CN113266277A - 钻注拔一体化钻机 - Google Patents

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何小玲
闫静雅
李家平
王鲁杰
张帆
黄斌
施承欢
肖同刚
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Chengdun Tunnel An Underground Engineering Co ltd
Shanghai Tunnel Foundation Enginering Co ltd
Shanghai Shentong Metro Co ltd
Shanghai Tunnel Engineering Co Ltd
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Chengdun Tunnel An Underground Engineering Co ltd
Shanghai Tunnel Foundation Enginering Co ltd
Shanghai Shentong Metro Co ltd
Shanghai Tunnel Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种钻注拔一体化钻机，包括：回转钻机本体；液动冲击器，安装于所述回转钻机本体的回转器的后端；以及混合器，安装于所述回转器的钻杆接头和所述回转钻机本体的钻杆之间，所述混合器与所述钻杆接头及所述钻杆同轴设置，所述混合器的内部形成有混液空腔，所述混合器开设多个进液口、连接于所述钻杆接头的注水通道的一进水口和一出液口，所述出液口通过管路连接于所述回转钻机本体的钻具。本发明解决了现有的软土地铁隧道的双液注浆加固技术，所采用的注浆设备存在在振管和注浆施工过程中机械化程度低、且需要频繁更换施工设备、施工效较低的问题。

Description

钻注拔一体化钻机
技术领域
本发明涉及钻机技术领域，具体涉及一种钻注拔一体化钻机。
背景技术
现有的软土地铁隧道的双液微扰动注浆加固现有技术(如申请号为2011101186803的专利)使用的注浆设备存在以下缺点：振管和注浆施工过程的机械化程度低、且需要频繁更换施工设备；施工工效较低、下管时较难保证垂直度、以及拔管时难以做到均匀提升。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种钻注拔一体化钻机，以解决现有的软土地铁隧道的双液注浆加固技术，所采用的注浆设备存在在振管和注浆施工过程的机械化程度低、且需要频繁更换施工设备、施工工效较低的问题。
为实现上述目的，提供一种钻注拔一体化钻机，包括：
回转钻机本体，包括回转器，所述回转器具有相对的一前端和一后端，所述回转器的前端可转动地安装有钻杆接头，所述钻杆接头安装有钻杆，所述钻杆安装有钻具，所述钻具形成有注浆孔，所述钻杆接头形成有贯通的注水通道；
液动冲击器，安装于所述回转器的后端；以及
混合器，安装于所述钻杆接头和所述钻杆之间，所述混合器与所述钻杆接头及所述钻杆同轴设置，所述混合器的内部形成有混液空腔，所述混合器开设多个进液口、连接于所述注水通道的一进水口和一出液口，所述出液口通过管路连接于所述钻具的注浆孔。
进一步的，所述混合器的一所述进液口连接有水泥浆输送管，所述混合器的一所述进液口连接有水玻璃输送管，所述水泥浆输送管和所述水玻璃输送管分别连接有注浆泵。
进一步的，所述水泥浆输送管上安装有第一止逆阀。
进一步的，所述水玻璃输送管上安装有第二止逆阀。
进一步的，所述进水口通过管道连接于所述注水通道，所述管道安装有用于防止所述混合器内的浆液回流至所述回转器内的单向阀。
进一步的，所述进水口、所述出液口与所述钻杆接头同轴设置。
进一步的，所述回转钻机本体为全液压动力头式钻机。
本发明的有益效果在于，本发明的钻注拔一体化钻机实现了注浆功能。在钻杆与动力头之间增加混合器。本发明的钻注拔一体化钻机将注水和注浆集成一体，与传统钻机相比更集约化、更具普适性，使整个注浆流程更简易化，从而提高注浆实际工效，确保施工位置精度、满足回转器的液压马达均匀拔管注浆要求。本发明的钻注拔一体化钻机的动力头部分(回转器)同时拥有旋转钻进与冲击钻进功能，且具备液压提升能力。本发明的钻注拔一体化钻机的拔管功率较高，且可以振动拔管(通过液动冲击器实现的功能)，避免注浆管抱死。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例的钻注拔一体化钻机的结构示意图。
图2为本发明实施例的回转器的结构示意图。
图3为本发明实施例的混合器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参照图1至图3所示，本发明提供了一种钻注拔一体化钻机，包括：回转钻机本体1、液动冲击器2和混合器3。
具体的，回转钻机本体1包括履带底盘11、电柜12、变角机构组件13、推进架14、回转器15、操作平台、钻杆和钻具。
回转器15具有相对的一前端和一后端。回转器15的前端可转动地安装有钻杆接头151。钻杆接头151用于安装有钻杆16。钻杆16的远离钻杆接头的一端安装有钻具。钻具形成有注浆孔。钻杆接头形成有贯通的注水通道。
履带底盘11，可实现钻机的前进、后退、转弯，从而使其具有移位方便、机动性好、省时省力的特点。
电柜12，由于钻机自身不带有动力源，故需从外部将三相交流电源接入控制电柜中。电柜总输入功率为45kW。电柜中有漏电开关作为安全保护，又为液压系统提供过压保护及各种报警，使用户随时了解钻机的状态。
变角机构组件13，支承推进架的部件，可对推进架14进行高举升、左右摆臂±90°。
在本实施例中，回转钻机本体1为全液压动力头式钻机。全液压动力头式钻机的特点是作为回转动力机的液压马达与回转器连成一体，可同时移动。
具体的，在本实施例中，回转器包括壳体、液压马达156、小齿轮155、大齿轮153、主轴152、活塞154、钻杆接头151。
回转器15由液压马达156驱动，经齿轮(大齿轮153和小齿轮155)传动变速，带动主轴和152的前端的钻杆接头151正反转，以此驱动下面的钻杆16旋转。推进架14通过链条带动回转器15进行上下给进。
操作平台，通过多个操作杆和显示仪表控制钻机各个组件，实现钻机移动、对中调直、钻孔振管的功能。
液动冲击器2，安装于回转钻机本体1的回转器15的后端。
混合器3安装于回转器15的钻杆接头151和钻杆16之间。混合器3与钻杆接头151及钻杆16同轴设置。混合器3的内部形成有混液空腔，混合器3开设多个进液口和一出液口。出液口通过管路连接于回转钻机本体1的钻具。
在钻机过程中，混合器的进水口和出液口开启，同时多个进液口关闭。钻杆接头连接输水管将水经由钻杆接头内的注水通道注入混合器中，再经由出液口输送至钻杆内，辅助钻进。
在注浆时，混合器的进水口关闭，多个进液口和出液口开启。用于加固土体的双组分浆液经由多个进液口输入混合器内的混液空腔，在混液空腔内混合后经由管路输送至钻机的注浆孔注入钻机成孔中以加固土体。
此外，在注浆过程中，推进架上的链条带动整个回转器匀速上升，从而达到匀速提升注浆管的目的。
本发明的钻注拔一体化钻机实现了注浆功能。在钻杆与动力头之间增加混合器。本发明的钻注拔一体化钻机将注水和注浆集成一体，与传统钻机相比更集约化、更具普适性，使整个注浆流程更简易化，从而提高注浆实际工效，确保施工位置精度、满足回转器的液压马达均匀拔管注浆要求。
根据微扰动注浆工艺的施工要求，本发明的钻注拔一体化钻机的动力头部分(回转器)同时拥有旋转钻进与冲击钻进功能，且具备液压提升能力。
本发明的钻注拔一体化钻机可以直接将40mm外径的注浆管(即无缝钢管)振至设计标高。在砂性土层或较深隧道情况下，施工效率较高，完成深度25m的钻孔振管作业花费时间低于20分钟。
本发明的钻注拔一体化钻机的拔管功率较高，且可以振动拔管(通过液动冲击器实现的功能)，避免注浆管抱死。
混合器3开设有一进水口。混合器3的进水口通过管道连接于所述钻杆接头151的注水通道。管道上安装有用于防止混合器3内的浆液回流至所述回转器15内的单向阀31。
在本实施例中，混合器的进液口的数量为两个，其中，混合器3的一个进液口连接有水泥浆输送管32，混合器3的另一个进液口连接有水玻璃输送管33。水泥浆输送管32和水玻璃输送管33分别连接有注浆泵。
水泥浆输送管32上安装有第一止逆阀。
水玻璃输送管33上安装有第二止逆阀。
作为一种较佳的实施方式，混合器呈纺锤形。进水口、出液口与钻杆接头151同轴设置。进水口位于混合器的上端，出液口位于混合器的下端，两进液口对称设置于混合器的相对两侧。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种钻注拔一体化钻机，其特征在于，包括：
回转钻机本体，包括回转器，所述回转器具有相对的一前端和一后端，所述回转器的前端可转动地安装有钻杆接头，所述钻杆接头安装有钻杆，所述钻杆安装有钻具，所述钻具形成有注浆孔，所述钻杆接头形成有贯通的注水通道；
液动冲击器，安装于所述回转器的后端；以及
混合器，安装于所述钻杆接头和所述钻杆之间，所述混合器与所述钻杆接头及所述钻杆同轴设置，所述混合器的内部形成有混液空腔，所述混合器开设多个进液口、连接于所述注水通道的一进水口和一出液口，所述出液口通过管路连接于所述钻具的注浆孔。
2.根据权利要求1所述的钻注拔一体化钻机，其特征在于，所述混合器的一所述进液口连接有水泥浆输送管，所述混合器的一所述进液口连接有水玻璃输送管，所述水泥浆输送管和所述水玻璃输送管分别连接有注浆泵。
3.根据权利要求2所述的钻注拔一体化钻机，其特征在于，所述水泥浆输送管上安装有第一止逆阀。
4.根据权利要求2所述的钻注拔一体化钻机，其特征在于，所述水玻璃输送管上安装有第二止逆阀。
5.根据权利要求1所述的钻注拔一体化钻机，其特征在于，所述进水口通过管道连接于所述注水通道，所述管道安装有用于防止所述混合器内的浆液回流至所述回转器内的单向阀。
6.根据权利要求5所述的钻注拔一体化钻机，其特征在于，所述进水口、所述出液口与所述钻杆接头同轴设置。
7.根据权利要求1所述的钻注拔一体化钻机，其特征在于，所述回转钻机本体为全液压动力头式钻机。
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