CN106761399B - 一种多功能钻机及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能钻机及其施工方法,所述多功能钻机包括电控系统、后台液压动力系统、执行系统三部分,其中电控系统包括遥控器(17)、仪表台(20)和检测垂直度控制器(23);后台液压动力系统提供整套设备的液压动力和电控动力;执行系统包括导流器(1)、动力头(2)、夹持器(3)、推进架(4)、液压马达(5)、推进架液压缸(6)、旋转控制箱(7)、变幅液压缸(8)、履带(9)、后直腿(10)、前直腿(11)、控制手柄(12)、阀门(13)、喷头(14)、钻杆(15)、钻头(16)、齿轮(21)、链条(22)、提升液压缸(24)。本发明能改善工人作业环境,多功能钻机设备可以在狭小作业空间内作业,设备性能大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能钻机,主要用于地下小空间、地铁导洞、小型作业空间的支护、桩基、锚杆、帷幕、引孔的施工。现以高压旋喷工艺举例说明,传统小型作业空间施工由于空间有限,均采用人工做作业,导致施工现场环境差,工人施工困难,现有技术在地下小空间孔洞中人工操作存在一定危险性,施工效率低下的问题,研发一种新型多功能钻机。
背景技术
随着我国工程建设和社会经济的发展,小型作业空间的施工在城市中存在重要作用,小型作业空间中的施工需求量日益增加,传统小型作业空间施工采用人工作业,设备体积大,无法满足设计需求,且危险性和人工费较高,孔内作业环境恶劣,安装进度缓慢,施工空间受限,传统设备体积较大,无法达到设计需求,为解决以上问题,研发一种新型多功能钻机。多功能钻机体积小,占地面积小,可在狭小空间任意角度旋转,解决大型设备无法在狭小空间作业的问题,采用机械化生产降低施工成本,安全可靠,取消传统人工施工。
根据我国目前的施工情况,传统的小型作业空间采用人工作业。新发明可以解决现有技术施工困难的问题,可节约人力,经济和时间成本。
发明内容
此项研发的项目克服了传统设备占地面积大,无法满足设计要求,设备不灵活,人工费较高,施工质量无法保证的问题。本发明的多功能钻机使施工变得简单,节约造价。此研发项目改善工人作业环境,多功能钻机可以在狭小作业空间内作业,设备性能大幅提高,对改善工人施工环境有积极意义。多功能钻机后台为双高压设计,增大了旋喷的压力,旋喷直径可达3m以上,多功能钻机可采用单重管法、双重管法、三重管法,提高了破坏土体的能力,使土体与水泥浆搅拌更加均匀,旋喷效果更理想,并增加了导流器装置,在动力头上起到过度作用,旋喷角度可0-360度任意角度调整,可实现旋喷、摆喷和定向喷射的任意转换,提高了工作效率,增加了远程遥控系统,避免了工作人员近距离操作产生的危险。本多功能钻机采用液压系统与执行系统分离的设计,使设备更加小巧灵活,履带底盘可根据现场需求伸缩,适应各种工作环境,动力头可在滑槽内左右移动,方便施工,推进架可根据施工现场的情况调整长度,满足各种工况的需求,动力头在推进架上的传动路径为:液压马达—齿轮—链条—动力头。而传统动力头采用液压缸传动,不能合理利用空间,产生一定的浪费,多功能钻机的推进架前端增加了旋转控制箱,并采用蜗杆传动,可以控制钻头的工作方向,后台采用油电双驱动的设计,可接外接电源,也可用自带柴油机工作,方便在没有外接电源的情况下自行工作,多功能钻机含有检测垂直度的电脑控制系统,可根据显示器上的参数调整钻杆的方向,保证施工质量。
为达到上述发明目的,本发明的技术方案如下:
一种多功能钻机,主要用于地下小空间、地铁导洞、小型作业空间的支护、桩基、锚杆、帷幕、引孔的施工的设备,包括电控系统、后台液压动力系统、执行系统三部分,其中电控系统包括遥控器17、仪表台20和检测垂直度控制器23;后台液压动力系统提供整套设备的液压动力和电控动力;执行系统包括导流器1、动力头2、夹持器3、推进架4、液压马达5、推进架液压缸6、旋转控制箱7、变幅液压缸8、履带9、后直腿10、前直腿11、控制手柄12、阀门13、喷头14、钻杆15、钻头16、齿轮21、链条22、提升液压缸24。将多功能钻机的电控箱中的输电线与现场的电源相连接,当现场没有外接电源时,可采用设备后台自带的柴油机工作,合上总开关,启动电源,电机运转,后台液压动力系统输出液压动力,多功能钻机通过履带行走系统移动到指定位置,前后支腿支撑在地面上,使整个设备固定,无法移动,保证施工的精度。液压缸带动推进架移动,旋转控制箱移动推进架调整角度,将推进架调整到指定位置,夹持器导正钻杆,保证钻杆钻孔精度。启动动力头使钻杆旋转,启动液压马达,液压马达旋转使齿轮旋转,齿轮带动链条将钻杆压入土层,启动空压机和高压注浆泵,切割土层,钻杆开始钻进至设计孔深,增大空压机和注浆泵的工作压力,钻杆开始旋喷提升,旋喷提升至设计桩顶停止,多功能钻机拔出钻杆移位下个孔位。施工过程均可使用遥控器完成,工作人员可远程操作,保证了人员的安全,后台液压动力系统提供设备的动力需求。
本发明还提供了多功能钻机在小型作业空间中的施工方法,包括以下步骤:步骤一,查看地层土质,对场地进行勘测,对土层分析,确定旋喷深度,设计施工方案;
步骤二,根据设计图纸中的旋喷位置,确定设备位置,调整施工设备;
步骤三,启动电源,电机运转,液压系统开始工作,将液压固定支腿与地面紧密接触,使整个设备固定,施工精度更加精确,液压缸带动推进架移动,旋转控制箱移动推进架调整角度将推进架调整到指定位置,夹持器导正钻杆,保证钻杆钻孔精度。启动动力头使钻杆旋转,启动液压马达将钻杆压入土层,启动动力头上的液压马达,动力头带动钻杆旋转。
步骤四,后台液压系统将水泥浆、水和压缩空气加压,启动注浆泵开始供浆,启动空压机喷出高压气体,切割土层,钻杆开始钻进至设计孔深,增大空压机和注浆泵的工作压力,钻杆开始旋喷提升,旋喷提升至设计桩顶停止提升,多功能钻机拔出钻杆移位下个孔位。
本发明解决了地下小空间桩基施工存在的技术难题,本发明取得的有益效果如下:
1、取消了工作人员近距离操作,使用遥控器远程控制,保证了工作人员的人身安全。
2、后台液压系统与执行系统分离,分离距离可达100m,使设备更加小巧,灵活,可进入宽度大于等于90cm的入口。解决大型设备无法在狭小空间作业及噪音的问题。
3、采用双高压喷头,使旋喷射程更远。
4、后台液压系统采用油、电双驱动的设计,可接外接电源,也可用自带柴油机工作,方便在没有外接电源的情况下自行工作。
5、履带底盘上装有液压缸,可使履带内外伸缩,即可达到进入狭小空间的目的,又可以适应不同的施工现场。
6、通过液压缸带动推进架,可以任意的变换角度,满足各种工况需求。
7、多功能钻机可采用单重管法、双重管法、三重管法,提高了破坏土体的能力,使土体与水泥浆搅拌均匀,旋喷效果更理想。
8、旋喷角度可0-360度任意调整,实现旋喷、摆喷、定喷的任意转换,方便施工。
9、钻杆上加设有潜孔锤,方便遇到坚硬土层的施工。
10、动力头可在滑槽内左右移动,方便施工。
11、推进架可根据施工现场的情况调整长度,满足各种工况的需求。
12、动力头在推进架上的传动路径为:液压马达—齿轮—链条—动力头。而传统动力头采用液压缸传动,不能合理利用空间,产生一定的浪费。
13、多功能钻机加设有旋转控制箱,旋转控制箱采用蜗杆传动,可以控制推进架的工作方向。
14、多功能钻机含有检测垂直度的电脑控制系统,根据显示器上的参数调整推进架的方向,保证施工质量。
附图说明
图1 是多功能钻杆施工示意图;
图2 是后台液压动力系统示意图;
图3 是多功能钻杆剖视图;
附图中数字所表示的相应部件名称:
1、导流器;2、动力头;3、夹持器;4、推进架;5、液压马达;
6、推进架液压缸;7、旋转控制箱;8、变幅液压缸;9、履带; 10、后直腿;11、前直腿;12、控制手柄;13、阀门;14、喷头;15、钻杆;16、钻头;17、遥控器;18、后台液压动力系统;19、垂直度显示器;20、仪表台;21、齿轮;22、链条;23、检测垂直度控制器; 24、提升液压缸。
具体实施方式
下面结合实施例中的附图,对本发明的技术方案进行示例性的描述,但本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
一种多功能钻机,是地下小空间中桩基之间的旋喷、摆喷、定喷设备,包括电控系统、液压系统、执行系统三部分。
电控系统包括遥控器17、仪表台20和检测垂直度控制器23;
液压系统提供整套设备的液压动力和电控动力;
执行系统包括导流器1、动力头2、夹持器3、推进架4、液压马达5、推进架液压缸6、旋转控制箱7、变幅液压缸8、履带9、后直腿 10、前直腿11、控制手柄12、阀门13、喷头14、钻杆15、钻头16、齿轮21、链条22、提升液压缸24。执行系统可以完成施工中所需要的各种机械动作。
使用多功能钻机在地下小空间中的施工方法,包括以下步骤:
步骤一,查看地层土质,对场地进行勘测,对土层分析,确定旋喷深度、角度及旋喷直径,设计施工方案;
步骤二,根据设计图纸中的旋喷指定位置,确定设备位置,调整施工设备;
步骤三,启动电控系统,电机运转,后台液压动力系统开始工作,将液压固定支腿与地面紧密接触,使整个设备固定,施工精度更加精确,推进架液压缸6带动推进架4移动,将推进架调整到指定位置,夹持器3导正钻杆15,保证钻杆15钻孔精度,启动动力头2上的液压马达,动力头2带动钻杆15使钻杆旋转,液压马达旋转通过链条传动将钻杆15压入土层;
步骤四,后台液压系统将水泥浆、水和压缩空气加压,启动注浆泵开始供浆,启动空压机喷出高压气体,切割土层,旋喷钻机开始钻进至设计孔深,增大空压机和注浆泵的工作压力,旋喷钻机开始旋喷提升,旋喷提升至设计桩顶停止提升,旋喷钻机拔出钻杆移位至下个孔位。
Claims (10)
1.一种多功能钻机,包括电控系统、后台液压动力系统、执行系统三部分,其中电控系统包括遥控器(17)、仪表台(20)和检测垂直度控制器(23),所述遥控器(17)用于远程控制;后台液压动力系统包括空压机和注浆泵,提供整套设备的液压动力和电控动力,且后台液压动力系统与执行系统分离;
执行系统包括导流器(1)、动力头(2)、夹持器(3)、推进架(4)、液压马达(5)、推进架液压缸(6)、旋转控制箱(7)、变幅液压缸(8)、履带(9)、后直腿(10)、前直腿(11)、控制手柄(12)、阀门(13)、喷头(14)、钻杆(15)、钻头(16)、齿轮(21)、链条(22)、提升液压缸(24);
动力头(2)用于带动钻杆( 15) 旋转,动力头(2)在推进架(4)上的传动路径为:液压马达(5)—齿轮(21)—链条(22)—动力头(2);
旋转控制箱(7)采用蜗杆传动,用于移动推进架(4)调整角度,以控制钻头(16)的工作方向;
履带底盘上装有液压缸,用于控制履带内外伸缩;
推进架液压缸(6)用于带动推进架(4),可以任意的变换角度;
夹持器(3)用于导正钻杆(15)。
2.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:后台液压动力系统与执行系统的分离距离为100m。
3.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:所述喷头(14)采用双高压喷头。
4.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:后台液压动力系统采用油、电双驱动的设计。
5.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:多功能钻机可采用单重管法、双重管法或三重管法。
6.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:钻杆(15)上加设有潜孔锤。
7.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:动力头(2)可在滑槽内左右移动。
8.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:推进架(4)可根据施工现场的情况调整长度。
9.如权利要求1所述的多功能钻机,其特征在于:含有检测垂直度的电脑控制系统,根据显示器上的参数调整钻杆(15)的方向。
10.一种如权利要求1-9任意一所述多功能钻机在地下小空间中的施工方法,包括以下步骤:
步骤一,对土层分析,确定旋喷深度、角度及旋喷直径,设计施工方案;
步骤二,根据设计图纸中的旋喷指定位置,确定设备位置,调整施工设备;
步骤三,启动电控系统,电机运转,后台液压动力系统开始工作,将液压固定支腿与地面紧密接触,使整个设备固定,施工精度更加精确,液压缸带动推进架移动,将推进架调整到指定位置,启动动力头使钻杆旋转,液压马达旋转通过链条传动将钻杆压入土层;
步骤四,启动注浆泵开始供浆,启动空压机喷出高压气体,切割土层,旋喷钻机开始钻进至设计孔深;增大空压机和注浆泵的工作压力,旋喷钻机开始旋喷提升,旋喷提升至设计桩顶停止提升,旋喷钻机拔出钻杆移位下个孔位。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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