CN110578331A - 一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备 - Google Patents

Abstract

一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，包括钻机(1)、车身架(2)、设置在车身架(2)上的支撑油缸(3)、设置在车身架(2)下方的走行单元(4)、位于车身架(2)和走行单元(4)之间的旋转装置(5)，车身架(2)上还设置有动力单元(6)和控制系统(7)；钻机(1)安装在施工主架(8)上，且钻机(1)上依次设置伸缩套筒(9)、驱动单元(10)、钻头(12)以及顶锚机构(13)；施工主架(8)与车身架(2)之间设置有用于调节施工主架(8)与车身架(2)角度的调整机构(11)。本发明在0度到90度之间任意角度施工，可快速施工超深斜向复合锚杆桩，简单实用、结构合理。

Description

一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备

技术领域

本发明属于轨道交通装备产业，涉及城市轨道交通车辆的地下结构工程施工技术领域，具体地，涉及一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备。

背景技术

随着经济实力的不断提高，为了缓解日益增长的交通压力，地铁的施工在诸多城市建设中蓬勃发展。而受各种因素制约，地铁施工不可避免地需邻近或穿过各种构筑物，地铁车站主体和附属工程基坑围护结构施工时常常只能近街区施工。

建筑基坑的开挖必然对周边环境造成一定的影响，为保证地下施工结构及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支撑、加固与保护措施，这就是基坑支护。建筑基坑工程一般位于建筑密集、环境复杂的地区，一旦发生倒塌等事故后，将造成巨大的人员、财产损失，同时支护措施作为临时性支护结构，基坑工程的支护设计又不得不考虑经济因素，因此在基坑支护工程的设计和施工过程中，因地制宜、合理选型，达到安全、经济的和谐统一是设计、施工人员要着重考虑的问题；

目前的基坑支护结构比较单一，支撑强度不够大，对于面积较大、深度较深的基坑来说，会存在安全隐患，由于支护结构体系单薄，容易发生基坑塌方现象。基坑支护通常使用锚杆桩结构进行加固，由于锚杆桩既可以提供临时的支撑，也可以提供长期的支撑作用，因此在施工现场获得广泛的应用。锚杆桩以其结构简单，施工方便、成本低廉和适应性强等特点受到青睐。

目前由于工艺和设备的限制，现有技术中没有施工设备能快速、有效的施工超深斜向的锚杆桩。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备。本发明的设备能够在0度到90度之间任意角度施工，能够快速施工超深斜向复合锚杆桩，简单实用，整体结构紧凑，设计合理。并且施工效率高、综合成本低，施工过程中节省了时间，降低了劳动强度，还避免了安全隐患。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，包括钻机、车身架、设置在车身架上的支撑油缸、设置在车身架下方的走行单元、位于车身架和走行单元之间的旋转装置，车身架上还设置有动力单元和控制系统；钻机安装在施工主架上，且钻机上依次设置伸缩套筒、驱动单元、钻头以及顶锚机构；车身架的两端分别设置支撑油缸，车身架上设置有施工主架；施工主架一端与车身架通过转轴可转动连接，另一端为自由端，且施工主架与车身架之间设置有用于调节施工主架与车身架角度的调整机构；施工主架两侧分别设置一套用于驱动钻机沿施工主架移动的传动副，钻机可在施工主架设置的滑轨上滑动；顶锚机构设置在驱动单元的另一端上，当钻机钻孔结束后需要将复合锚杆顶入桩孔内时，驱动单元在施工主架上旋转180°，使得顶锚机构向下，将复合锚杆安装在所述顶锚机构上，由驱动单元驱动顶锚机构将复合锚杆顶入到钻好的桩孔内；

所述施工主架上设置有角度传感器，所述角度传感器与施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从角度传感器接收的施工主架的倾斜角度信号，利用所述调整机构调整所述施工主架的倾斜度，进而控制超深斜向复合锚杆桩的施工倾斜度；

所述施工主架上对应伸缩套筒设置有上部移动卡箍和下部固定卡箍，所述上部移动卡箍通过滑槽与施工主架的滑轨采用活动连接方式，上部移动卡箍箍紧所述伸缩套筒的外筒；所述的下部固定卡箍与施工主架采用固定方式焊接在施工主架的下部；

所述顶锚机构安装有顶锚端，所述顶锚机构上在施工主架的一侧设置有第一滑轮，所述滑轮上套有缆绳，所述缆绳穿过施工主架底部的第二滑轮与卷扬机相连接，所述的顶锚端底部套有复合锚杆。

优选的，所述传动副为链轮链条副；所述施工主架的两端分别装有液压动力装置，链轮与液压动力装置相连，链条与驱动单元相连，利用液压动力装置与链条驱动所述驱动单元沿所述滑轨移动；所述伸缩套筒分为外筒和内筒,外筒的上端从驱动单元中穿出，且外筒和内筒相连，内筒的下端安装钻头；车身架上还设置有卷扬机，用于提升锚索、钢筋、套管等。

在上述任一方案中优选的是，还包括设置于所述钻机上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从所述深度传感器接收的深度信号，向所述钻机发送钻进深度的调整信号，进而钻机根据深度的调整信号精确控制钻进深度。

在上述任一方案中优选的是，所述上部移动卡箍和下部固定卡箍包括与施工主架相连的连接架，连接架的另一端通过设置的环形套分别与上部移动卡箍和下部固定卡箍相连，下部固定卡箍可套在伸缩套筒的内筒外部，但不箍紧内筒。

在上述任一方案中优选的是，所述上部移动卡箍和下部固定卡箍均为8-10mm钢板材形成的圆环形结构；所述导轨为工字钢型结构；所述滑槽为与所述滑轨对应的狭槽型结构。

在上述任一方案中优选的是，所述施工后台控制显示单元还设置有钻头运行控制系统，其包括：信号采集模块，用于接收钻头停止信号、位于第一预设位置的第一位置开关发送的第一定位信息、以及位于第二预设位置的第二位置开关发送的第二定位信息；

第一信息处理模块，用于在所述信号采集模块接收到钻头停止信号及第一定位信息时，控制驱动单元降压并低速运行；且用于在所述信号采集模块接收到所述第二定位信息时，控制所述驱动单元停止输出；

信息判断模块，用于在所述第一信息处理模块控制所述驱动单元停止输出之后判断钻头的停止位置是否属于预设的停杆范围；

第二信息处理模块，用于在所述钻头的停止位置未在预设的停杆范围内时，控制所述驱动单元慢速运行直至所述钻头达到预设的停止范围时停止。

在上述任一方案中优选的是，所述深度传感器与所述第一位置开关及第二接近开关位置配合作用，所述深度传感器安装在钻头上；所述第一位置开关、第二位置开关以及驱动单元分别与所述钻头运行控制系统信号连接。

本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。

本发明的有益效果：

1.本发明的设备能够在0度到90度之间任意角度施工，能够快速施工超深斜向复合锚杆桩，简单实用，整体结构紧凑，设计合理。并且施工效率高、综合成本低，施工过程中节省了时间，降低了劳动强度，还避免了安全隐患。

2.本发明的设备增加施工后台控制显示单元，控制驱动单元(10)进而向钻机输出驱动力，从而能够施工超深斜向复合锚杆桩；另外，通过后台控制显示单元达到自动化控制钻孔的速率；通过增加角度和深度传感器，并将传感器连接至控制室，从而达到对施工过程中桩的施工的倾斜度及深度的有效控制，大大减少了以往施工过程中人力物力的投入，还提高了桩的施工斜度及高度控制，保证了桩的施工质量。

3.本发明先钻桩孔，然后通过顶锚机构设置在驱动单元的另一端上，驱动单元在施工主架上旋转180°，即可实现将复合锚杆顶入桩孔中，方便了施工，保证了质量，保证了安全。

4.本发明采用在施工主架上分别以活动和固定的连接方式加设卡箍。其结构简单，安装方便，自动作用，弥补了以往在复杂地层条件下超深斜向复合锚杆桩施工过程中钻孔容易弯曲或偏斜，同时由于钻孔过长、桩架高大，钻孔的顺直度难以控制的缺点。

5.本发明的钻头运行控制系统通过控制两次停机方式，有助于实现钻头在预定位置停杆，能在较短时间时保证停杆位置的可靠性，从而实现钻孔施工时的安全性和准确性。

附图说明

图1是根据本发明的超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。

实施例1

参见图1，一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，包括钻机1、车身架2、设置在车身架2上的支撑油缸3、设置在车身架2下方的走行单元4、位于车身架2和走行单元4之间的旋转装置5，车身架2上还设置有动力单元6和控制系统7；钻机1安装在施工主架8上，且钻机1上依次设置伸缩套筒9、驱动单元10、钻头12以及顶锚机构13；车身架2的两端分别设置支撑油缸3，车身架2上设置有施工主架8；施工主架8一端与车身架2通过转轴可转动连接，另一端为自由端，且施工主架8与车身架2之间设置有用于调节施工主架8与车身架2角度的调整机构11；施工主架8两侧分别设置一套用于驱动钻机1沿施工主架8移动的传动副，钻机1可在施工主架8设置的滑轨上滑动；顶锚机构13设置在驱动单元10的另一端上，当钻机1钻孔结束后需要将复合锚杆顶入桩孔内时，驱动单元10在施工主架8上旋转180°，使得顶锚机构13向下，将复合锚杆安装在所述顶锚机构13上，由驱动单元10驱动顶锚机构13将复合锚杆顶入到钻好的桩孔内；

所述施工主架8上设置有角度传感器，所述角度传感器与施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从角度传感器接收的施工主架8的倾斜角度信号，利用所述调整机构11调整所述施工主架8的倾斜度，进而控制超深斜向复合锚杆桩的施工倾斜度；

所述施工主架8上对应伸缩套筒9设置有上部移动卡箍14和下部固定卡箍15，所述上部移动卡箍14通过滑槽与施工主架8的滑轨采用活动连接方式，上部移动卡箍14箍紧所述伸缩套筒9的外筒；所述的下部固定卡箍15与施工主架8采用固定方式焊接在施工主架8的下部；

所述顶锚机构13安装有顶锚端，所述顶锚机构13上在施工主架8的一侧设置有第一滑轮，所述滑轮上套有缆绳，所述缆绳穿过施工主架8底部的第二滑轮与卷扬机相连接，所述的顶锚端底部套有复合锚杆。

所述传动副为链轮链条副；所述施工主架8的两端分别装有液压动力装置16，链轮与液压动力装置16相连，链条与驱动单元10相连，利用液压动力装置16与链条驱动所述驱动单元10沿所述滑轨移动；所述伸缩套筒9分为外筒和内筒,外筒的上端从驱动单元10中穿出，且外筒和内筒相连，内筒的下端安装钻头12；车身架2上还设置有卷扬机17，用于提升锚索、钢筋、套管等。

还包括设置于所述钻机1上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从所述深度传感器接收的深度信号，向所述钻机1发送钻进深度的调整信号，进而钻机1根据深度的调整信号精确控制钻进深度。

所述上部移动卡箍14和下部固定卡箍15包括与施工主架8相连的连接架，连接架的另一端通过设置的环形套分别与上部移动卡箍14和下部固定卡箍15相连，下部固定卡箍15可套在伸缩套筒9的内筒外部，但不箍紧内筒。

所述上部移动卡箍14和下部固定卡箍15均为8-10mm钢板材形成的圆环形结构；所述导轨为工字钢型结构；所述滑槽为与所述滑轨对应的狭槽型结构。

所述施工后台控制显示单元还设置有钻头运行控制系统，其包括：信号采集模块，用于接收钻头12停止信号、位于第一预设位置的第一位置开关发送的第一定位信息、以及位于第二预设位置的第二位置开关发送的第二定位信息；

第一信息处理模块，用于在所述信号采集模块接收到钻头12停止信号及第一定位信息时，控制驱动单元10降压并低速运行；且用于在所述信号采集模块接收到所述第二定位信息时，控制所述驱动单元10停止输出；

信息判断模块，用于在所述第一信息处理模块控制所述驱动单元10停止输出之后判断钻头12的停止位置是否属于预设的停杆范围；

第二信息处理模块，用于在所述钻头12的停止位置未在预设的停杆范围内时，控制所述驱动单元10慢速运行直至所述钻头12达到预设的停止范围时停止。

所述深度传感器与所述第一位置开关及第二接近开关位置配合作用，所述深度传感器安装在钻头12上；所述第一位置开关、第二位置开关以及驱动单元10分别与所述钻头运行控制系统信号连接。

实施例2

参见图1，一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，包括钻机1、车身架2、设置在车身架2上的支撑油缸3、设置在车身架2下方的走行单元4、位于车身架2和走行单元4之间的旋转装置5，车身架2上还设置有动力单元6和控制系统7；钻机1安装在施工主架8上，且钻机1上依次设置伸缩套筒9、驱动单元10、钻头12以及顶锚机构13；车身架2的两端分别设置支撑油缸3，车身架2上设置有施工主架8；施工主架8一端与车身架2通过转轴可转动连接，另一端为自由端，且施工主架8与车身架2之间设置有用于调节施工主架8与车身架2角度的调整机构11；施工主架8两侧分别设置一套用于驱动钻机1沿施工主架8移动的传动副，钻机1可在施工主架8设置的滑轨上滑动；顶锚机构13设置在驱动单元10的另一端上，当钻机1钻孔结束后需要将复合锚杆顶入桩孔内时，驱动单元10在施工主架8上旋转180°，使得顶锚机构13向下，将复合锚杆安装在所述顶锚机构13上，由驱动单元10驱动顶锚机构13将复合锚杆顶入到钻好的桩孔内；

所述施工主架8上设置有角度传感器，所述角度传感器与施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从角度传感器接收的施工主架8的倾斜角度信号，利用所述调整机构11调整所述施工主架8的倾斜度，进而控制超深斜向复合锚杆桩的施工倾斜度；

所述施工主架8上对应伸缩套筒9设置有上部移动卡箍14和下部固定卡箍15，所述上部移动卡箍14通过滑槽与施工主架8的滑轨采用活动连接方式，上部移动卡箍14箍紧所述伸缩套筒9的外筒；所述的下部固定卡箍15与施工主架8采用固定方式焊接在施工主架8的下部；

所述顶锚机构13安装有顶锚端，所述顶锚机构13上在施工主架8的一侧设置有第一滑轮，所述滑轮上套有缆绳，所述缆绳穿过施工主架8底部的第二滑轮与卷扬机相连接，所述的顶锚端底部套有复合锚杆。

所述传动副为链轮链条副；所述施工主架8的两端分别装有液压动力装置16，链轮与液压动力装置16相连，链条与驱动单元10相连，利用液压动力装置16与链条驱动所述驱动单元10沿所述滑轨移动；所述伸缩套筒9分为外筒和内筒,外筒的上端从驱动单元10中穿出，且外筒和内筒相连，内筒的下端安装钻头12；车身架2上还设置有卷扬机17，用于提升锚索、钢筋、套管等。

还包括设置于所述钻机1上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从所述深度传感器接收的深度信号，向所述钻机1发送钻进深度的调整信号，进而钻机1根据深度的调整信号精确控制钻进深度。

所述上部移动卡箍14和下部固定卡箍15包括与施工主架8相连的连接架，连接架的另一端通过设置的环形套分别与上部移动卡箍14和下部固定卡箍15相连，下部固定卡箍15可套在伸缩套筒9的内筒外部，但不箍紧内筒。

所述上部移动卡箍14和下部固定卡箍15均为8-10mm钢板材形成的圆环形结构；所述导轨为工字钢型结构；所述滑槽为与所述滑轨对应的狭槽型结构。

所述施工后台控制显示单元还设置有钻头运行控制系统，其包括：信号采集模块，用于接收钻头12停止信号、位于第一预设位置的第一位置开关发送的第一定位信息、以及位于第二预设位置的第二位置开关发送的第二定位信息；

第一信息处理模块，用于在所述信号采集模块接收到钻头12停止信号及第一定位信息时，控制驱动单元10降压并低速运行；且用于在所述信号采集模块接收到所述第二定位信息时，控制所述驱动单元10停止输出；

信息判断模块，用于在所述第一信息处理模块控制所述驱动单元10停止输出之后判断钻头12的停止位置是否属于预设的停杆范围；

第二信息处理模块，用于在所述钻头12的停止位置未在预设的停杆范围内时，控制所述驱动单元10慢速运行直至所述钻头12达到预设的停止范围时停止。

所述深度传感器与所述第一位置开关及第二接近开关位置配合作用，所述深度传感器安装在钻头12上；所述第一位置开关、第二位置开关以及驱动单元10分别与所述钻头运行控制系统信号连接。

另外，为进一步提高施工的效果，所述钻头用高强度合金制成，该合金含有以下重量份的组分：铝3.5-4.5、铜3-4、锂2-3、钨2.5-3、硼1-1.5、钼0.05-0.1、钛0.05-0.1、锌氧粉0.05-0.08，镁70-80。

所述钻头的制备方法包括以下步骤：

(1)将含上述质量分的金属矿放入高温炉中，熔炼温度为1350-1380℃，熔炼时间为100-110min，随后在氮气保护下进行连续降温，温度每隔5min降低15℃，直至温度降低到到280℃；

(2)将温度升高到650℃，进行恒温铸造1.5-2h，恒温铸造结束后将压强升至22MPa压制成坯；

(3)在氦气氮气保护下添加上述重量份的锌氧粉，进行煅烧处理，煅烧温度为200-210℃，处理时间为25-35min，煅烧结束后，在真空度为0.1×10-5MPa下降温，将温度降低至350℃，得到熔化体；

(4)将上述步骤得到的熔化体浇注到钻头成型模具中，在氮气保护下通入冷却循环水进行冷却，即得。

本发明的钻头具有较高强度和硬度，同时具有轻量、耐腐蚀耐磨的优点，可满足硬度要求。

进一步的，本发明的伸缩套筒9包括外筒和内筒。在应用中，外筒和内筒的长度可以根据使用需要而确定。本发明的伸缩套筒9的外筒和内筒的长度为45-55米，从而使得伸缩套筒9的长度可达到90-110米，解决了现有技术无法对深度大于50米以上的超深工程进行施工的问题。

其中，所述的外筒和内筒采用滑动副滑动连接，该滑动副包括：均布设置在外筒内壁的5个凸榫卡头；均布设置在内筒的外壁的5个凹槽；每个凸榫卡头与对应的凹槽配合；凸榫卡头与凹槽分别沿外筒和内筒的轴向延伸。通过所述滑动副，使得内筒可以在外筒内上下滑动，从而改变长度。而为了防止内筒在外筒内滑动时脱离外筒，在外筒和内筒上分别设置用于将两者卡扣在一起的卡扣件。所述卡扣件包括：环设在外筒内壁底端且沿其径向朝中心方向凸出的凸件；环设在内筒外壁顶端且沿其径向朝外凸出的卡接台阶；其中，卡接台阶的外缘虚拟圆的直径大于凸件的内缘虚拟圆的直径、小于外筒的内径，从而使卡接台阶可以搭接在凸件上，从而将外筒和内筒卡扣在一起。

通过可以伸长或缩短伸缩套筒9的长度，使得钻孔的深度可以到达百米之上，解决了本领域对超深基础进行加固的难题。

实施例3

参见图1，一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，包括钻机1、车身架2、设置在车身架2上的支撑油缸3、设置在车身架2下方的走行单元4、位于车身架2和走行单元4之间的旋转装置5，车身架2上还设置有动力单元6和控制系统7；钻机1安装在施工主架8上，且钻机1上依次设置伸缩套筒9、驱动单元10、钻头12以及顶锚机构13；车身架2的两端分别设置支撑油缸3，车身架2上设置有施工主架8；施工主架8一端与车身架2通过转轴可转动连接，另一端为自由端，且施工主架8与车身架2之间设置有用于调节施工主架8与车身架2角度的调整机构11；施工主架8两侧分别设置一套用于驱动钻机1沿施工主架8移动的传动副，钻机1可在施工主架8设置的滑轨上滑动；顶锚机构13设置在驱动单元10的另一端上，当钻机1钻孔结束后需要将复合锚杆顶入桩孔内时，驱动单元10在施工主架8上旋转180°，使得顶锚机构13向下，将复合锚杆安装在所述顶锚机构13上，由驱动单元10驱动顶锚机构13将复合锚杆顶入到钻好的桩孔内；

所述施工主架8上设置有角度传感器，所述角度传感器与施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从角度传感器接收的施工主架8的倾斜角度信号，利用所述调整机构11调整所述施工主架8的倾斜度，进而控制超深斜向复合锚杆桩的施工倾斜度；

所述施工主架8上对应伸缩套筒9设置有上部移动卡箍14和下部固定卡箍15，所述上部移动卡箍14通过滑槽与施工主架8的滑轨采用活动连接方式，上部移动卡箍14箍紧所述伸缩套筒9的外筒；所述的下部固定卡箍15与施工主架8采用固定方式焊接在施工主架8的下部；

所述顶锚机构13安装有顶锚端，所述顶锚机构13上在施工主架8的一侧设置有第一滑轮，所述滑轮上套有缆绳，所述缆绳穿过施工主架8底部的第二滑轮与卷扬机相连接，所述的顶锚端底部套有复合锚杆。

所述传动副为链轮链条副；所述施工主架8的两端分别装有液压动力装置16，链轮与液压动力装置16相连，链条与驱动单元10相连，利用液压动力装置16与链条驱动所述驱动单元10沿所述滑轨移动；所述伸缩套筒9分为外筒和内筒,外筒的上端从驱动单元10中穿出，且外筒和内筒相连，内筒的下端安装钻头12；车身架2上还设置有卷扬机17，用于提升锚索、钢筋、套管等。

还包括设置于所述钻机1上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从所述深度传感器接收的深度信号，向所述钻机1发送钻进深度的调整信号，进而钻机1根据深度的调整信号精确控制钻进深度。

所述上部移动卡箍14和下部固定卡箍15包括与施工主架8相连的连接架，连接架的另一端通过设置的环形套分别与上部移动卡箍14和下部固定卡箍15相连，下部固定卡箍15可套在伸缩套筒9的内筒外部，但不箍紧内筒。

所述上部移动卡箍14和下部固定卡箍15均为8-10mm钢板材形成的圆环形结构；所述导轨为工字钢型结构；所述滑槽为与所述滑轨对应的狭槽型结构。

所述施工后台控制显示单元还设置有钻头运行控制系统，其包括：信号采集模块，用于接收钻头12停止信号、位于第一预设位置的第一位置开关发送的第一定位信息、以及位于第二预设位置的第二位置开关发送的第二定位信息；

第一信息处理模块，用于在所述信号采集模块接收到钻头12停止信号及第一定位信息时，控制驱动单元10降压并低速运行；且用于在所述信号采集模块接收到所述第二定位信息时，控制所述驱动单元10停止输出；

信息判断模块，用于在所述第一信息处理模块控制所述驱动单元10停止输出之后判断钻头12的停止位置是否属于预设的停杆范围；

第二信息处理模块，用于在所述钻头12的停止位置未在预设的停杆范围内时，控制所述驱动单元10慢速运行直至所述钻头12达到预设的停止范围时停止。

所述深度传感器与所述第一位置开关及第二接近开关位置配合作用，所述深度传感器安装在钻头12上；所述第一位置开关、第二位置开关以及驱动单元10分别与所述钻头运行控制系统信号连接。

另外，为进一步提高施工的效果，伸缩套筒9的外筒包括外筒筒壁、旋转齿轮盒、旋转连接件、固定钻杆、空心轴杆和空心齿轮。伸缩套筒9的内筒包括分油器、内筒筒壁、钻锤、钻锤固定件、空心管、钻头12和排渣管。

外筒筒壁与旋转齿轮盒刚性连接成一个整体，同时外筒筒壁与固定钻杆刚性连接，固定钻杆为外筒提供输出旋转扭矩的反作用力；旋转齿轮盒与驱动单元10连接并由驱动单元10驱动。空心齿轮由旋转齿轮盒驱动并旋转，空心齿轮与空心轴杆连接，空心轴杆也随之旋转；分油器一端与空心齿轮连接，另一端与内筒筒壁连接。

旋转连接件与空心轴杆连接；固定钻杆与钻机连接。钻锤一端由液压油管供油并驱动钻锤，钻锤另一端与钻头12连接；内筒筒壁与钻锤固定件刚性连接成一个整体，并由外筒带动旋转。排渣管一端连接在钻锤固定件上，排渣管另一端连接空心管；施工过程中产生的钻渣通过钻头12的空心管排出到地面。

上述结构设置使得钻机的施工成本低、效率高，其回转切削与冲击并存的掘进模式，在打桩施工时，对钻机的输出扭矩要求减小，钻进压力可以降低，整机配置可以降低，节约设备整机制造成本，使主机施工损坏率降低，增加了使用寿命。

进一步的，所述钻锤包括箱体、液压马达、液压切换装置，还包括振动装置和冲击机构，冲击机构与液压切换装置连接，所述振动装置包括至少两组偏心机构，所述冲击机构设于箱体中部，偏心机构设于箱体中，并对称分布在冲击机构两侧，且对称设置的一组偏心机构位于同一水平高度上，所述偏心机构包括振动偏心块、偏心块驱动轴，偏心块驱动轴上安装有振动偏心块，偏心块驱动轴连接至液压马达，还包括齿轮箱。

所述钻锤还包括控制单元，控制单元分别与液压马达和液压切换装置连接，根据打桩环境的不同，由控制单元控制液压切换装置切换至液压冲击机构进行冲击打桩。

所述冲击机构包括冲击活塞、冲击垫块、活塞密封环、蓄能器，冲击活塞设于活塞密封环内，活塞密封环底部设有冲击垫块，活塞密封环顶部设有蓄能器，液压切换装置通过油管与活塞密封环连通，进而控制上活塞密封环中的油量来达到控制冲击活塞击打冲击垫块的目的。

所述钻锤还包括提吊连接装置，提吊连接装置设于箱体顶部；以及减震器，减震器设于提吊连接装置和箱体之间，所述减震器为双层橡胶结构。

本发明利用钻锤的高频振动使施工的土壤产生液化，从而降低其侧磨阻力，振动冲击兼顾的结构解决了建筑作业中超深钻孔作业过程中打桩机遇到硬质障碍无法施工的问题，并且噪音低，环保性好。

此外，为实现更优的技术效果，还可将上述实施例中的技术方案任意组合，以满足各种实际应用的需求。

由上述实施例可知，本发明的设备能够在0度到90度之间任意角度施工，能够快速施工超深斜向复合锚杆桩，简单实用，整体结构紧凑，设计合理。并且施工效率高、综合成本低，施工过程中节省了时间，降低了劳动强度，还避免了安全隐患。

本发明的设备增加施工后台控制显示单元，控制驱动单元(10)进而向钻机输出驱动力，从而能够施工超深斜向复合锚杆桩；另外，通过后台控制显示单元达到自动化控制钻孔的速率；通过增加角度和深度传感器，并将传感器连接至控制室，从而达到对施工过程中桩的施工的倾斜度及深度的有效控制，大大减少了以往施工过程中人力物力的投入，还提高了桩的施工斜度及高度控制，保证了桩的施工质量。

本发明先钻桩孔，然后通过顶锚机构设置在驱动单元的另一端上，驱动单元在施工主架上旋转180°，即可实现将复合锚杆顶入桩孔中，方便了施工，保证了质量，保证了安全。

本发明采用在施工主架上分别以活动和固定的连接方式加设卡箍。其结构简单，安装方便，自动作用，弥补了以往在复杂地层条件下超深斜向复合锚杆桩施工过程中钻孔容易弯曲或偏斜，同时由于钻孔过长、桩架高大，钻孔的顺直度难以控制的缺点。

本发明的钻头运行控制系统通过控制两次停机方式，有助于实现钻头在预定位置停杆，能在较短时间时保证停杆位置的可靠性，从而实现钻孔施工时的安全性和准确性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，其特征在于，包括钻机(1)、车身架(2)、设置在车身架(2)上的支撑油缸(3)、设置在车身架(2)下方的走行单元(4)、位于车身架(2)和走行单元(4)之间的旋转装置(5)，车身架(2)上还设置有动力单元(6)和控制系统(7)；钻机(1)安装在施工主架(8)上，且钻机(1)上依次设置伸缩套筒(9)、驱动单元(10)、钻头(12)以及顶锚机构(13)；车身架(2)的两端分别设置支撑油缸(3)，车身架(2)上设置有施工主架(8)；施工主架(8)一端与车身架(2)通过转轴可转动连接，另一端为自由端，且施工主架(8)与车身架(2)之间设置有用于调节施工主架(8)与车身架(2)角度的调整机构(11)；施工主架(8)两侧分别设置一套用于驱动钻机(1)沿施工主架(8)移动的传动副，钻机(1)可在施工主架(8)设置的滑轨上滑动；顶锚机构(13)设置在驱动单元(10)的另一端上，当钻机(1)钻孔结束后需要将复合锚杆顶入桩孔内时，驱动单元(10)在施工主架(8)上旋转180°，使得顶锚机构(13)向下，将复合锚杆安装在所述顶锚机构(13)上，由驱动单元(10)驱动顶锚机构(13)将复合锚杆顶入到钻好的桩孔内；

所述施工主架(8)上设置有角度传感器，所述角度传感器与施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从角度传感器接收的施工主架(8)的倾斜角度信号，利用所述调整机构(11)调整所述施工主架(8)的倾斜度，进而控制超深斜向复合锚杆桩的施工倾斜度；

所述施工主架(8)上对应伸缩套筒(9)设置有上部移动卡箍(14)和下部固定卡箍(15)，所述上部移动卡箍(14)通过滑槽与施工主架(8)的滑轨采用活动连接方式，上部移动卡箍(14)箍紧所述伸缩套筒(9)的外筒；所述的下部固定卡箍(15)与施工主架(8)采用固定方式焊接在施工主架(8)的下部；

所述顶锚机构(13)安装有顶锚端，所述顶锚机构(13)上在施工主架(8)的一侧设置有第一滑轮，所述滑轮上套有缆绳，所述缆绳穿过施工主架(8)底部的第二滑轮与卷扬机相连接，所述的顶锚端底部套有复合锚杆。

2.根据权利要求1所述的超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，其特征在于，所述传动副为链轮链条副；所述施工主架(8)的两端分别装有液压动力装置(16)，链轮与液压动力装置(16)相连，链条与驱动单元(10)相连，利用液压动力装置(16)与链条驱动所述驱动单元(10)沿所述滑轨移动；所述伸缩套筒(9)分为外筒和内筒,外筒的上端从驱动单元(10)中穿出，且外筒和内筒相连，内筒的下端安装钻头(12)；车身架(2)上还设置有卷扬机(17)。

3.根据权利要求1-2所述的超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，其特征在于，还包括设置于所述钻机(1)上的深度传感器，所述深度传感器分别与所述施工后台控制显示单元连接，所述施工后台控制显示单元根据从所述深度传感器接收的深度信号，向所述钻机(1)发送钻进深度的调整信号，进而钻机(1)根据深度的调整信号精确控制钻进深度。

4.根据权利要求3所述的超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，其特征在于，所述上部移动卡箍(14)和下部固定卡箍(15)包括与施工主架(8)相连的连接架，连接架的另一端通过设置的环形套分别与上部移动卡箍(14)和下部固定卡箍(15)相连，下部固定卡箍(15)可套在伸缩套筒(9)的内筒外部，但不箍紧内筒。

5.根据权利要求1-4所述的超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，其特征在于，所述上部移动卡箍(14)和下部固定卡箍(15)均为8-10mm钢板材形成的圆环形结构；所述导轨为工字钢型结构；所述滑槽为与所述滑轨对应的狭槽型结构。

6.根据权利要求5所述的超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，其特征在于，所述施工后台控制显示单元还设置有钻头运行控制系统，其包括：信号采集模块，用于接收钻头(12)停止信号、位于第一预设位置的第一位置开关发送的第一定位信息、以及位于第二预设位置的第二位置开关发送的第二定位信息；

第一信息处理模块，用于在所述信号采集模块接收到钻头(12)停止信号及第一定位信息时，控制驱动单元(10)降压并低速运行；且用于在所述信号采集模块接收到所述第二定位信息时，控制所述驱动单元(10)停止输出；

信息判断模块，用于在所述第一信息处理模块控制所述驱动单元(10)停止输出之后判断钻头(12)的停止位置是否属于预设的停杆范围；

第二信息处理模块，用于在所述钻头(12)的停止位置未在预设的停杆范围内时，控制所述驱动单元(10)慢速运行直至所述钻头(12)达到预设的停止范围时停止。

7.根据权利要求1-6所述的超深斜向复合锚杆桩施工用新型设备，其特征在于，所述深度传感器与所述第一位置开关及第二接近开关位置配合作用，所述深度传感器安装在钻头(12)上；所述第一位置开关、第二位置开关以及驱动单元(10)分别与所述钻头运行控制系统信号连接。