CN103670274A - 一种岩石桩基成孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石桩基成孔设备，包括履带式底盘(1)，所述的履带式底盘(1)上安装有多个水平液压伸缩臂(2)和起吊臂(3)，水平液压伸缩臂(2)和起吊臂(3)上连接有岩石成孔机主机(9)。该设备通过安装岩石成孔机主机来对岩石进行机械化成孔，实现了非爆破成孔；同时机械化、智能控制实现了人员不用下井，非接触式施工，极大减少伤亡事故的发生，不用打护壁、成孔规则，不浪费混凝土，成孔速度快，效率高，有效避免了伤亡事故和尘肺病的发生。

Description

一种岩石桩基成孔设备

技术领域

本发明属于桩基成孔设备技术领域，涉及一种岩石桩基成孔设备。

背景技术

目前在岩石地质情况下的桩基成孔施工一直采用人工开挖、开挖时采用风钻打孔爆破，铁桶和小卷扬机出渣、孔壁采用混凝土防护、逐层爆破出渣的方式。但这种岩石地质桩基成孔人工开挖时存在要用到炸药，雷管等爆破器材、爆破器材的生产、运输、贮藏使用、各个环节都是存在很大风险的，容易造成工伤事故。

同时在人工开挖的情况下，经常会有落石、堒孔等事故发生、造成人员伤亡，由于人工开挖出渣方式是采用吊桶出渣，经常会出现钢丝绳断裂、吊桶下落砸到井下人员造成伤亡，且随着深度的增加，还会出现缺氧、爆破硝烟未排干净、地下岩层出现有毒有害气体等，也经常造成人员伤亡。此外，工作人员上下班都是乘吊桶的，因而经常出现坠落事故造成人员伤亡。且人工挖孔每下挖两米左右就要打混凝土护壁，加之人工挖孔不可能出现欠挖，只能是超挖，人工爆破精准度极难控制。因此整个行业超挖现象非常严重。超挖和打护壁造成了在灌桩时混凝土超方现象极为严重，造成了资源很大的浪费。

此外，人工挖孔效率非常低，以直径1.8米、深度20米，围岩类型为石灰岩为例。二人组合施工，成孔速度也要一个月左右，造成整个社会人力资源的极大浪费。同时由于采用风钻打孔爆破人员长期处于高粉尘环境中作业、尘肺病的发生几率极高，连续从事人工挖孔两年以上的，大都不同程度的患有尘肺病。

综上所述，我国现阶段基础建设规模极为庞大、桥梁、高层建筑等都涉及到桩基施工，其中相当部分桩基施工是在岩石地质情况下的桩基。因此由于以上原因造成行业的伤亡率非常高，资源浪费，效率低下，尘肺病的多发，同时由于人员密集造成了人力资源的浪费等现象极为突出。因此，人工挖孔的施工工艺急需改进。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种非爆破成孔，机械化、智能控制的岩石桩基成孔设备，该设备人员不用下井，非接触式施工，极大减少伤亡事故的发生，不用打护壁、成孔规则，不浪费混凝土，成孔速度快，效率高，有效避免了伤亡事故和尘肺病的发生。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种岩石桩基成孔设备，包括履带式底盘，所述的履带式底盘上安装有多个水平液压伸缩臂和起吊臂，水平液压伸缩臂和起吊臂上连接有岩石成孔机主机。

所述的岩石成孔机主机包括主控电脑、岩石成孔机主机壳体以及设置在岩石成孔机主机壳体内的主电机、液压主泵、多个液压冲击器、配电柜、PLC智能控制系统、电缆总线、液压马达、传动齿轮组、破岩大刀盘固定套装件、吸渣系统和破岩装置；

岩石成孔机主机壳体内部底端同轴心安装有破岩大刀盘固定套装件，所述的破岩大刀盘固定套装件内部套装有破岩装置，所述破岩大刀盘固定套装件和破岩大刀盘中安装有吸渣系统，破岩大刀盘固定套装件外部安装有传动齿轮组，传动齿轮组上连接有液压马达；主电机与液压主泵连接，液压主泵分别于液压马达及多个液压冲击器相连，所述的液压冲击器安装与破岩装置上方，所述的电缆总线一端连接到岩石成孔机主机壳体外的主控电脑和外接电源上，另一端分别于PLC智能控制系统和配电柜相连，PLC智能控制系统分别于吸渣系统、液压冲击器、主电机和液压主泵相连，外接电源通过配电箱和主电机、PLC智能控制系统、吸渣系统相连。

所述的破岩装置包括安装于破岩大刀盘固定套装件内部的破岩大刀盘，所述的破岩大刀盘上通过复位弹簧安装有截齿底座，所述的截齿底座上安装有合金截齿，所述的截齿底座上方安装有液压冲击器，所述的破岩大刀盘上装有带有缓冲阻尼的滚刀。

所述的吸渣系统包括同轴心套装在破岩大刀盘固定套装件和破岩大刀盘内部的转动吸渣口，转动吸渣口的顶端通过出渣管活接与出渣主管连接，出渣主管上端连接有出渣软管，出渣主管侧壁上设有多个风机。

所述的出渣主管侧壁上从上到下依次设置有一级风机、二级风机和三级风机。

所述的出渣软管上还设置有粉尘过滤装置。

所述的转动吸渣口形状为“L”型，“L”型转动吸渣口水平部分长度与破岩大刀盘的半径相同，且与破岩大刀盘位于同一水平面。

所述的岩石成孔机主机壳体侧壁上还设置有多个调控轮，多个调控轮上分别连接有液压臂，多个液压臂还与液压主泵和PLC智能控制系统相连，岩石成孔机主机壳体内部还设置有用于测量岩石成孔机主机垂直度的陀螺仪，所述的陀螺仪与主控电脑相连。

所述的岩石成孔机主机壳体中还设置有检测有毒气体的气体探头和对有毒气体进行报警的报警器，所述报警器还与PLC智能控制系统相连，所述的气体探头与主控电脑相连。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种岩石桩基成孔设备，该设备通过安装岩石成孔机主机来对岩石进行机械化成孔，实现了非爆破成孔；同时机械化、智能控制实现了人员不用下井，非接触式施工，极大减少伤亡事故的发生，不用打护壁、成孔规则，不浪费混凝土，成孔速度快，效率高，有效避免了伤亡事故和尘肺病的发生。

本设备通过设置破岩装置及吸渣装置等，同时PLC智能控制系统与吸渣系统、液压冲击器等相连，实现了机械化、智能化成孔，避免了使用人力挖桩造成的危害和对人力资源的浪费，且通过设置陀螺仪可以自动测得岩石成孔机主机的垂直度，并通过PLC智能控制系统控制液压臂，液压臂带动调控轮调整岩石成孔机主机的垂直度，来控制打桩的精度。

同时，所述的出渣软管上设置有粉尘过滤装置，可以将排出的岩石及岩石粉末进行有效的回收放置了粉尘对人体呼吸道造成的伤害，避免了尘肺病的产生。

此外，通过在岩石成孔机主机壳体中设置气体探头和报警器实现了对岩石桩基中有毒气体的快速检测，避免了有毒气体对人体产生的危害。

附图说明

图1为本发明提供的岩石桩基成孔设备吊装示意图；

图2为本发明提供的岩石桩基成孔设备中的岩石成孔机主机的剖视结构示意图。

其中，1为履带式底盘；2为水平液压伸缩臂；3为起吊臂；4为调控轮；5为出渣管；6为起吊钢索；7为主控电脑；8为破岩大刀盘；9为岩石成孔机主机；10为电缆总线；11为液压臂；12为一级风机；13为配电柜；14为PLC智能控制系统；15为二级风机；16为气体探头；17为三级风机；18为液压马达；19为传动齿轮组；20为滚刀；21为合金截齿；22为复位弹簧；23为缓冲阻尼；24为液压冲击器；25为出渣管活接；26为主电机；27为液压主泵；28为出渣主管；29为出渣软管；30为转动吸渣口；31为破岩大刀盘固定套装件。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1、图2，一种岩石桩基成孔设备，其特征在于，包括履带式底盘1，所述的履带式底盘1上安装有多个水平液压伸缩臂2和起吊臂3，水平液压伸缩臂2和起吊臂3上连接有岩石成孔机主机9。

所述的岩石成孔机主机9包括主控电脑7、岩石成孔机主机壳体以及设置在岩石成孔机主机壳体内的主电机26、液压主泵27、多个液压冲击器24、配电柜13、PLC智能控制系统14、电缆总线10、液压马达18、传动齿轮组19、破岩大刀盘固定套装件31、吸渣系统和破岩装置；

岩石成孔机主机壳体内部底端同轴心安装有破岩大刀盘固定套装件31，所述的破岩大刀盘固定套装件31内部套装有破岩装置，所述的破岩装置包括安装于破岩大刀盘固定套装件31内部的破岩大刀盘8，所述的破岩大刀盘8上通过复位弹簧22安装有可活动的截齿底座，所述的截齿底座上安装有合金截齿21，所述的截齿底座上方安装有液压冲击器24，所述的破岩大刀盘8上装有带有缓冲阻尼23的滚刀20。

所述破岩大刀盘固定套装件31和破岩大刀盘8中安装有吸渣系统，所述的吸渣系统包括同轴心套装在破岩大刀盘固定套装件31和破岩大刀盘8内部的可随刀盘转动的转动吸渣口30，转动吸渣口30的顶端通过出渣管活接25与出渣主管28连接，出渣主管28上端连接有出渣软管29，出渣主管28侧壁上从上到下依次设有一级风机12、二级风机15和三级风机17。所述的出渣软管29上还设置有粉尘过滤装置，防止了粉尘对工作人员身体造成的伤害。所述的转动吸渣口30形状为“L”型，“L”型转动吸渣口30水平部分长度与破岩大刀盘8的半径相同，且与破岩大刀盘8位于同一水平面，同时具有吸渣的开口，通过“L”型转动吸渣口30水平部分来吸渣，吸取的岩石渣从L”型转动吸渣口30的垂直部分和出渣主管28及出渣软管29排除井底。

所述的破岩大刀盘固定套装件31外部安装有传动齿轮组19，传动齿轮组19上连接有液压马达18；主电机26与液压主泵27连接，液压主泵27分别于液压马达18及多个液压冲击器24相连，所述的电缆总线10一端连接到岩石成孔机主机壳体外的主控电脑7和外接电源上，另一端分别于PLC智能控制系统14和配电柜13相连，PLC智能控制系统14分别于一级风机12、二级风机15、三级风机17、液压冲击器24、主电机26和液压主泵27相连，外接电源通过配电箱13和主电机26、PLC智能控制系统14、一级风机12、二级风机15、三级风机17相连。

所述的岩石成孔机主机壳体侧壁上还设置有多个调控轮4，多个调控轮4上分别连接有液压臂11，多个液压臂11还与液压主泵27和PLC智能控制系统14相连，岩石成孔机主机壳体内部还设置有用于测量岩石成孔机主机垂直度的陀螺仪，所述的陀螺仪与主控电脑7相连。

所述的岩石成孔机主机壳体中还设置有检测有毒气体的气体探头和对有毒气体进行报警的报警器，所述报警器还与PLC智能控制系统14相连，所述的气体探头与主控电脑7相连。

本发明的工作原理：

该设备在非作业状态时是架在履带式底盘1上的，履带式底盘做为其行走时工具，当到达作业点时，由水平液压伸缩臂2将该设备竖起，并调整好姿态，将外接电源接通，主控电脑7调试各系统状态后，设备开始工作。设备体内主电机26驱动液压主泵27、液压主泵27驱动液压马达18，液压马达18驱动传动齿轮组19转动，传动齿轮组19转动后带动破岩大刀盘8转动，破岩大刀盘8转动的同时，液压冲击器24开始冲击合金截齿底座，截齿底座上的合金截齿21下击破岩，破岩完成后，在复位弹簧22作用下截齿底座自动上行，合金截齿21离开工作面以减少摩擦，破岩大刀盘8继续转动，启动一级风机12，转动吸渣口30开始吸渣，随着工作的推进，深度增加，设备在重力作用下自动向下，当到水平液压伸缩臂2位置时，水平液压伸缩臂2和岩石成孔机主机9分离，岩石成孔机主机9继续下行。水平液压伸缩臂2与岩石成孔机主机9完全分离时，启动调控轮4，岩石成孔机主机9进入自动化控制状态，其姿态由岩石成孔机主机9内部的陀螺仪随时检测，其参数并输入主控电脑7，主控电脑7根据参数输入命令到PLC智能控制系统14，PLC智能控制系统14根据参数控制液压臂11伸缩，液压臂11带动调控轮4以调整岩石成孔机主机9姿态，调控轮4一直顶住井壁以抵消破岩大刀盘8转动时对岩石成孔机主机9体上端的反作用力，调控轮4皆纵向排列，所以当岩石成孔机主机9自动下行时是不受其影响的，转动吸渣口30是和破岩大刀盘8一起转动的，其长度为破岩大刀盘8半径，以破岩大刀盘8圆心为起点，半径长度为其安装位置，当破岩大刀盘8转动一周时，正好把整个断面上的渣石吸干净，当深度不断加深，主控电脑7根据出渣量启动二级和三级风机，以加强吸渣口吸力，当断面出现有毒有害气体时，设备上的气体感应探头将信息传递给主控电脑7，主控电脑7判断是否继续作业和是否报警并发指令给PLC智能控制系统，出渣软管端口设有粉尘过滤装置已达到环保要求。当深度达到设计标准时主控电脑发指令停止作业。破岩大刀盘8停止转动，液压冲击器24停止冲击，出渣的风机停止转动。调控轮4收缩，此时履带式底盘1开至井口附近，由起吊钢索6将岩石成孔机主机吊出，并再次和水平液压伸缩臂连接，并收于履带式底盘1上方，作业结束。

此设备能实现非爆破成孔，机械化、智能控制实现了人员不用下井，非接触式施工，极大减少伤亡事故的发生，不用打护壁、成孔规则，不浪费混凝土，成孔速度快，效率高，有效避免了伤亡事故和尘肺病的发生。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种岩石桩基成孔设备，其特征在于，包括履带式底盘(1)，所述的履带式底盘(1)上安装有多个水平液压伸缩臂(2)和起吊臂(3)，水平液压伸缩臂(2)和起吊臂(3)上连接有岩石成孔机主机(9)。

2.根据权利要求1所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的岩石成孔机主机(9)包括主控电脑(7)、岩石成孔机主机壳体以及设置在岩石成孔机主机壳体内的主电机(26)、液压主泵(27)、多个液压冲击器(24)、配电柜(13)、PLC智能控制系统(14)、电缆总线(10)、液压马达(18)、传动齿轮组(19)、破岩大刀盘固定套装件(31)、吸渣系统和破岩装置；

岩石成孔机主机壳体内部底端同轴心安装有破岩大刀盘固定套装件(31)，所述的破岩大刀盘固定套装件(31)内部套装有破岩装置，所述破岩大刀盘固定套装件(31)和破岩大刀盘(8)中安装有吸渣系统，破岩大刀盘固定套装件(31)外部安装有传动齿轮组(19)，传动齿轮组(19)上连接有液压马达(18)；主电机(26)与液压主泵(27)连接，液压主泵(27)分别于液压马达(18)及多个液压冲击器(24)相连，所述的液压冲击器(24)安装与破岩装置上方，所述的电缆总线(10)一端连接到岩石成孔机主机壳体外的主控电脑(7)和外接电源上，另一端分别于PLC智能控制系统(14)和配电柜(13)相连，PLC智能控制系统(14)分别于吸渣系统、液压冲击器(24)、主电机(26)和液压主泵(27)相连，外接电源通过配电箱(13)和主电机(26)、PLC智能控制系统(14)、吸渣系统相连。

3.根据权利要求2所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的破岩装置包括安装于破岩大刀盘固定套装件(31)内部的破岩大刀盘(8)，所述的破岩大刀盘(8)上通过复位弹簧(22)安装有截齿底座，所述的截齿底座上安装有合金截齿(21)，所述的截齿底座上方安装有液压冲击器(24)，所述的破岩大刀盘(8)上装有带有缓冲阻尼(23)的滚刀(20)。

4.根据权利要求2或3所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的吸渣系统包括同轴心套装在破岩大刀盘固定套装件(31)和破岩大刀盘(8)内部的转动吸渣口(30)，转动吸渣口(30)的顶端通过出渣管活接(25)与出渣主管(28)连接，出渣主管(28)上端连接有出渣软管(29)，出渣主管(28)侧壁上设有多个风机。

5.根据权利要求4所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的出渣主管(28)侧壁上从上到下依次设置有一级风机(12)、二级风机(15)和三级风机(17)。

6.根据权利要求4所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的出渣软管(29)上还设置有粉尘过滤装置。

7.根据权利要求4所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的转动吸渣口(30)形状为“L”型，“L”型转动吸渣口(30)水平部分长度与破岩大刀盘(8)的半径相同，且与破岩大刀盘(8)位于同一水平面。

8.根据权利要求2所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的岩石成孔机主机壳体侧壁上还设置有多个调控轮(4)，多个调控轮(4)上分别连接有液压臂(11)，多个液压臂(11)还与液压主泵(27)和PLC智能控制系统(14)相连，岩石成孔机主机壳体内部还设置有用于测量岩石成孔机主机垂直度的陀螺仪，所述的陀螺仪与主控电脑(7)相连。

9.根据权利要求2所述的岩石桩基成孔设备，其特征在于，所述的岩石成孔机主机壳体中还设置有检测有毒气体的气体探头和对有毒气体进行报警的报警器，所述报警器还与PLC智能控制系统(14)相连，所述的气体探头与主控电脑(7)相连。

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