CN107762400B - 地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机 - Google Patents
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Abstract
一种地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，包括行走机构、与行走结构连接的钻进机构，钻进机构包括T形龙门架、伸缩钻杆、动力头、钻头、滑块、外套，龙门架包括相互连接的横梁、纵梁，伸缩钻杆上端套设于动力头内，动力头固接于外套下部并带动伸缩钻杆旋转，外套上端滑动设置在纵梁上，钻头与滑块可拆卸地连接，滑块与龙门架的立柱配合实现上下滑动。本发明前后位移式低净空钻机在高度受限的状态下，通过钻杆在龙门架纵梁上前移或者后移来腾出空间高度，使钻头得以离开地面，实现取土、卸土，在地下有限的高度内实现钻深30米以上、钻径0.5‑2米。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通建设、隧道建设、城市管廊建设等地下工程施工领域，具体涉及一种地下工程桩基础成孔用前后位移式低净空钻机。
背景技术
现有轨道交通、地铁施工、隧道内施工、城市管廊建设等地下工程施工时存在一个非常大的难题：洞桩施工，即在洞内向地下打桩。国内桩工生产企业没有一款设备可以在洞内向下打桩的钻机，关键的阻碍在于高度的限制。国内洞桩施工的需求通常都在高度为4.5米以下，桩深需要达到10-30米，桩径要求1-1.8米。国外目前推出的钻机设计思路局限，不能满足国内地下工程对桩径、桩深的要求，比如意大利迈特公司推出的两款钻机，其中一款高度为5.4米，钻深仅有16米，钻径仅为0.8米；另一款高度为3.8米，钻深仅有11米，钻径仅为0.6米，并且两款钻机价格昂贵，高达数百万人民币。
有鉴于此，本发明人基于多年的实践经验及专业知识，并配合学理的应用，以期创设一种新型的前后位移式低净空钻机，能够满足目前地下工程桩基础成孔的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，所要解决的技术问题是使其在地下4.5米(不限于此)高度限制下，在洞内或桥梁、房屋等低净空状态下，向下钻进深度达到30米以上，钻孔直径达到0.5-2米，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种前后位移式低净空钻机，包括行走机构、与行走结构连接的钻进机构1，该钻进机构1包括T形龙门架11、伸缩钻杆12、动力头13、钻头14、滑块15、外套16，该龙门架11包括相互连接的横梁111、纵梁112，伸缩钻杆12上端套设于动力头13内，动力头13固接于外套16下部并带动伸缩钻杆12旋转，外套16上端滑动设置在纵梁112上，钻头14与滑块15可拆卸地连接，滑块15与龙门架11的立柱配合实现上下滑动。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来进一步实现。
前述的前后位移式低净空钻机，所述行走机构采用轮式或履带式或步履式。
前述的前后位移式低净空钻机，所述外套16沿纵梁112的滑动通过液压缸驱动或机械驱动或气压驱动实现。
前述的前后位移式低净空钻机，所述伸缩钻杆12的内管通过钢丝绳2由卷扬机3驱动实现升降。
前述的前后位移式低净空钻机，所述纵梁112设置于横梁111后方，伸缩钻杆12位于钻头14后方。
前述的前后位移式低净空钻机，所述纵梁112设置于横梁111前方，伸缩钻杆12位于钻头14前方。
前述的前后位移式低净空钻机，所述钻头14通过滑块15下滑至龙门架11立柱的下部时，外套16带动动力头13、伸缩钻杆12沿纵梁112滑动至钻头14上方，伸缩钻杆12的内管下端与钻头14可拆卸地连接；滑块15与钻头14断开。
前述的前后位移式低净空钻机，所述动力头13通过管线与行走机构上的动力站连接，驱动动力头13进行正反向旋转。
借由上述技术方案，本发明提出的前后位移式低净空钻机在高度受限的状态下，通过钻杆在龙门架纵梁上前移或者后移来腾出空间高度，使钻头得以离开地面，实现取土、卸土，在地下有限的高度内实现钻深30米以上、钻径0.5-2米。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1A至1B是本发明前后位移式低净空钻机的钻进示意图。
图1C是本发明前后位移式低净空钻机的卸土示意图。
1：钻进机构 2：钢丝绳
3：卷扬机 A：地面
11：龙门架 111：横梁
112：纵梁 12：伸缩钻杆
13：动力头 14：钻头
15：滑块 16：外套
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的前后位移式低净空钻机其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1A至图1C，本发明前后位移式低净空钻机包括行走机构(图未绘示)、与行走结构连接的钻进机构1，该钻进机构1包括T形龙门架11、伸缩钻杆12、动力头13、钻头14、滑块15、外套16，该龙门架11包括相互连接的横梁111、纵梁112，伸缩钻杆12上端套设于动力头13内，动力头13固接于外套16下部并带动伸缩钻杆12旋转，外套16上端滑动设置在纵梁112上，钻头14与滑块15可拆卸地连接，滑块15与龙门架11的立柱配合实现上下滑动。
进一步的，该行走机构采用轮式或履带式或步履式，但本发明不限于此，使用者可根据地质条件来选择其他方式。
进一步的，外套16沿纵梁112的滑动是通过液压缸驱动来实现，但本发明不限于此，使用者也可选择机械驱动、气压驱动等其他方式。
进一步的，伸缩钻杆12的内管上端通过钢丝绳2与卷扬机3连接，由卷扬机3驱动实现内管的提升或下放。
进一步的，该龙门架11的纵梁112位于横梁111后方(或前方)，进而该伸缩钻杆12、动力头13位于钻头14的后方(或前方)。当钻头14借由滑块15的辅助下滑至龙门架11立柱的下部，并没入预先挖好的孔内时，外套16带动动力头13、伸缩钻杆12沿着龙门架11的纵梁112前移(或后移)至钻头14上端，先将伸缩钻杆12内管下端与钻头14上端可拆卸地连接，再将钻头14与滑块15断开，滑块15上滑至初始位置，启动动力头13带动伸缩钻杆12、钻头14旋转钻进。
进一步的，该钻头14可采用扩孔钻头、旋挖钻头，但本发明不限于此，使用者可根据地质条件来选择其他钻头。
进一步的，该动力头13通过管线与行走机构上的动力站连接，驱动动力头13进行正反向旋转，可为液压驱动、气压驱动、机械驱动，本发明不限于此。
本发明前后位移式低净空钻机的工作原理如下：
首先将钻机借由行走机构开至施工区域，依据地理条件及成孔位置开始组装钻进机构1，将龙门架11的纵梁112设置于横梁111的前方(或后方)，再将外套16上端滑动设置于纵梁112上，钻头14通过滑块15滑动设置在支撑横梁111的立柱上。然后先挖出一个跟钻头14高度相近的孔，钻头14在滑块15的辅助下沿龙门架11的立柱下滑，并没入该孔内。此时外套16带动动力头13、伸缩钻杆12沿龙门架11的纵梁112后移(或前移)至钻头14上方，将伸缩钻杆12内管下端与钻头14上端可拆卸地连接，再将钻头14与滑块15断开，滑块15上滑至初始位置。然后启动动力头13，带动伸缩钻杆12、钻头14向更深处旋转钻进。
请参阅图1C，卸土时只需启动卷扬机3，通过钢丝绳2将伸缩钻杆12内管、钻头14提至接近地面A，先将钻头14与滑块15连接，再将伸缩钻杆12内管下端与钻头14断开，外套16带动动力头13、伸缩钻杆12前移(或后移)至非桩孔区域，为钻头14让出空间，钻头14通过滑块15沿龙门架11的立柱上滑至地面A以上进行卸土。卸土完成后钻头14通过滑块15沿龙门架11的立柱下滑至桩孔内，外套16带动动力头13、伸缩钻杆12后移(或前移)至桩孔区域，先将伸缩钻杆12内管下端与钻头14连接，再将钻头14与滑块15断开，启动动力头13继续进行钻进。
本发明提出的前后位移式低净空钻机已成功应用在北京地铁十六号线等多个城市的地下工程施工中，并且钻深能够达到30米以上，钻径能够达到0.5米以上2米以内，适合国内外市场需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本发明所属领域的技术人员来说，凡是利用本发明说明书及附图内容所作出的改进，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，其特征在于：包括行走机构、与行走结构连接的钻进机构(1)，该钻进机构(1)包括T形龙门架(11)、伸缩钻杆(12)、动力头(13)、钻头(14)、滑块(15)、外套(16)，龙门架(11)包括相互连接的横梁(111)、纵梁(112)，伸缩钻杆(12)上端套设于动力头(13)内，动力头(13)固接于外套(16)下部并带动伸缩钻杆(12)旋转，外套(16)上端滑动设置在纵梁(112)上，钻头(14)与滑块(15)可拆卸地连接，滑块(15)与龙门架(11)的立柱配合实现上下滑动；
钻进作业前先挖出一个孔，而后钻头(14)在滑块(15)的辅助下沿龙门架的立柱下滑并没入该孔内；然后外套(16)带动动力头(13)、伸缩钻杆(12)沿龙门架的纵梁移动至钻头(14)上方；再然后将伸缩钻杆的内管下端与钻头上端可拆卸地连接，并将钻头(14)与滑块(15)断开连接；再然后启动动力头，通过伸缩钻杆带动钻头开始钻进；
卸土作业时先将伸缩钻杆(12)、钻头(14)提至接近地面(A)；再然后先将钻头与滑块(15)连接，并将伸缩钻杆的内管下端与钻头断开连接；再然后外套(16)带动动力头、伸缩钻杆沿龙门架的纵梁反向移动至非桩孔区域；再然后钻头通过滑块沿龙门架的立柱上滑至地面(A)以上进行卸土。
2.根据权利要求1所述的地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，其特征在于：所述行走机构采用轮式或履带式或步履式。
3.根据权利要求1所述的地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，其特征在于：所述外套(16)沿纵梁(112)的滑动通过液压缸驱动或机械驱动或气压驱动实现。
4.根据权利要求1所述的地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，其特征在于：所述伸缩钻杆(12)的内管通过钢丝绳(2)由卷扬机(3)驱动实现升降。
5.根据权利要求1所述的地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，其特征在于：所述纵梁(112)设置于横梁(111)后方，伸缩钻杆(12)位于钻头(14)后方。
6.根据权利要求1所述的地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，其特征在于：所述纵梁(112)设置于横梁(111)前方，伸缩钻杆(12)位于钻头(14)前方。
7.根据权利要求1所述的地下工程洞桩施工用前后位移式低净空钻机，其特征在于：所述动力头(13)通过管线与行走机构上的动力站连接，驱动动力头(13)进行正反向旋转。
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