CN108797572A - 一种用于dcm船的新型掘进搅拌钻头结构 - Google Patents
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- E02D5/22—Piles
- E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
- E02D5/46—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
Abstract
本发明公开一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，属于掘进搅拌钻头领域，包括钻杆，所述钻杆的底部设有喷浆口，还包括用于破土的前端掘进机构、用于辅助切土的刀片机构，所述前端掘进机构和刀片机构分别固定在钻杆上；所述刀片机构包括安装在钻杆上的若干上层刀片、下层刀片，所述上层刀片、下层刀片与钻杆接触的位置分别设有加强肋，所述上层刀片、下层刀片分别倾斜式固定在钻杆上，下层刀片的底部设有倾斜合金齿；所述前端掘进机构包括安装在钻杆上的掘进端，所述掘进端底部固定有合金齿。本发明的新型掘进搅拌钻头使用效果较好，使用寿命长，搅拌质量好，成桩合格率高，可以应用推广到将来的DCM船施工中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，属于掘进搅拌钻头领域。
背景技术
深层水泥搅拌船(即“Deep Cement Mixing”，简称DCM船)，是应用DCM工法将水泥浆注入软土地基中，并在原位与软土充分搅拌形成水泥土，以使土体得到加固的一种软基改良施工船舶。DCM船舶是典型的高技术含量、高附加值船舶，其集船舶、锚泊定位、深层水泥浆搅拌、智能化施工管理、船舶自动调倾系统等技术于一体，对港口建设、海上机场、海上垃圾堆场等项目具有不可替代的作用。DCM船打桩是通过安装在钻杆前端的掘进钻头成孔，再注入水泥浆，最后利用钻头上的刀片搅拌后成桩。
掘进钻头主要分为几部分：前端掘进机构，主要功能为破土，以保证钻机可以贯入到硬质地层中；刀片机构，倾斜并按适当间距分层布置在钻杆上，用于搅拌水泥浆和地基土；下喷浆口，布置在钻头底部，用于贯入时辅助喷水（辅助破土或改善土质）或贯入喷浆。
常规DCM船的掘进钻头结构缺乏适应性，尤其在遇到复杂地质条件时，无论是贯入能力还是搅拌质量，都会受到影响，其主要是由于掘进部分和刀片的结构形式不适应特殊土层造成的，往往在降低了工效的同时，也提高了不合格成桩的几率。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，能够适应特殊土层，保证工效的同时提高成桩的合格率。
为了实现上述目的，本发明采用的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，包括钻杆，所述钻杆的底部设有喷浆口，还包括用于破土的前端掘进机构、用于辅助切土的刀片机构，所述前端掘进机构和刀片机构分别固定在钻杆上；
所述刀片机构包括安装在钻杆上的若干上层刀片、下层刀片，所述上层刀片、下层刀片与钻杆接触的位置分别设有加强肋，所述上层刀片、下层刀片分别倾斜式固定在钻杆上，下层刀片的底部设有倾斜合金齿；
所述前端掘进机构包括安装在钻杆上的掘进端，所述掘进端底部固定有合金齿。
作为改进，所述上层刀片、下层刀片分别与水平面的倾斜夹角为30°。
作为改进，所述上层刀片、下层刀片分别采用外窄内宽的梯形。
作为改进，所述掘进端包括全螺旋掘进端和半螺旋掘进端，所述全螺旋掘进端和半螺旋掘进端分别位于喷浆口的一侧。
作为改进，所述全螺旋掘进端的下侧焊接有垂直合金齿；
所述半螺旋掘进端的下侧焊接有倾斜合金齿。
作为改进，所述喷浆口上设有防护套管，所述防护套管内设有橡胶板单向阀、加固钢板和限位钢板条，所述橡胶板单向阀、加固钢板和限位钢板条配合组成对开式单向阀。
作为改进，所述防护套管焊接在喷浆口外侧。
作为改进，所述上层刀片和下层刀片分别焊接在钻杆上，所述加强肋焊接在上层刀片和下层刀片的底部。
作为改进，相邻钻杆上的刀片分层、相互错开布置；同一钻杆上的上下层刀片垂直布置。
与现有技术相比，本发明的新型掘进搅拌钻头使用效果较好，使用寿命长，搅拌质量好，成桩合格率高，可以应用推广到将来的DCM船施工中。
附图说明
图1为本发明的实施例一中掘进搅拌钻头的结构示意图；
图2为本发明的实施例二中掘进搅拌钻头的结构示意图；
图3为本发明的实施例中刀片机构的示意图；
图4为本发明的实施例一中前端掘进机构的示意图；
图5为本发明的实施例二中前端掘进机构的示意图；
图6为本发明中喷浆口的结构示意图；
图中：1、钻杆，2、全螺旋掘进端，3、垂直合金齿，4、半螺旋掘进端，5、倾斜合金齿，6、上层刀片，7、加强肋，8、下层刀片，9、喷浆口，10、防护套管，11、加固钢板，12、限位钢板条，13、橡胶板单向阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1、图2所示，一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，包括钻杆1，所述钻杆1的底部设有喷浆口9，还包括用于破土的前端掘进机构、用于辅助切土的刀片机构，所述前端掘进机构和刀片机构分别固定在钻杆1上；
所述刀片机构包括安装在钻杆1上的若干上层刀片6、下层刀片8，所述上层刀片6、下层刀片8与钻杆1接触的位置分别设有加强肋7，所述上层刀片6、下层刀片8分别倾斜式固定在钻杆1上，下层刀片8的底部设有倾斜合金齿5，用于辅助切土，刀片下方焊接加强肋板，防止刀片遇障碍物变形；
所述前端掘进机构包括安装在钻杆1上的掘进端，所述掘进端底部固定有合金齿。
作为实施例的改进，如图3所示，所述上层刀片6、下层刀片8分别采用外窄内宽的梯形；所述上层刀片6、下层刀片8分别与水平面的倾斜夹角为30°，该倾斜度经过试验检验最适合切土和水泥浆搅拌。
作为实施例的改进，如图4和图5所示，所述掘进端包括全螺旋掘进端2和半螺旋掘进端4，所述全螺旋掘进端2和半螺旋掘进端4分别位于喷浆口9的一侧。在功率不变的前提下，可适应不同硬度土层的破土要求；半螺旋适用于软土或粘性土等硬度不高的地质，全螺旋适用于土质较硬，需要增加破土面的地质，两类钻头掘进部位根据适用性不同，安装有不同排列的合金齿，全螺旋合金齿为垂直破土布置，数量较多，半螺旋合金齿为倾斜切土布置，数量相对少一些。
进一步的，所述全螺旋掘进端2的下侧焊接有垂直合金齿3；
所述半螺旋掘进端4的下侧焊接有倾斜合金齿5。结构稳固性高。
作为实施例的改进，如图6所示，所述喷浆口9上设有防护套管10，所述防护套管10内设有橡胶板单向阀13、加固钢板11和限位钢板条12，所述橡胶板单向阀13、加固钢板11和限位钢板条12配合组成对开式单向阀。
作为实施例的改进，所述防护套管10焊接在喷浆口9外侧，可有效避免泥砂进入到喷浆口内堵塞。
作为实施例的改进，所述上层刀片6和下层刀片8分别焊接在钻杆1上，所述加强肋7焊接在上层刀片6和下层刀片8的底部，结构稳固性高，安全性能高。
作为实施例的改进，相邻钻杆1上的刀片分层、相互错开布置；同一钻杆1上的上下层刀片垂直布置，以确保达到最好的切土和搅拌效果。
本发明的新型掘进搅拌钻头结构采用了半螺旋和全螺旋两种形式，在功率不变的前提下，可适应不同硬度土层的破土要求。半螺旋适用于软土或粘性土等硬度不高的地质，全螺旋适用于土质较硬，需要增加破土面的地质，两类钻头掘进部位根据适用性不同，安装有不同排列的合金齿。
本发明的新型掘进搅拌钻头使用效果较好，使用寿命长，搅拌质量好，成桩合格率高，可以应用推广到将来的DCM船施工中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，包括钻杆（1），所述钻杆（1）的底部设有喷浆口（9），其特征在于，还包括用于破土的前端掘进机构、用于辅助切土的刀片机构，所述前端掘进机构和刀片机构分别固定在钻杆（1）上；
所述刀片机构包括安装在钻杆（1）上的若干上层刀片（6）、下层刀片（8），所述上层刀片（6）、下层刀片（8）与钻杆（1）接触的位置分别设有加强肋（7），所述上层刀片（6）、下层刀片（8）分别倾斜式固定在钻杆（1）上，下层刀片（8）的底部设有倾斜合金齿（5）；
所述前端掘进机构包括安装在钻杆（1）上的掘进端，所述掘进端底部固定有合金齿。
2.根据权利要求1所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，所述上层刀片（6）、下层刀片（8）分别与水平面的倾斜夹角为30°。
3.根据权利要求2所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，所述上层刀片（6）、下层刀片（8）分别采用外窄内宽的梯形。
4.根据权利要求1所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，所述掘进端包括全螺旋掘进端（2）和半螺旋掘进端（4），所述全螺旋掘进端（2）和半螺旋掘进端（4）分别位于喷浆口（9）的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，所述全螺旋掘进端（2）的下侧焊接有垂直合金齿（3）；
所述半螺旋掘进端（4）的下侧焊接有倾斜合金齿（5）。
6.根据权利要求1所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，所述喷浆口（9）上设有防护套管（10），所述防护套管（10）内设有橡胶板单向阀（13）、加固钢板（11）和限位钢板条（12），所述橡胶板单向阀（13）、加固钢板（11）和限位钢板条（12）配合组成对开式单向阀。
7.根据权利要求6所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，所述防护套管（10）焊接在喷浆口（9）外侧。
8.根据权利要求1所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，所述上层刀片（6）和下层刀片（8）分别焊接在钻杆（1）上，所述加强肋（7）焊接在上层刀片（6）和下层刀片（8）的底部。
9.根据权利要求1所述的一种用于DCM船的新型掘进搅拌钻头结构，其特征在于，相邻钻杆（1）上的刀片分层、相互错开布置；同一钻杆（1）上的上下层刀片垂直布置。
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