CN107288171B - 钻撑一体式竖井成孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻撑一体式竖井成孔装置，包括台架总成、掘进装置和出渣装置，台架总成设置在竖井孔上方，掘进装置与所述台架总成连接并用于竖向掘进成孔，出渣装置与所述掘进装置连接，出渣装置包括沿竖直方向置于竖井孔内的出渣筒和安装在出渣筒内用于提升土渣的提升机构；钻撑一体式竖井成孔装置还包括用于随掘进深度铺设在竖井孔孔壁上以形成支撑的支撑块和以可上下移动的方式设置于所述出渣筒外侧用于输送支撑块的组成块体的运输装置，运输装置沿出渣筒外侧周向设置至少一个；使用方便，既可钻孔，又可快速完成孔壁支撑，可替代现有的各类钻孔桩及人工挖孔桩施工方式，避免了钻孔过程中孔壁坍塌等问题带来的人身安全及财产的损失等问题。

Description

钻撑一体式竖井成孔装置

技术领域

本发明涉及建筑桩基装置领域，特别涉及一种钻撑一体式竖井成孔装置。

背景技术

现阶段，建筑桩基工程多采用机械钻孔或人工挖孔，成孔机械有旋挖钻机、冲击钻机、回旋钻机等，上述钻机无论是否采取护壁，都无法壁免孔壁坍塌，造成经济损失，采用人工挖孔，因孔壁坍塌原因可能引起安全事故，造成人身及财产的损失。且现有机械多以圆形孔为主，若为矩形孔，现有机械无法成孔，因此，需研制开发一种可钻设矩形孔，同时为确保安全，研发一种钻孔支撑同步一体式装置及施工方法已显得非常必要而紧迫。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种钻撑一体式竖井成孔装置，使用方便，既可钻孔，又可快速完成孔壁支撑。

本发明的钻撑一体式竖井成孔装置，包括台架总成、掘进装置和出渣装置，台架总成设置在竖井孔上方，掘进装置与台架总成连接并用于竖向掘进成孔，出渣装置与掘进装置连接，出渣装置包括沿竖直方向置于竖井孔内的出渣筒和安装在出渣筒内用于提升土渣的提升机构；

钻撑一体式竖井成孔装置还包括用于随掘进深度铺设在竖井孔孔壁上以形成支撑的支撑块和以可上下移动的方式设置于出渣筒外侧用于输送支撑块的组成块体的运输装置，运输装置沿出渣筒外侧周向设置至少一个；

掘进装置包括掘进单元、设置在掘进单元上方的承压土仓和设置在承压土仓顶部外侧并用于与已铺设支撑块的最下端形成顶升配合为掘进单元提供前进动力的顶升装置，出渣筒与承压土仓连通，提升机构最下端位于承压土仓内部。

进一步，运输装置包括沿出渣筒外侧行走的行走单元和用于固定支撑块的组成块体并可沿竖井孔的径向进行伸缩的伸缩臂。

进一步，伸缩臂包括液压伸缩缸、与液压伸缩缸的活塞杆连接的支撑架和设置在支撑架上并用于安装支撑块的组成块体的连接件。

进一步，行走单元包括行走架和设置在行走架上的驱动单元，驱动单元包括固定于行走架上设置的驱动电机和与驱动电机的动力输出轴传动连接的驱动齿轮，出渣筒的外侧对应每一运输装置沿竖向设置有一个行走轨道，行走轨道上还对应设置有用于与驱动齿轮配合的行走齿条。

进一步，出渣筒的下部与承压土仓的顶面固定连接，提升机构为带有螺旋叶片的螺旋轴。

进一步，台架总成包括底盘、设置在底盘上的机架和设置在机架上用于驱动提升机构工作的驱动装置；还包括滑轮提升装置，滑轮提升装置包括卷扬机、滑轮组和缠绕在滑轮组上由卷扬机驱动并与承压土仓连接的钢索，钢索对应承压土仓的顶面周向设置多个。

进一步，出渣筒的最上端形成有卸渣料斗，钻撑一体式竖井成孔装置还包括对应卸渣料斗设置并用于将渣土输出的渣土传输履带机构。

进一步，掘进单元包括掘进转盘、设置在掘进转盘上的切削/和滚动刀具和用于驱动掘进转盘整体转动的驱动单元。

本发明的有益效果：本发明的钻撑一体式竖井成孔装置，使用方便，既可钻孔，又可快速完成孔壁支撑，可替代现有的各类钻孔桩及人工挖孔桩施工方式，避免了钻孔过程中孔壁坍塌等问题带来的人身安全及财产的损失等问题；同时，本装置既可钻设圆形井孔，又可钻设椭圆孔及矩形孔，可有效解决现有机械无法钻设矩形井孔的问题，随着超高层建筑及椭圆形、矩形桩孔的需求，该装置将会有广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明整体整体结构示意图；

图2为本发明中的运输装置与出渣筒的配合结构示意图；

图3为本发明中的运输装置结构示意图；

图4为本发明中的支撑块结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明整体整体结构示意图，图2为本发明中的运输装置与出渣筒的配合结构示意图，图3为本发明中的运输装置结构示意图，图4为本发明中的支撑块结构示意图，如图所示：本实施例的钻撑一体式竖井成孔装置，包括台架总成、掘进装置和出渣装置，台架总成设置在竖井孔1上方，掘进装置与台架总成连接并用于竖向掘进成孔，出渣装置与掘进装置连接，出渣装置包括沿竖直方向置于竖井孔1内的出渣筒2和安装在出渣筒2内用于提升土渣的提升机构3；

钻撑一体式竖井成孔装置还包括用于随掘进深度铺设在竖井孔1孔壁上以形成支撑的支撑块4和以可上下移动的方式设置于出渣筒2外侧用于输送支撑块4的组成块体4-1的运输装置5，运输装置5沿出渣筒2外侧周向设置至少一个；运输装置5的数目根据竖井孔1的形状进行设置，当竖井孔1为方形时，运输装置5在出渣筒2的外侧周向对应竖井孔1的每一侧侧壁设置一个，另外，支撑块4的形状与竖井孔1的形状相适应，当为方形竖井孔1时，支撑块4整体同样为方形框架，通过四块组成块体4-1共同连接形成，多个支撑块4在竖向方向上形成对竖井孔1支撑的支撑壁，且支撑壁随着掘进的深度逐渐加深支撑壁的支撑块4逐渐增加，在进行支撑块4安装时，通过设置的四个运输装置5将支撑块4的四个组成块体4-1输送到指定位置，然后通过人工方式将四个组成块体4-1形成两两连接，从而构成单一的支撑块4结构，并支撑块4可与在上的已在前铺设的支撑块4间形成连接从而共同构成支撑壁；

掘进装置包括掘进单元6、设置在掘进单元6上方的承压土仓7和设置在承压土仓7顶部外侧并用于与已铺设支撑块4的最下端形成顶升配合为掘进单元6提供前进动力的顶升装置8，出渣筒2与承压土仓7连通，提升机构3最下端位于承压土仓7内部；其中，掘进装置通过卷扬机及钢绞线连接在台架总成上，在进行作业时，掘进装置正对孔位，然后掘进装置进行工作向下切削土层，切削土层形成的渣土进入承压土仓7，之后，出渣装置的提升机构3工作将土渣自下而上提升出竖井孔1，完成一支撑段后，安装井壁支撑块4，再向下循环转进；在支撑块4安装后，掘进装置通过设置在承压土仓7顶部的顶升装置8提供前进的动力，顶升装置8为液压千斤顶，顶升装置8可在承压土仓7的顶部外侧设置多个，在掘进转盘工作时，液压千斤顶的上端顶靠在支撑壁位于最下端的支撑块4底部，液压千斤顶的活塞杆与承压土仓7连接。

本实施例中，运输装置5包括沿出渣筒2外侧行走的行走单元和用于固定支撑块4的组成块体4-1并可沿竖井孔1的径向进行伸缩的伸缩臂；伸缩臂包括液压伸缩缸9、与液压伸缩缸9的活塞杆连接的支撑架10和设置在支撑架10上并用于安装支撑块4的组成块体4-1的连接件11；在进行支撑块4输送时，支撑块4的组成块体4-1固定在连接件11上，连接件11为螺杆或固定柱形式，连接件11与组成块体4-1形成连接，然后行走单元沿出渣筒2的外侧向下移动，当移动至安装位时，通过液压伸缩缸9向外伸出使得组成块体4-1支撑在竖井孔1的孔壁时并形成紧紧抵压，此时再通过人工将一个支撑块4的四个组成块体4-1形成连接，可通过焊接或角钢4-2连接；另外，支撑架10用于与组成块体4-1形成支撑抵靠，支撑架10为四方框架结构，连接件11设置在支撑架10外侧的斜支撑杆的交点处，且液压伸缩杆的活塞杆与支撑架10连接，此外，在支撑架10和行走单元之间还设置有伸缩铰接架，伸缩铰接架为并列伸缩液压缸两侧设置的两铰接架体12，每一铰接架体的一端与行走单元固定连接，另一端与支撑架10固定连接。

本实施例中，行走单元包括行走架13和设置在行走架13上的驱动单元，驱动单元包括固定于行走架13上设置的驱动电机14和与驱动电机14的动力输出轴传动连接的驱动齿轮15，出渣筒2的外侧对应每一运输装置5沿竖向设置有一个行走轨道16，行走轨道上还对应设置有用于与驱动齿轮配合的行走齿条17；其中，行走轨道为工字形结构，在行走轨道的两侧形成两个单一的行走单轨18，行走齿条设置在行走轨道外侧并位于两单一行走单轨18之间，行走架13包括架体和在架体上对应每一行走单轨设置一个行走轮19，行走架13上设置驱动电机，驱动电机驱动驱动齿轮沿行走轨道上设置的行走齿条行走，从而实现运输装置5的整体行走，且驱动电机为具有自锁功能的电机，可具有自锁功能，不但对行走架13的行走具有精确定位作用，而且可以防止坠落。

本实施例中，出渣筒2的下部与承压土仓7的顶面固定连接，提升机构3为带有螺旋叶片的螺旋轴；其中，出渣筒2和螺旋轴均为可分段连接结构，根据掘进深度，可增加段数进行拼装，从而保证工作要求；在完成全部掘进后，可通过人工拆卸，以方便掘进装置的提升。

本实施例中，台架总成包括底盘20、设置在底盘20上的机架21和设置在机架21上用于驱动提升机构3工作的驱动装置22；还包括滑轮提升装置，滑轮提升装置包括卷扬机23、滑轮组24和缠绕在滑轮组24上由卷扬机23驱动并与承压土仓连接的钢索25，钢索25对应承压土仓的顶面周向设置多个；其中，在工作时，底盘20横跨竖井孔1设置，底盘20的底部设置有行走轮以方便台架总成整体行走，机架21为四方框架结构，用于驱动提升机构3的驱动装置同样为驱动电机，另外，通过钢索和卷扬机实现掘进装置整体的上升或下降。

本实施例中，出渣筒2的最上端形成有卸渣料斗26，钻撑一体式竖井成孔装置还包括对应卸渣料斗26设置并用于将渣土输出的渣土传输履带机构；卸渣料斗26对应传输履带位置设有卸料孔，卸渣料斗26边缘对应卸料孔设有挡土板，用于将渣土倾卸到传输带上；另外，渣土传输履带机构包括传输履带27和支架28，支架可设置在底盘20上，也可为单独设置的行走轮；在竖井孔1外可设置用于装渣的小车29。

本实施例中，掘进单元6包括掘进转盘、设置在掘进转盘上的切削/和滚动刀具和用于驱动掘进转盘整体转动的驱动单元；其中，掘进转盘与承压土仓7连接形成一体，在掘进转盘的上部端面开设有进渣孔，以方便钻渣进入承压土仓7，承压土仓7的上侧面中部开孔，用于安设提升机构3，另外，驱动单元包括驱动电机和驱动轴，驱动轴固定在掘进转盘中间位置，通过驱动电机的工作驱动掘进转盘工作。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种钻撑一体式竖井成孔装置，其特征在于：包括台架总成、掘进装置和出渣装置，所述台架总成设置在竖井孔上方，所述掘进装置与所述台架总成连接并用于竖向掘进成孔，所述出渣装置与所述掘进装置连接，所述出渣装置包括沿竖直方向置于竖井孔内的出渣筒和安装在出渣筒内用于提升土渣的提升机构；

所述钻撑一体式竖井成孔装置还包括用于随掘进深度铺设在竖井孔孔壁上以形成支撑的支撑块和以可上下移动的方式设置于所述出渣筒外侧用于输送支撑块的组成块体的运输装置，所述运输装置沿出渣筒外侧周向设置至少一个；

所述掘进装置包括掘进单元、设置在掘进单元上方的承压土仓和设置在承压土仓顶部外侧并用于与已铺设支撑块的最下端形成顶升配合为掘进单元提供前进动力的顶升装置，所述出渣筒与所述承压土仓连通，所述提升机构最下端位于所述承压土仓内部；

所述运输装置包括沿出渣筒外侧行走的行走单元和用于固定支撑块的组成块体并可沿竖井孔的径向进行伸缩的伸缩臂；

所述出渣筒的下部与承压土仓的顶面固定连接，所述提升机构为带有螺旋叶片的螺旋轴。

2.根据权利要求1所述的钻撑一体式竖井成孔装置，其特征在于：所述伸缩臂包括液压伸缩缸、与液压伸缩缸的活塞杆连接的支撑架和设置在支撑架上并用于安装支撑块的组成块体的连接件。

3.根据权利要求1所述的钻撑一体式竖井成孔装置，其特征在于：所述行走单元包括行走架和设置在行走架上的驱动单元，所述驱动单元包括固定于行走架上设置的驱动电机和与驱动电机的动力输出轴传动连接的驱动齿轮，所述出渣筒的外侧对应每一运输装置沿竖向设置有一个行走轨道，所述行走轨道上还对应设置有用于与驱动齿轮配合的行走齿条。

4.根据权利要求1所述的钻撑一体式竖井成孔装置，其特征在于：所述台架总成包括底盘、设置在底盘上的机架和设置在机架上用于驱动提升机构工作的驱动装置；还包括滑轮提升装置，所述滑轮提升装置包括卷扬机、滑轮组和缠绕在滑轮组上由卷扬机驱动并与承压土仓连接的钢索，所述钢索对应承压土仓的顶面周向设置多个。

5.根据权利要求4所述的钻撑一体式竖井成孔装置，其特征在于：所述出渣筒的最上端形成有卸渣料斗，所述钻撑一体式竖井成孔装置还包括对应卸渣料斗设置并用于将渣土输出的渣土传输履带机构。

6.根据权利要求1所述的钻撑一体式竖井成孔装置，其特征在于：所述掘进单元包括掘进转盘、设置在掘进转盘上的切削/和滚动刀具和用于驱动掘进转盘整体转动的驱动单元。

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