，把 鉆桿預(yù)置在托架上，拔出接合銷(xiāo)；(3)第一節(jié)鉆桿鉆孔結(jié)束后把鉆桿預(yù)置在托架上，拉出第二節(jié)鉆桿，插入接合銷(xiāo)，采用 第二節(jié)鉆桿進(jìn)行鉆孔；(4)第二節(jié)鉆桿鉆孔結(jié)束后把鉆桿預(yù)置在托架上，拔出接合銷(xiāo)；伸出第三節(jié)鉆桿，把鉆 桿預(yù)置在托架上，拉出第三節(jié)鉆桿，插入接合銷(xiāo)，采用第三節(jié)鉆桿進(jìn)行鉆孔；(5)到達(dá)預(yù)定深度后鉆孔結(jié)束，改變旋轉(zhuǎn)方向，上提鉆桿，即一副鉆孔結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低重心三軸螺旋鉆機(jī)及其鉆孔方法，該鉆機(jī)包括本體、橡皮管、橡皮管導(dǎo)向輪、橡皮管卷繞機(jī)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)接頭和螺旋鉆頭；其中鉆桿為可伸縮的套筒式鉆桿，橡皮管的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接至螺旋鉆頭，通過(guò)伸縮套筒式鉆桿與旋轉(zhuǎn)接頭的接合，保持輸送水泥漿液和氣體的管路成封閉回路，能在不影響原有施工技術(shù)要求的前提下有效的降低了施工設(shè)備的重心高度。
文檔編號(hào)E21B3/00GK101858196SQ201010195718
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者朱雪峰, 湯旭東, 章軍平 申請(qǐng)人:中鐵科工集團(tuán)有限公司