專利名稱：旋挖鉆具及旋挖鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
旋挖鉆具及旋挖鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及樁工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種旋挖鉆具及旋挖鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著我國(guó)聞速公路、聞速鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的大力建設(shè)，旋挖鉆機(jī)得到了快速發(fā)展 和廣泛的應(yīng)用。在基礎(chǔ)工程的建設(shè)中，需要在硬巖地層(巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度> 30MPa) 施工的情況越來越多。以往針對(duì)硬巖地層的施工主要是利用沖擊鉆進(jìn)行鉆進(jìn)，但是受到工 期限制以及環(huán)境保護(hù)等要求的制約，沖擊鉆的市場(chǎng)局限性愈發(fā)明顯。[0003]近幾年來，旋挖鉆機(jī)在各種地層施工的效率以及可靠性越來越明顯，旋挖鉆機(jī)在 基礎(chǔ)工程施工中所占比例越來越大。但是，常規(guī)旋挖鉆具在鉆進(jìn)上述硬巖地層時(shí)進(jìn)尺緩慢， 鉆齒磨損嚴(yán)重，施工成本較高。因而目前常規(guī)施工工法為采用牙輪筒鉆先行鉆進(jìn)，在施工面 打開一個(gè)環(huán)形凹槽，鉆進(jìn)一定深度后，則需換用旋挖鉆具(一般為嵌巖雙底撈砂斗)鉆除環(huán) 形凹槽內(nèi)部的巖土。這種施工工法需要中途更換鉆具，而且需要配備多套鉆具，因而成孔時(shí) 間較長(zhǎng)，施工效率較低、鉆具成本較高。[0004]鉆具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，是決定旋挖鉆機(jī)能否充分發(fā)揮潛能的關(guān)鍵因素，因此 有必要設(shè)計(jì)一種能夠在硬巖地層中有效鉆進(jìn)、并能夠提高施工效率、降低施工成本的旋挖 鉆具，以提高旋挖施工的成孔質(zhì)量并拓展其應(yīng)用范圍。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種旋挖鉆具及旋挖鉆機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在 鉆進(jìn)硬巖地質(zhì)時(shí)因需要配備多套鉆具、中途更換鉆具而造成施工成本高、施工效率低下的 問題。[0006]一方面，本實(shí)用新型提供了一種旋挖鉆具，所述旋挖鉆具包括旋挖鉆斗和牙輪鉆 齒，所述旋挖鉆斗具有鉆體以及設(shè)置于該鉆體底部的鉆底；所述牙輪鉆齒固定設(shè)置于所述 鉆體的底端或者所述鉆底上，并且所述牙輪鉆齒的旋轉(zhuǎn)半徑與所述旋挖鉆斗的成孔半徑相 匹配。[0007]進(jìn)一步地，所述鉆底上設(shè)置有鉆頭，所述鉆頭的截割面位于所述牙輪鉆齒的截割 面與所述鉆底之間。[0008]進(jìn)一步地，所述鉆底上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)底板，所述牙輪鉆齒設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底板上。[0009]進(jìn)一步地，所述牙輪鉆齒為多個(gè)，并且成對(duì)設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底板上。[0010]進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)底板上設(shè)置有裙邊，所述牙輪鉆齒設(shè)置于所述裙邊上。[0011]進(jìn)一步地,所述旋挖鉆斗為撈砂斗。[0012]進(jìn)一步地，所述牙輪鉆齒為多個(gè)，其中一部分朝向鉆體空間外設(shè)置，另一部分朝向 所述鉆體空間內(nèi)設(shè)置。[0013]另一方面，本實(shí)用新型還提供了一種旋挖鉆機(jī)，所述旋挖鉆機(jī)設(shè)置有上述任一項(xiàng) 所述的旋挖鉆具。[0014]本實(shí)用新型提供的一種旋挖鉆具在施工過程中，可先通過牙輪鉆齒再施工面打開一個(gè)環(huán)形凹槽，將環(huán)形凹槽內(nèi)的巖石隔斷于外部巖層，隨后通過旋挖鉆斗對(duì)環(huán)形凹槽內(nèi)的巖石進(jìn)行碎除，并最終帶出孔外卸掉，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型充分利用了牙輪鉆齒和旋挖鉆斗的雙重優(yōu)勢(shì)，可在旋挖鉆進(jìn)中一次性完成施工面環(huán)形切槽以及環(huán)形凹槽內(nèi)的巖石碎除，有效提高了施工效率，同時(shí)降低了鉆具成本及施工成本。本實(shí)用新型提供的一種旋挖鉆機(jī)設(shè)置有上述的旋挖鉆具，由于上述的旋挖鉆具具有上述技術(shù)效果，因此，該旋挖鉆機(jī)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種旋挖鉆具的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示旋挖鉆具的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號(hào)說明I旋挖鉆斗2牙輪鉆齒11 鉆底12 鉆體13 斗頂14解鎖結(jié)構(gòu)111旋轉(zhuǎn)底板112 鉆頭113 進(jìn)砂口1111 裙邊
具體實(shí)施方式
應(yīng)當(dāng)指出，本部分中對(duì)具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對(duì)具體實(shí)施例的說明，不應(yīng)視為對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。請(qǐng)同時(shí)參考圖1和圖2，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作詳細(xì)說明。該實(shí)施例的旋挖鉆具主要包括旋挖鉆斗I和牙輪鉆齒2，旋挖鉆斗I可以是能夠鉆土、取土和卸土的鉆斗，為了便于說明，下面以撈砂斗為例進(jìn)行說明。如圖所示，該撈砂斗為嵌巖雙底撈砂斗，主要包括鉆底11、鉆體12、斗頂13和解鎖機(jī)構(gòu)14，其中，鉆底11設(shè)置于鉆體12的底部，斗頂13設(shè)置于鉆體12的頂部，鉆底U、鉆體12和斗頂13順次連接形成一個(gè)整體；鉆底11可以設(shè)置有旋轉(zhuǎn)底板111，旋轉(zhuǎn)底板111上設(shè)置有鉆頭112和可閉合的進(jìn)砂口 113 ;解鎖機(jī)構(gòu)14設(shè)置在鉆體12上，用于限定旋轉(zhuǎn)底板111的不同工作位置；當(dāng)撈砂斗工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)底板111關(guān)閉，解鎖機(jī)構(gòu)14將其鎖定在鉆體12上，鉆頭112鉆進(jìn)時(shí)，進(jìn)砂口 113處于開啟狀態(tài)，被破除的巖土通過進(jìn)砂口 113進(jìn)入鉆體12中，當(dāng)鉆體12中的巖土達(dá)到一定量時(shí)，關(guān)閉進(jìn)砂口 113，將整個(gè)撈砂斗從孔中取出，通過解鎖機(jī)構(gòu)14解鎖，將旋轉(zhuǎn)底板111打開，使巖土從鉆體12中排出，從而完成一個(gè)循環(huán)的鉆土
取土工作。作為一種優(yōu)選方式，如圖所示，牙輪鉆齒2固定設(shè)置于旋轉(zhuǎn)底板111上，具體而言，旋轉(zhuǎn)底板111上固定設(shè)置有裙邊1111，牙輪鉆齒2固定設(shè)置(如焊接)于該裙邊1111上，牙輪鉆齒2的旋轉(zhuǎn)半徑與旋挖鉆斗I的成孔半徑相匹配(即大體相同)，并且牙輪鉆齒2的截割面低于鉆頭112的截割面，即鉆頭112的截割面位于鉆底11 (旋轉(zhuǎn)底板111)與牙輪鉆齒2的截割面之間；應(yīng)當(dāng)說明的是，在本申請(qǐng)中，“牙輪鉆齒2的旋轉(zhuǎn)半徑”是指牙輪鉆齒2旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)在施工面上形成的環(huán)形凹槽的半徑，而“截割面”是指切割工具(如牙輪鉆齒2或者鉆頭112)的最端部垂直于旋挖鉆斗軸向的平面，該平面最先接觸施工面。下面結(jié)合具體場(chǎng)景說明一下上述實(shí)施例的旋挖鉆具的工作原理在工作過程中，當(dāng)旋挖鉆具工作時(shí)，先鎖定旋轉(zhuǎn)底板111，然后驅(qū)動(dòng)旋挖鉆具旋轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)時(shí)，由于牙輪鉆齒2的截割面位于鉆頭112的截割面下方，牙輪鉆齒2先鉆進(jìn)，在施工面打開一個(gè)環(huán)形凹槽，隨后鉆頭112跟進(jìn)，將環(huán)形凹槽中包圍的巖土鉆除，并通過進(jìn)砂口113將破除的巖土裝入鉆體12內(nèi)，然后牙輪鉆齒2和鉆頭112持續(xù)鉆進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工面的截割；當(dāng)鉆體12內(nèi)的巖土積累到一定量以后，關(guān)閉進(jìn)砂口 113，將旋挖鉆具提升出鉆孔口，移至卸渣處，通過解鎖機(jī)構(gòu)14解鎖，打開旋轉(zhuǎn)底板111，使巖土在自身重力的作用下排出鉆體12外，然后鎖定旋轉(zhuǎn)底板111，將旋挖鉆具下放至鉆孔內(nèi)施工面，開始新一輪的鉆進(jìn)，如此循環(huán)往復(fù)，不斷地取土卸土，直至鉆進(jìn)至預(yù)定深度。需要說明的是，上述實(shí)施例的優(yōu)選方式中，還可以作進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)置，例如，牙輪鉆齒2為多個(gè)，其中一部分朝鉆體12空間內(nèi)設(shè)置，另一部分朝鉆體12空間外設(shè)置，進(jìn)一步地，在旋轉(zhuǎn)底板111上設(shè)置成對(duì)的牙輪鉆齒2，每對(duì)牙輪鉆齒2中，一個(gè)朝向鉆體12空間外設(shè)置，另一個(gè)朝向鉆體12空間內(nèi)設(shè)置，鉆體12空間是指鉆體12形成的上下不斷延伸的柱狀空間；牙輪鉆齒2的具體角度可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要說明的是，上述實(shí)施例的優(yōu)選方式中，牙輪鉆齒2設(shè)置于旋轉(zhuǎn)底板111的裙邊1111上，但在其他實(shí)施例中，牙輪鉆齒2也可以設(shè)置在鉆體12的底端周沿上(包括通過支撐裝置設(shè)置于底端周沿的情形)，或者也可以設(shè)置于鉆底11的其他位置上(包括通過支撐裝置設(shè)置于鉆底的情形)，只要保證牙輪鉆齒2的旋轉(zhuǎn)半徑與旋挖鉆斗I的成孔半徑相匹配以及牙輪鉆齒2的截割面低于鉆頭112的截割面即可。需要說明的是，上述實(shí)施例及其各種變型的方案中，以撈砂斗作舉例說明，但在其他實(shí)施例中，旋挖鉆斗I并局限于此，只要能夠?qū)崿F(xiàn)鉆土、取土和卸土即可。需要說明的是，上述實(shí)施例及其各種擴(kuò)展方式的旋挖鉆具特別適用于硬巖地層施工，但并不局限于此，也可以適用于大多數(shù)較硬地層的施工。綜上，本發(fā)明實(shí)施例及其各種變型提供的一種旋挖鉆具具有牙輪筒鉆和旋挖鉆斗的雙重優(yōu)勢(shì)，有效提高了施工效率，降低了鉆具成本及施工成本。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種旋挖鉆機(jī)，該旋挖鉆機(jī)設(shè)置有上述任一項(xiàng)所述的旋挖鉆具，由于上述的旋挖鉆具具有上述技術(shù)效果，因此，該旋挖鉆機(jī)也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其相應(yīng)部分的具體實(shí)施過程與上述實(shí)施例類似，其他部分的具體實(shí)施過程可參見現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)描述，茲不贅述。[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求1.一種旋挖鉆具，其特征在于所述旋挖鉆具包括旋挖鉆斗(I)和牙輪鉆齒(2)，所述旋挖鉆斗(I)具有鉆體(12)以及設(shè)置于該鉆體(12)底部的鉆底(11);所述牙輪鉆齒(2 )固定設(shè)置于所述鉆體(12)的底端或者所述鉆底(11)上，并且所述牙輪鉆齒(2)的旋轉(zhuǎn)半徑與所述旋挖鉆斗(I)的成孔半徑相匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的旋挖鉆具，其特征在于所述鉆底(11)上設(shè)置有鉆頭(112)，所述鉆頭(112)的截割面位于所述牙輪鉆齒(2)的截割面與所述鉆底(11)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的旋挖鉆具，其特征在于所述鉆底(11)上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)底板(111)，所述牙輪鉆齒(2 )設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底板(111)上。
4.如權(quán)利要求3所述的旋挖鉆具，其特征在于所述牙輪鉆齒(2)為多個(gè)，并且成對(duì)設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)底板(111)上。
5.如權(quán)利要求3所述的旋挖鉆具，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)底板(111)上設(shè)置有裙邊 (1111)，所述牙輪鉆齒(2)設(shè)置于所述裙邊(1111)上。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的旋挖鉆具，其特征在于所述旋挖鉆斗(I)為撈砂斗。
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的旋挖鉆具，其特征在于所述牙輪鉆齒(2)為多個(gè)， 其中一部分朝向鉆體(12)空間外設(shè)置，另一部分朝向所述鉆體(12)空間內(nèi)設(shè)置。
8.一種旋挖鉆機(jī)，其特征在于所述旋挖鉆機(jī)設(shè)置有權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的旋挖鉆具。
專利摘要本實(shí)用新型涉及樁工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種旋挖鉆具及旋挖鉆機(jī)。所述旋挖鉆具包括旋挖鉆斗和牙輪鉆齒，所述旋挖鉆斗具有鉆體以及設(shè)置于該鉆體底部的鉆底；所述牙輪鉆齒固定設(shè)置于所述鉆體的底端或者所述鉆底上，并且所述牙輪鉆齒的旋轉(zhuǎn)半徑與所述旋挖鉆斗的成孔半徑相匹配。本實(shí)用新型充分利用了牙輪鉆齒和旋挖鉆斗的雙重優(yōu)勢(shì)，可在旋挖鉆進(jìn)中一次性完成施工面環(huán)形切槽以及環(huán)形凹槽內(nèi)的巖石碎除，有效提高了施工效率，同時(shí)降低了鉆具成本及施工成本。
文檔編號(hào)E21B10/08GK202832213SQ20122049861
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者楊兆禹, 水俊峰, 張曉蕾 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司